JAXA MMX, 화성 위성의 기원을 밝힐 포보스 시료 귀환에 도전

이는 어디까지나 예정된 일정이다. 실제 발사 시점과 탐사 결과는 발사 조건, 탐사선 상태, 항법, 포보스 표면 환경 등에 따라 달라질 수 있다.

포보스에 착륙해 10g 이상 시료 채취

MMX의 주된 목표는 화성의 두 위성 가운데 더 크고 화성에 가까운 **포보스(Phobos)**다. 탐사선은 화성 주변을 단순히 한 차례 통과하는 방식이 아니라, 화성 위성 가까이에서 반복적으로 관측할 수 있는 준위성 궤도(QSO) 등을 활용해 약 3년간 화성계를 조사할 예정이다.

포보스 표면에서는 암석과 먼지로 이뤄진 **레골리스(regolith)**를 채취한다. MMX에는 서로 다른 방식의 두 채취 장치인 C-Sampler와 P-Sampler가 탑재돼, 과학적으로 유용한 시료를 확보할 가능성을 높인다.

JAXA는 포보스 물질 10g 이상을 지구로 가져오는 것을 목표로 하고 있다. 성공할 경우 화성 자체가 아니라 화성권에서 채취한 물질을 지구로 귀환시키는 세계 최초의 임무가 된다. 귀환 기술에는 소행성 류구의 시료를 가져온 하야부사2에서 축적한 기술과 경험이 활용된다.

지구에 도착한 시료는 밀봉된 캡슐에서 꺼내 오염을 최소화한 환경에서 분석된다. 실험실 분석을 통해 포보스의 광물·화학 조성, 물과 관련된 물질이나 유기 화합물의 존재 가능성, 그리고 포보스가 원시 소행성과 비슷한지 또는 화성 물질에 가까운지를 더 정밀하게 확인할 수 있다.

데이모스는 비교 관측 대상

MMX가 시료를 채취하는 곳은 포보스다. 화성의 또 다른 위성인 **데이모스(Deimos)**에서는 착륙이나 시료 채취 대신 궤도와 계획된 근접 관측을 수행한다. 표면, 조성, 지형, 중력 및 지질학적 맥락을 비교 조사하는 방식이다.

두 위성을 함께 살펴보는 이유는 포보스와 데이모스의 공통점과 차이가 이들의 기원을 구분하는 단서가 될 수 있기 때문이다.

핵심 수수께끼: 포획된 소행성인가, 화성 충돌 잔해인가

포보스와 데이모스의 기원에 대해서는 크게 두 가지 가설이 경쟁하고 있다.

1. 포획 소행성설: 두 위성이 화성 밖에서 형성된 원시 천체였으며, 이후 화성의 중력에 붙잡혔다는 가설
2. 충돌 잔해설: 태양계 초기 화성에 거대한 천체가 충돌했고, 그때 튀어나온 물질이 다시 뭉쳐 위성이 됐다는 가설

MMX는 두 위성의 물리적·화학적 특성을 비교하고, 화성이 위성 표면과 주변 환경에 미친 영향도 조사한다. 특히 포보스에서 가져온 시료는 우주선 장비의 원격 측정만으로는 얻기 어려운 정밀한 조성과 구조 정보를 제공할 수 있다.

포보스가 과거 화성에서 튀어나온 물질을 일부 축적했다면, 그 표면 레골리스에는 화성 표면의 과거를 간접적으로 보여주는 흔적이 남아 있을 가능성도 있다. 따라서 MMX는 작은 위성 하나만 연구하는 임무가 아니라 화성과 지구형 행성의 초기 진화를 살펴보는 새로운 통로가 될 수 있다.

프랑스·독일·NASA가 참여하는 국제 공동 임무

MMX는 JAXA가 주도하지만 NASA, 프랑스 국립우주연구센터(CNES), 독일 항공우주센터(DLR), 유럽우주국(ESA)이 참여하는 국제 프로젝트다.

IDEFIX 로버: 포보스 표면을 먼저 확인

CNES와 DLR은 포보스에서 운용될 소형 로버 IDEFIX를 개발했다. 로버는 본체의 표면 운용에 앞서 포보스에 투입돼 표면과 레골리스의 특성을 측정할 예정이다. 이 자료는 지형을 파악하고 MMX 본체의 착륙 및 시료 채취 위험을 낮추는 데 활용된다. IDEFIX의 계획된 표면 운용 기간은 약 100일이다.

NASA의 MEGANE: 감마선과 중성자로 조성 분석

NASA는 MEGANE(Mars-moon Exploration with GAmma rays and NEutrons) 장비를 제공했다. 이 장비는 감마선과 중성자를 측정해 포보스와 데이모스에 어떤 원소가 얼마나 분포하는지 조사한다. 그 결과는 두 위성이 포획된 소행성인지, 대규모 충돌의 잔해인지 판단하는 데 직접적인 근거가 될 수 있다.

JAXA: 탐사선부터 시료 관리까지 총괄

JAXA는 탐사선 개발과 항법, 원격 관측, 포보스 착륙 시도, 시료 채취, 지구 귀환, 귀환 시료의 보관·분석 준비를 맡는다. 하야부사2에서 얻은 시료 귀환 경험을 화성권이라는 더 복잡한 탐사 환경에 적용하는 셈이다.

포보스는 미래 유인 화성 탐사의 ‘교두보’가 될 수 있을까

포보스는 과학적 대상인 동시에 미래 화성 탐사 인프라의 후보지로도 논의돼 왔다. 화성 가까이에서 공전하기 때문에, 향후 유인 임무가 화성 표면에 직접 착륙한 뒤 다시 대기를 뚫고 이륙해야 하는 일부 부담을 피할 수 있는 중간 거점 또는 발판이 될 가능성이 거론된다.

MMX가 유인 우주정거장을 건설하거나 운영하는 것은 아니다. 대신 포보스의 표면 상태, 지형, 중력 환경, 위험 요소, 조성, 실제 접근성과 운용 가능성을 조사해 미래 임무 설계에 필요한 기초 자료를 제공한다.

즉 MMX는 ‘포보스에 우주정거장을 세우는 프로젝트’라기보다, 그런 구상이 현실적인지 판단하기 위한 선행 로봇 탐사에 가깝다.

계획된 성과와 실제 결과를 구분해야 한다

MMX의 의미는 하나의 탐사선으로 세 가지 목표를 동시에 추진한다는 데 있다. 포보스와 데이모스를 비교 관측하고, 포보스 표면에 접근해 시료를 채취하며, 그 물질을 지구 실험실로 가져오는 것이다. 계획대로라면 2026년 10월 발사를 시작으로 2031년 포보스 시료가 지구에 도착해 화성 위성의 기원에 대한 오랜 논쟁에 새로운 증거를 보탤 수 있다.

다만 착륙 성공, 10g 이상 시료 확보, 호주 귀환은 아직 달성된 결과가 아니라 임무 목표다. MMX는 현재 진행 중인 계획 임무이며, 최종 과학 성과는 발사 이후 실제 운용이 끝나야 확인할 수 있다.