이 별은 한때 멀리 떨어진 신비한 행성이었으나 이제는 탐사로봇들 덕분에 어디선가 본 듯한 낯익은 모습이 되었다.

화성은 오랫동안 인류의 상상력을 자극해왔다. 고대인들은 하늘에서 불규칙하게 움직이는 붉은 별을 불길하고 위험한 존재로 생각했다. 그리스인들은 화성을 전쟁의 신 아레스와 동일시했고, 바빌로니아인들은 저승 신의 이름을 따서 네르갈이라 불렀으며, 고대 중국인들에게 화성은 잉훠, 즉 불의 행성이었다. 심지어 1543년 코페르니쿠스가 지구가 아닌 태양이 우주의 중심이라고 주장한 뒤로도 화성의 역행운동은 수수께끼로 남아 있었다. 하지만 1609년 요하네스 케플러가 모든 행성은 태양을 중심으로 타원궤도를 그리며 공전한다고 분석하면서 수수께끼가 풀렸다.

같은 해에 갈릴레오는 처음으로 망원경을 이용해 화성을 관측했다. 17세기 중반에 이르렀을 땐 망원경의 성능이 꽤 좋아져서 화성 극지방의 빙하가 계절에 따라 늘어났다 줄어들었다 하는 모습이나, 얕은 바다인 줄 알았던 어두운 반점 시르티스 메이저 같은 특징적인 요소를 관찰할 수 있게 됐다. 이탈리아의 천문학자인 지오반니 카시니는 화성의 몇 가지 특징들을 정확히 관찰해 화성의 자전주기를 계산해내기도 했다. 그는 화성의 하루가 지구의 24시간보다 40분 더 길다고 결론을 내렸는데, 오차는 단 3분에 불과했다. 화성보다 더 가깝고 큰 이웃 행성인 금성이 두꺼운 구름층으로 덮여 있는 반면 화성의 표면은 생명체가 살고 있지 않을까 싶을 정도로 지구와 닮았다.

망원경이 더욱 정교해지면서 지구의 두껍고 변화무쌍한 대기층 때문에 흐릿하던 화성의 지도는 훨씬 더 상세해졌다. 바다와 심지어 습지까지 관찰됐다. 습지에서는 계절 변화에 따라 극관(극 지역에서 볼 수 있는 밝고 흰 부분)의 크기가 변해 식생 역시 달라질 것으로 추정됐다. 화성 지도 제작자 중 가장 예리한 눈을 가진 지오반니 스키아파렐리는 수괴(水塊)로 추정되는 것 사이를 연결하는 가는 선을 확인하고 이를 이탈리아어로 ‘카날리(canali)’라고 불렀다. 카날리는 ‘수로(channel)’로 번역될 수도 있었으나 ‘운하(canal)’라는 단어가 대중의 구미에 맞았다. 특히 이 얘기에 빠져 있던 보스턴의 부유한 유력인사 퍼시벌 로웰은 1893년 운하는 화성인 문명이 만들어낸 산물이라고 주장했다. 로웰은 열성적인 아마추어 천문학자였으나 엉터리는 아니었다. 그는 미국 애리조나 주 플래그스태프 부근의 해발 2000m에 위치한 대지에 개인 천문대를 지었다. 그의 이론을 혹평하던 천문학자들마저 그가 그린 화성 지도가 스키아파렐리가 그린 것보다 낫다고 인정할 정도였다. 로웰은 화성이 죽어가고 있다고 주장했다. 지능이 뛰어난 화성인들이 관개용 운하를 이용해 극지방 빙하에 저장된 물을 분배, 보존하며 말라붙어가는 행성을 구하기 위해 고군분투하고 있다는 것이다.

