톈원 3호 — 화성 샘플 귀환 도전

중국이 화성 표면 시료를 지구로 가져오는 왕복 미션에 나섭니다. 성공하면 화성 샘플 귀환 첫 주자가 됩니다.

이 이벤트 이야기

톈원 3호는 중국이 준비 중인 화성 샘플 귀환 미션입니다. 화성 표면의 흙과 암석을 채취해 지구로 가져오는 것이 목표이며, 성공하면 인류가 처음으로 화성 물질을 실험실에서 직접 다루게 됩니다. 발사는 2028년 말을 목표로 한 계획이고, 시료의 지구 귀환은 그보다 몇 년 뒤로 잡혀 있습니다.

구조는 두 묶음으로 나뉩니다. 하나는 화성에 내려앉아 시료를 모으고 다시 이륙하는 착륙·상승 조합이고, 다른 하나는 화성 궤도에서 기다렸다가 시료를 받아 지구로 돌아오는 궤도·귀환 조합입니다. 두 묶음을 따로 발사해 화성에서 만나게 하는 방식이라, 발사 자체가 한 번으로 끝나지 않습니다.

가장 어려운 대목은 착륙도 이륙도 아니라 그 사이의 만남입니다. 화성에서 떠오른 상승선이 궤도를 도는 귀환선을 찾아 시료 용기를 건네야 하는데, 이 무인 랑데부는 지구나 달 궤도에서만 해 본 기동입니다. 화성 궤도에서 로봇끼리 이 일을 해낸 적은 아직 없습니다.

채취 방식은 표면을 퍼 담는 것과 드릴로 코어를 뽑는 것을 함께 쓰는 것으로 알려져 있습니다. 다만 착륙 지점, 최종 시료량, 발사 순서 같은 세부는 계획이 다듬어지는 중이고 날짜도 조정될 수 있습니다. 이 페이지는 공식 발표가 나오는 대로 갱신합니다.

왜 중요한가

시료를 지구로 가져오는 일이 중요한 이유는 분석 장비의 차이 때문입니다. 로버에 실을 수 있는 기기는 크기와 전력이 제한되지만, 지상 실험실에서는 같은 시료를 수십 년에 걸쳐 여러 방법으로 다시 분석할 수 있습니다. 새로운 측정 기술이 나오면 보관해 둔 시료를 다시 꺼내 재검토하는 것도 가능합니다.

특히 결정적인 것은 연대 측정입니다. 화성 표면의 나이는 지금까지 크레이터 수를 세어 추정해 왔는데, 이 방법은 기준이 달 시료에서 온 것이라 화성에 그대로 적용하면 오차가 큽니다. 화성 암석의 방사성 연대를 직접 재면 화성 지질사의 시간축 전체가 다시 맞춰집니다.

생명 흔적 판별에서도 실물 시료는 격이 다릅니다. 유기 분자가 정말 화성에서 온 것인지 지구에서 섞여 든 오염인지를 가리려면 여러 실험실에서 교차 검증해야 하고, 이는 원격 분석으로는 불가능한 절차입니다. 그래서 귀환 시료의 오염 방지 설계가 임무의 핵심 요건으로 다뤄집니다.

어떻게 보나

발사 자체는 중계로 보게 됩니다. 중국의 대형 로켓 발사는 통상 관영 매체가 카운트다운과 상승 구간을 방송하며, 발사장 인근의 촬영 영상도 함께 공개됩니다. 다만 발사창과 시각이 확정되기 전에는 중계 일정도 알 수 없고, 이 임무는 발사가 한 번이 아니라는 점도 염두에 둘 필요가 있습니다.

궤적은 공전뷰 재생으로 확인하는 편이 이해가 빠릅니다. 지구를 떠난 궤도가 태양을 도는 타원을 그리며 바깥으로 벌어지고 몇 달 뒤 화성 궤도와 만나는 과정, 그리고 두 묶음이 시간을 두고 같은 길을 따라가는 모습을 시간을 돌려 가며 볼 수 있습니다. 왕복 임무가 왜 몇 년짜리 일정이 되는지도 화면에서 드러납니다.

밤하늘에서는 화성을 직접 찾아보면 됩니다. 붉은 기가 도는 밝은 점이고, 별과 달리 거의 깜빡이지 않습니다. 충 무렵에는 유난히 밝아지고 그 시기가 지나면 눈에 띄게 어두워지는데, 이 밝기의 오르내림이 곧 지구와 화성 사이 거리의 변화입니다. 발사창이 몇 년에 한 번씩만 열리는 이유가 여기 있습니다.

배경

중국은 이 임무 이전에 필요한 기술을 단계적으로 쌓아 왔습니다. 2021년 톈원 1호가 화성 궤도 진입과 착륙, 로버 운용을 한 번에 해냈고, 달에서는 창어 5호와 6호가 시료를 채취해 달 궤도에서 랑데부·도킹을 거쳐 지구로 가져오는 절차를 실제로 수행했습니다. 톈원 3호는 그 두 계보를 합치는 시도입니다.

같은 목표를 두고 미국과 유럽도 오래 준비해 왔습니다. 퍼서비어런스 로버는 이미 화성에서 시료를 채취해 밀봉한 뒤 회수를 기다리고 있지만, 그 시료를 가져올 후속 임무는 비용과 구조를 다시 검토하는 단계에 있습니다. 결과적으로 누가 먼저 화성 시료를 지구에 놓게 될지는 아직 열려 있는 문제입니다.

일정은 계속 움직일 수 있습니다. 발사창은 2년 남짓 간격으로만 열리므로 한 번 밀리면 곧바로 몇 년 단위의 지연이 되고, 착륙 지점 선정과 행성 보호 절차도 발사 전에 마무리돼야 합니다. 확정된 날짜와 세부는 공식 발표를 기준으로 이 페이지에 반영합니다.

자주 묻는 질문

톈원 3호는 언제 발사되나요?

2028년 말을 목표로 한 계획입니다. 화성행 발사창은 2년 남짓 간격으로만 열리기 때문에 일정이 한 번 밀리면 다음 창까지 기다려야 하고, 아직 확정 발표 단계가 아닙니다. 시료의 지구 귀환은 발사보다 몇 년 뒤로 계획돼 있습니다.

왜 시료를 굳이 지구로 가져오나요?

로버에 실을 수 있는 기기는 크기와 전력이 제한되지만, 지상 실험실에서는 같은 시료를 여러 기관이 다양한 방법으로 반복 분석할 수 있습니다. 암석의 방사성 연대 측정처럼 현장에서는 사실상 불가능한 정밀 분석도 가능해집니다.

가장 어려운 단계는 무엇인가요?

화성에서 이륙한 상승선이 궤도에서 기다리는 귀환선과 만나 시료 용기를 옮겨 싣는 단계입니다. 무인 랑데부와 도킹은 지구와 달 궤도에서는 수행된 적이 있지만, 화성 궤도에서 로봇끼리 해낸 사례는 아직 없습니다.

맨눈으로 볼 수 있나요?

발사와 항행은 맨눈 관측 대상이 아닙니다. 발사는 중계로 보고, 궤적은 이 페이지의 공전뷰 재생으로 따라가는 편이 낫습니다. 대신 목적지인 화성은 밤하늘에서 붉은 기가 도는 밝은 점으로 쉽게 찾을 수 있습니다.