화성 식민지화의 과제: 증거가 보여주는 것

2026년 6월 20일 발행 | 최종 업데이트: 2026년 10월 31일

빠른 답변: 화성 정착의 어려운 점은 여정 자체가 아니라 체류입니다. NASA의 인간 연구 프로그램은 방사선 영향, 시력 변화, 정신 건강, 식량 문제를 최우선 위험 요소로 꼽으며, 약 3년간의 화성 임무 동안 예상되는 방사선량을 300~450mGy로 추정하고 있습니다.¹ 지표면 기압은 6.36mb로 지구 기압의 약 0.63%에 해당하며, 대기의 95.1%는 이산화탄소입니다.²^,³ 신호 수신에는 편도 3분에서 22분이 소요됩니다.² 2021년 화성에서 진행된 MOXIE 산소 실험은 첫 7회 실험에서 약 50g의 산소를 생산했습니다.⁴

화성 식민지화의 과제: 환경

NASA의 자료에서 두 행성에 대해 보고한 내용부터 시작하세요. ²^,³ 아래 값은 평균 또는 일반적인 수치이며, 온도 범위는 행성 전체의 한계가 아니라 한 착륙 지점에서의 측정값입니다.

부동산	화성	지구	비율 (화성/지구)
평균 표면 중력	3.73m / s²	9.82m / s²	0.380
평균 표면 압력	6.36MB (계절별로 4.0~8.7MB)	1014의 메가바이트	0.63% (계산값)
대기, 주요 기체(부피 기준)	이산화탄소 95.1%, 질소 2.59%, 아르곤 1.94%, 산소 0.16%	질소 78.08%, 산소 20.95% (건조 공기)	적용 할 수 없음
평온	약 -59°C	15 ° C	적용 할 수 없음
일일 범위	-89~-31°C (바이킹 1호 착륙 지점)	10~20°C (지구 지도에 기재된 대로)	적용 할 수 없음
태양 복사	586.2W / m²	1361.0W / m²	0.431
낮의 길이	24.66 시간	24.00 시간	1.027

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계획 수립에 있어 주목할 만한 세 가지 수치는 다음과 같습니다. 지표면 기압은 지구의 약 0.63%이고, 산소는 대기 중 0.16%이며, 햇빛은 지구 수준의 43%에 불과합니다.

이동 경로: 거리, 이동 시간 및 발사 가능 기간

NASA의 퍼서비어런스 로버는 2020년 7월 30일에 발사되어 2021년 2월 18일에 착륙했으며, Editverse는 이 날짜를 기준으로 203일의 비행 기간을 계산했습니다. ⁵ 큐리오시티 착륙 전 화성 과학 연구소(Mars Science Laboratory)의 탐사는 253일 동안 진행되었으며 5억 6천만 킬로미터를 이동했습니다. ⁶ 지구와 화성이 다시 일렬로 정렬되는 주기는 779.94일(계산상 약 25.6개월)이므로 발사 기회는 약 26개월마다 다시 발생합니다. ²

거리는 모든 메시지의 지연 시간도 결정합니다. 자료에 나와 있는 가장 가까운 거리, 평균 반대 거리, 가장 먼 거리를 사용하여 빛이 편도하는 데 각각 3.0분, 4.4분, 22.3분이 걸린다고 R 프로그램을 사용하여 계산했습니다. ²

지구-화성 왕복 광속 시간 막대 그래프: 가장 가까울 때 6.1분, 평균 충일 때 8.7분, 가장 멀 때 44.6분 (편도 22.3분) — NASA 자료에서 제공하는 거리를 기준으로 지구와 화성 간 왕복 광속 이동 시간을 계산했습니다. Editverse 프로그램을 사용하여 R로 계산했습니다.

파텔과 그의 동료들은 통신 지연과 극심한 밀폐가 국제 우주 정거장 승무원들이 경험하는 것과는 다른 정신 건강 위협 요소라고 지적합니다. ¹

방사선: NASA 공개 자료 검토에서 밝혀진 사실

NASA 존슨 우주센터와 랭글리 연구센터의 파텔과 그의 동료들은 화성 탐사 임무에서 가장 중요한 건강 위험 요소를 검토하고 CC BY 4.0 라이선스로 발표했으므로, 우리는 그들의 수치를 다시 그릴 수 있었습니다. ¹ 그들은 국제 우주 정거장에서 6~12개월 동안의 임무에 대해 약 30~120mGy, 달 표면에서 1년 동안의 임무에 대해 100~120mGy, 그리고 화성 통과 및 표면 체류를 포함한 약 3년의 화성 탐사 임무에 대해 300~450mGy의 방사선 흡수량을 제시했습니다. ¹

흡수 방사선량 추정치 범위 막대 그래프: ISS 승무원 6~12개월 30~120mGy, 달 표면 1년 100~120mGy, 화성 탐사 약 3년 300~450mGy — Patel et al.이 제시한 흡수선량 범위(CC BY 4.0)를 Editverse가 R을 사용하여 다시 그렸습니다.