실제 색깔에 가까운 이 파노라마 사진에서 빅토리아 크레이터가 입을 크게 벌리고 있는 것 처럼 보인다. 탐사로봇 오퍼튜니티는 약 1년에 걸쳐 빅토리아 크레이터 속을 조심스럽게 돌아 다니고 있는데, 이는 다른 곳에서는 먼지나 퇴적물에 덮여 있을 암석층이 충돌 크레이터에서는 드러나 있는 경우가 있기 때문이다. 과학자들이 화성 탐사로봇의 착륙지점을 결정하는 데에는 오랜 시간이 걸렸다. 지형이 험난한 정도나 흥미로운 특징이 있는 지점까지의 거리 등을 비롯해 반드시 고려해야 할 것들이 많았다. 현재 화성을 돌고 있는 세 대의 인공위성은 추후 계획에서 쓰일 착륙지점을 찾는 데에 도움을 주고 있다.

색을 보정한 위성사진에서는 너비 700m의 크레이터를 자세히 볼 수 있다. 현재 탐사로봇 2대, 착륙탐사선 1대, 정찰위성 3대가 화성을 조사하고 있다. 붉은 행성에 대한 우리의 집념이 결실을 맺어 이제 우리는 그 어느 때보다도 화성을 뚜렷하게 볼 수 있다.

이 적외선 컬러사진을 보면 밝은 색깔의 얼음 퇴적물과 어두운 색깔의 모래 퇴적물이 띠 모양으로 번갈아 나타나면서 퇴적물의 꼭대기(가장 왼쪽)에서 600m 깊이의 깊은 협곡 속으로 계단처럼 이어지고 있다. 이 층들은 지구의 빙하기와 환경이 유사했던 기간 동안 수백만 년에 걸쳐 쌓였을 것이다. 이런 퇴적물은 과학자들이 화성의 기후 변화 역사를 파헤치는 데 도움을 줄 것이다.

1999년 4월. 화성에서 얼음을 머금은 구름이 오래된 화산 위를 떠돌고 있다. 화성은 지구에서 8000만km 넘게 떨어진 곳에서 돌고 있다.

19세기 말 이탈리아의 지오반니 스키아파렐리는 최초의 화성 지도 중 하나를 그렸으며 바다에 이름을 붙이고 화성 표면의 가는 선들을 ‘카날리’라 불렀다.

1907년경 행성의 초기 사진을 찍은 미국의 퍼시벌 로웰은 이 가느다란 선들이 운하라 믿고 화성 문명이 존재한다고 생각했다.

1965년 매리너 4호가 근접촬영한 사진을 보면 생명체나 물의 징후는 없었다.

1976년 NASA의 착륙탐사선 바이킹은 화성 표면의 컬러사진을 전송하고 토양 표본을 채집했다. 21년 뒤 이동이 가능한 소저너가 도착했다.

오늘날엔 스피릿과 오퍼튜니티가 화성의 적도 부근을 누비는 가운데 착륙탐사선 피닉스가 물과 얼음을 탐색하기 위해 합류했다. 사진은 2008년 5월 화성의 북극 평원에 낙하하는 피닉스를 정찰 위성에서 찍은 것이다.

오퍼튜니티가 1분당 50cm의 속도로 크레이터에서 빠져 나오고 있다. 오퍼튜니티의 경로 대부분은 사람의 도움 없이 스스로 설정한 것이다. 탐사로봇들은 착륙 후 향상된 소프트웨어를 전송 받기 때문에 자동으로 장애물을 탐지하고 피할 수 있다. 기술자들은 추위와 먼지 때문에 탐사로봇이 90일 이내에 작동을 멈출 것이라고 생각했지만 일을 시작한 지 57개월이 지난 2008년 9월까지도 탐사로봇 두 대 모두 끄떡없이 작동하고 있다.

100만 년도 채 안 된, 비교적 최근의 충돌로 생긴 1.5km 너비의 크레이터를 통해 화성의 표면 아래를 엿볼 수 있다. 지질학자들은 화성정찰위성(MRO)이 찍은 사진에 색을 더해 바위(더 푸른 부분)와 먼지를 구별할 수 있다. “정찰위성은 화성을 내려다보는 몰래카메라인 셈입니다.” 화성정찰위성 계획의 수석 과학자인 알프레드 맥이원은 말한다. “화성에 대한 자료가 기하급수적으로 늘어나고 있어요.”