Editverse는 각 범위를 체류 기간으로 나누었습니다. 화성 탐사 임무는 하루 0.27~0.41mGy, 달 표면은 하루 0.27~0.33mGy로 계산되므로 화성의 총량이 더 큰 이유는 주로 체류 기간이 더 길기 때문입니다. ¹ 우주 정거장의 범위는 하루 0.08~0.66mGy로 더 넓은데, 이는 자료 출처에서 체류 기간이 다른 경우에 대해 하나의 선량 범위만 제공하고, 우리는 가장 낮은 선량을 가장 긴 체류 기간에, 가장 높은 선량을 가장 짧은 체류 기간에 연결했기 때문입니다.

동일한 범위(ISS 0.08~0.66, 달 표면 0.27~0.33, 화성 탐사 0.27~0.41 mGy/일)를 기준으로 계산한 일일 평균 흡수선량의 범위 막대 그래프 — 제시된 범위에서 추정되는 일일 평균 흡수선량. Editverse 프로그램을 사용하여 R에서 365일, 182.5일, 1,095일 데이터를 이용하여 계산하였다.

이 사례는 추정치의 규모와 주요 요인인 심우주 체류 시간을 보여줍니다. 하지만 승무원 한 명이 받을 방사선량은 제시하지 않는데, 저자들이 방사선량은 우주선 및 거주지 설계, 임무 기간, 위치, 태양 주기 등에 따라 달라진다고 언급했기 때문입니다. ¹ 또한, 이러한 방사선량으로 인한 건강상의 결과도 제시하지 않습니다.

기타 측정 수치

화성 탐사선에 탑재된 장비들은 서로 다른 단위로 독립적인 수치를 제공합니다. 화성 과학 연구소(Mars Science Laboratory) 탐사선의 경우, 현재 추진력과 유사한 차폐 장치를 사용한 최단 왕복 비행에서 방사선량 환산치는 0.66 ± 0.12 시버트였습니다. ⁶ 표면에서는 한 모델링 논문에서 큐리오시티 로버의 RAD 검출기 데이터를 인용하여 하루 233 µGy(흡수선량)와 710 µSv(방사선량 환산치)를 제시했습니다. ⁷ 그레이(흡수선량)와 시버트(방사선량 환산치)는 서로 바꿔 쓸 수 없으므로, 이 수치들을 그림의 범위와 직접 비교해서는 안 됩니다. 심혈관 질환의 경우, 파텔(Patel) 연구팀은 화성 탐사 임무로 인해 암으로 인한 사망 위험보다 방사선 노출로 인한 사망 위험이 약 40% 증가할 수 있다는 예비 추정치를 보고했습니다. ¹

건강과 행동, 장기적인 목표

NASA의 인체 연구 프로그램은 30가지 이상의 건강 위험 범주를 추적합니다. 그중 4가지는 최우선 순위인 "적색" 등급으로 분류됩니다. 우주 방사선 영향(암, 심혈관 질환 및 인지 기능 저하), 우주 비행 관련 신경안구 증후군(SANS), 행동 건강 및 수행 능력 저하, 그리고 부적절한 음식 및 영양 섭취입니다. ^1 저자들은 장기간의 우주 비행이 우주 정거장과 비교하여 SANS에서 나타나는 시신경 원반 부종의 유병률, 지속 기간 또는 심각도를 증가시킬지는 알려지지 않았다고 말합니다. ^{1 }

격리와 관련하여, 본 연구는 모스크바의 격리실에서 6명의 승무원과 함께 520일 동안 진행된 모의 화성 임무 실험을 요약합니다. 6명 중 1명은 임무 기간의 93% 동안 우울 증상을 보고했고, 2명은 인지된 갈등의 85%를 담당했으며, 나머지 2명은 부정적인 행동 증상을 전혀 보이지 않았습니다. ¹

화성에서 산소 생산하기: MOXIE가 한 일

퍼서비어런스 로버에 탑재된 MOXIE는 다른 행성에서 현지 자원 활용을 시연한 최초의 사례입니다. MOXIE는 화성 대기 중 이산화탄소를 고체 산화물 전기분해하여 산소를 생산합니다. ²⁰²¹ 년 2월 착륙 이후 2021년 말까지 총 7차례에 걸쳐 약 50g의 산소를 생산했으며, 생산 속도와 순도에 대한 요구 조건을 충족했습니다. ^MOXIE 는 시간당 6~8g의 산소를 생산합니다. 저자들은 시스템을 수백 배로 확장하여 시간당 2~3kg을 생산할 경우, 26개월 주기로 화성에 도착하는 유인 우주선 발사에 필요한 산소를 충분히 공급할 수 있을 것으로 추정합니다. ^이는 설계 추정치이며, 시험 결과는 아닙니다. 해당 논문은 CC BY-NC 라이선스에 따라 배포되므로, 논문의 수치는 재사용하지 않고 인용합니다.

누가 화성에 정착할 수 있을까? 법과 행성 보호

우주 조약 제2조는 달과 기타 천체를 포함한 우주 공간은 주권 주장, 사용 또는 점유, 또는 기타 어떤 수단을 통해서도 국가의 전유 대상이 될 수 없다고 명시하고 있습니다. ⁸ 제9조는 각국이 천체의 유해한 오염과 외계 물질로 인한 지구 환경의 부정적인 변화를 방지하는 방향으로 탐사를 수행할 것을 요구합니다. ⁸ 2026년 10월 31일 현재, NASA 안전 및 임무 보증국은 2026년 10월 22일자 카테고리 IVa 화성 착륙 임무용 신속 안내서를 포함하여 화성 보호 자료를 게시했습니다. ⁹

먼저 해결해야 할 것은 무엇인가

각 행은 위의 출처에서 보고된 내용을 다시 나타냅니다. 어느 출처에서도 합의 날짜를 명시하지 않았습니다.

과제	소식통들이 전하는 내용	출처에서 언급한 미해결 사항
방사	약 3년간 300~450mGy의 방사선량이 예상되며, 최단 왕복 경로 기준 0.66 ± 0.12 Sv의 등가 선량입니다.	복용량은 운송 수단, 서식지, 복용 기간 및 태양 주기에 따라 달라집니다.¹^,⁶
눈(SANS)	네 가지 위험 요소 중 하나	수년간의 비행이 미치는 영향은 알려지지 않았습니다.¹
행동	6명을 대상으로 520일간 진행된 챔버 연구	지연 시간과 격리 환경은 우주 정거장과 다릅니다.¹
산소	첫 7회 측정에서 약 50g (2021년)	수백 배 확장 가능한 시스템이 필요합니다.⁴
거리	편도 3~22분 소요; 약 25.6개월마다 운항 예정	궤도 기하학에 의해 고정됨²

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자주 묻는 질문

화성 식민지화의 가장 큰 어려움은 무엇일까요?

방사선, 희박한 이산화탄소 대기, 낮은 중력, 지구와의 먼 거리, 고립, 그리고 식량 부족. NASA 인간 연구 프로그램은 방사선 영향, 시력 변화(SANS), 정신 건강, 그리고 불충분한 식량과 영양을 화성 탐사 임무의 최우선 위험 요소로 꼽습니다. 2021년에 진행된 MOXIE 실험은 화성에서 처음 7번의 실험을 통해 약 50g의 산소를 생산했습니다.

화성 탐사 임무에서 우주비행사들은 얼마나 많은 방사선에 노출될까요?

NASA의 검토 결과에 따르면, 화성 탐사 임무(이동 및 표면 체류 포함 약 3년) 동안의 흡수선량은 300~450mGy로 추산되며, 국제우주정거장(ISS)에서의 6~12개월 체류 시 흡수선량은 30~120mGy입니다. 화성 과학 탐사선(Mars Science Laboratory)의 탐사 과정에서 측정된 결과는 현재의 추진력과 유사한 차폐 장치를 사용한 최단 왕복 비행 시 0.66 ± 0.12 시버트의 방사선량에 해당합니다. 그레이와 시버트는 서로 다른 단위이므로 직접 비교해서는 안 됩니다.

화성까지 가는 데 얼마나 걸릴까요?

NASA의 퍼서비어런스 로버는 2020년 7월 30일에 발사되어 2021년 2월 18일에 착륙했는데, 이는 203일의 여정이었습니다. 화성 과학 탐사선(Mars Science Laboratory)은 253일 동안 5억 6천만 킬로미터를 비행했습니다. 지구와 화성은 약 780일, 즉 약 25.6개월마다 다시 일렬로 정렬됩니다.

화성에 산소가 있을까요?

화성 대기의 산소 함량은 0.16%에 불과한 반면, 지구는 20.95%입니다. 퍼서비어런스 로버에 탑재된 MOXIE 실험은 이산화탄소를 산소로 분해하여 2021년에 7차례 실험을 통해 약 50g의 산소를 생산했습니다. 연구팀은 다음 단계로 이 시스템을 수백 배 규모로 확장하는 것을 목표로 하고 있습니다.

지구와 화성 간 통신 지연 시간은 얼마나 되나요?