위에서 아래로: MRO가 찍은 적외선 컬러사진에 나타난 화성 표면의 무늬는 마치 추상화의 일부처럼 보인다. 바람에 흩날린 드라이아이스 결정과 먼지가 모래 언덕 아래쪽으로 선을 만들고 있다. 러셀 크레이터에서는 왜 생겼는지 알 수 없는 도랑들이 갈색 모래 언덕의 표면에 자국을 만들었다. 어떻게 이런 구조가 만들어졌는지는 확실하지 않지만 지면의 온도가 오르면서 드라이아이스 결정이 바로 기화하는 승화작용 때문일 가능성이 있다. NASA의 캔디스 한센-코하르첵은 “지구에는 이 과정에 비교할 만한 것이 없다”고 말한다. 다른 모래 언덕의 꼭대기에는 머리카락 뭉치처럼 보이는 어두운 자국이 있는데, 이는 흙먼지 회오리바람이 옅은 황토색의 퇴적물을 깎아내는 곳에서 나타난다. 화성 남극에서는 매년 구덩이가 넓어지면서 드라이아이스층에 얽은 자국을 남기고 있다. 적외선 사진 분석에 따르면 드라이아이스층 아래에 얼음층이 있을지도 모른다고 한다.

이 실제 색깔에 가까운 사진에서 구세브 충돌 크레이터에 있는 이 같은 화성의 모래 언덕은 ; 거의 지구의 모래 언덕처럼 적갈색으로 보인다. 하지만 지구와 유사한 것처럼 보이는 화성에 있는 다른 모든 것과 마찬가지로 뒷이야기가 있다. “이곳의 모래 언덕은 지구의 것과는 다릅니다.” 미국 애리조나대학교 행성과학과 조교수인 셰인 번은 말한다. 그에 따르면 화성의 표면은 적갈색의 먼지로 덮여 있어 모든 것이 동일한 물질로 만들어진 것처럼 보인다고 한다. 화성의 모래 언덕은 대개 매우 어두운 색의 현무암으로 만들어진다. 대개 밝은 색의 석영으로 만들어진 지구의 것과는 닮지 않았다. 가장 위의 먼지층을 한 층 걷어내고 나면, 화성의 모래 언덕은 마치 하와이의 검은 모래 해변처럼 거의 검은 색을 띠고 있을 것이다.

지는 해가 화성의 머나먼 지평선 너머로 푸른 빛을 뿌리고 있다. 믿을 수 없을 정도로 낯익은 광경이다. 우리는 화성에 대해, 특히 생명체의 존재 여부에 대해 아는 바가 거의 없다. 미국 코넬대학교의 행성과학자 짐 벨은 “화성의 생성 초기 어느 시점에서는 생명이 살 만했다”고 말한다. “정확히 언제 어디에서인지는 모릅니다. 그것을 알아내는 것이 앞으로 우리의 임무겠죠.”

탐사로봇의 그림자를 찍은 사진: 2004년 탐사로봇 오퍼튜니티는 인듀어런스 크레이터의 가장자리에 멈춰 서서 이 그림자 사진을 찍었다. 이 사진은 탐사로봇이 화성 표면을 탐사한 지 화성시간으로 180일 째 되는 날을 기념한 것이다. 4년이 지났지만 탐사로봇들은 여전히 작동하고 있다. NASA에서는 보통 하루에 두 번, 강력한 안테나로 여러 명령을 오퍼튜니티, 그리고 쌍둥이 탐사로봇인 스피릿에게 전송하여 교신한다. 빛의 속도로 날아가는 전파가 붉은 행성에 도착하는 데는 지구와 화성의 거리에 따라 6-20분이 걸린다.