NASA 자료에 따르면, 편도 광속 이동 시간은 가장 가까울 때 약 3분에서 가장 멀 때 약 22분까지 다양하므로 왕복에는 약 6분에서 45분이 소요됩니다. Editverse는 이러한 값을 계산했습니다.

국가나 기업이 화성을 소유할 수 있을까요?

1967년 우주 조약 제2조는 달과 기타 천체를 포함한 우주 공간은 주권 주장, 이용 또는 점유, 혹은 그 밖의 어떤 수단을 통해서도 국가의 전유 대상이 될 수 없다고 규정하고 있다. 제9조는 각국이 천체를 유해하게 오염시키지 않도록 요구하고 있다.

지구에서 화성 수준의 고립 임무를 시험해 본 사람이 있나요?

모스크바 생의학 문제 연구소의 격리실에서 6명의 승무원을 대상으로 520일간의 모의 화성 탐사 임무가 진행되었습니다. NASA 인간 탐사 프로그램 검토 보고서에 따르면, 6명 중 1명은 임무 기간 동안 대부분의 주에서 우울 증상을 보였고, 나머지 2명은 이상 행동 증상을 보이지 않았습니다.

인류는 언제 화성에 정착할까요?

여기에 인용된 자료 중 어느 것도 합의 날짜를 언급하지 않았으며, 이 게시물에서도 마찬가지입니다. 자료들은 방사선량, 수년에 걸친 눈의 변화, 그리고 MOXIE 실험 초기 7회 실행에서 약 50g에 불과했던 산소 배출량 등 해결해야 할 건강 및 공학적 문제들을 설명하고 있습니다.

참고자료

Patel ZS, Brunstetter TJ, Tarver WJ, Whitmire AM, Zwart SR, Smith SM, Huff JL. 붉은 행성으로의 여정을 위한 위험: 화성 탐사 임무에서 가장 우선시해야 할 인간 건강 위험. npj 미세중력. 2020;6:33. 오픈 액세스, CC BY 4.0; 용량 범위는 R의 Editverse를 사용하여 다시 그려졌고 일일 용량은 계산되었습니다. doi.org/10.1038/s41526-020-00124-6
NASA 우주 과학 데이터 통합 아카이브. 화성 정보 자료(2026년 10월 31일 접속). Editverse에서 계산한 광속 이동 시간 및 회합 주기(월). nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/marsfact.html
NASA 우주 과학 데이터 통합 아카이브. 지구 정보 자료 (최종 업데이트: 2024년 11월 15일, 접속일: 2026년 10월 31일). nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/earthfact.html
Hoffman JA, Hecht MH, Rapp D, et al. 화성 산소 ISRU 실험(MOXIE): 인간의 화성 탐사를 위한 준비. 과학 전문가 2022;8(35):eabp8636. 오픈 액세스, CC BY-NC 4.0; 인용된 숫자만 사용, 그림은 재사용하지 않음. doi.org/10.1126/sciadv.abp8636
NASA. 화성 2020: 퍼서비어런스 로버 임무 페이지(발사일: 2020년 7월 30일, 착륙일: 2021년 2월 18일; 접속일: 2026년 10월 31일). 두 날짜 사이의 일수는 Editverse에서 계산했습니다. science.nasa.gov/mission/mars-2020-perseverance/
Zeitlin C, Hassler DM, Cucinotta FA 외. 화성 과학 연구소에서 화성으로 이동하는 고에너지 입자 복사 측정. 과학. 2013;340(6136):1080-1084. PubMed에서 초록을 읽었습니다. 인용된 숫자만 표시됩니다. doi.org/10.1126/science.1235989
Ratliff HN, Smith MBR, Heilbronn L. MCNP6를 이용한 화성 큐리오시티 로버의 RAD 검출기에서 GCR 스펙트럼 시뮬레이션. 생명과학 우주 연구 2017;14:43-50. PubMed에서 초록을 읽었으며, 초록에 인용된 RAD 값(233 µGy/일 및 710 µSv/일)만 인용했습니다. doi.org/10.1016/j.lssr.2017.07.003
유엔 우주사무국(UNOOSA). 달과 기타 천체를 포함한 우주 공간의 탐사 및 이용에 관한 국가 활동 원칙에 관한 조약(우주 조약), 제2조 및 제9조. UNOOSA 조약 소개(unoosa.org/oosa/en/ourwork/spacelaw/treaties/introouterspacetreaty.html)에 따르면, 이 조약은 1967년 1월에 서명되었고 1967년 10월에 발효되었습니다. www.unoosa.org/oosa/en/ourwork/spacelaw/treaties/outerspacetreaty.html
NASA 안전 및 임무 보증 사무국. 행성 보호(2026년 10월 31일 접속). sma.nasa.gov/sma-disciplines/planetary-protection