달에서 화약냄새가 난다... > 달

<펌글>

아폴로 미션의 우주인이 달을 떠난지는 오래 되었지만, 아직 풀리지 않은 의문점이 남아 있습니다.
도대체 왜 달 표면의 흙에서 화약과 비슷한 냄새가 나는 것일까요?

"정말 조금이라도 여러분에게 전달해 주고 싶어요. 정말 신비롭습니다."
아폴로 17호의 Gene Cernan 대원이 달 표면에서 송신한 메시지입니다.

촉감 -- 마치 눈처럼 매우 푹신하지만, 그러나 이상하리만치 거친 느낌이다.
미감 -- 아폴로 16호의 우주인 John Young 에 따르면 "그리 나쁘진 않다"
후감 -- Cernan은 "마치 화약같은 냄새가 난다"라고 말했다.

어떻게 냄새를 맡을 수 있을까요?

사실 거의 모든 아폴로 대원들이 이같은 실험을 했습니다.
물론 직접 코를 달 표면에 대고 냄새를 맡은 건 아니죠.
그들이 달 표면을 걸은 후 달 착륙선으로 돌아오면
부츠와 장갑 그리고 외부로 노출된 다른 장비에 이상하게도 달먼지가 심하게 붙어 있었다고 합니다.
물론 먼지를 털고 들어가지만, 완전하게 털리지는 않아서 착륙선 내부에서 그 일부를 볼 수 있었습니다.
그래서 우주인들이 헬멧을 벗고나서 만져보고 냄새도 맡아보고, 그리고 맛도 보기까지 한거죠..

아폴로 17호의 Gene Cernan이 긴 시간 동안의 달 유영을 마치고,
달 모듈인 Challenger호로 들어와 쉬고 있는 장면입니다.
그의 이마와 내의에 달 먼지가 묻어 있는것을 확실히 볼 수가 있습니다.
사진#01

이로 인해 아폴로 17호의 다른 대원인 Jack Schmitt는 처음으로 발열의 증상을 나타낸 증인이 되었습니다.
그가 휴스턴과 교신할때 이미 목소리가 많이 잠겨있었다고 합니다. 당시를 그는 이렇게 회상하더군요.
"그 증상은 꽤 빠르게 나타났습니다.
첫 유영을 마치고 모듈로 들어와 헬멧을 벗자마자, 제 몸이 반응을 하더라구요.
비갑개(콧구멍 안쪽에 있는 연골판)가 순식간에 부어올랐었습니다."

시간이 흐르자 어느정도 충격은 가라앉혀졌다고 합니다.
그러나 "똑같은 증상이 두번째와 세번째 유영 후에도 나타나더라구요.
근데 신기하게도 그 증상은 점점 완화되는 것이었습니다.
제 생각에 아마 제 몸이 자체적으로 면역체계를 만들어간게 아닌가라고 생각됩니다."

다른 대원들에게는 그 같은 증상이 안나타났다고 합니다.
슈미트의 말로는 적어도
"증상이 나타났어도 언급하지 않았을겁니다.
왜냐하면, 만약에 조종사들이 그 증상을 보고하게 되면, 아마도 다시는 달 표면 유영을 하지 못했을테니깐요.
그게 두려웠겠죠.."라며 웃으며 말했다.

사실 슈미트는 다른 대원들과 달리 조종사 출신이 아니고, 지질학자 출신이었다고 합니다.
그래서 그는 냄새까지 맡을 수 있었던거지요.
슈미트가 고백하길 그 자신의 비갑개가 매우 민감하다 합니다.
휴스턴에 있을때도, 암석화학물질이나 석유화학물질에 매우 민감하게 반응을 했었고,
그래서 항상 담배 연기를 피해 다녀야 했다고 합니다.
그가 생각하길 그래서 다른 이들에겐 나타나지 않은 증상이 자신에게만 나타났다고 믿고 있는 것이죠.
하지만 사실은 달랐습니다.
다른 대원들도 비슷한 반응을 보인 것이지요.

아폴로 16호의 조종사 Charlie Duke는 휴스턴과의 교신에서 이렇게 말합니다.
"정말 강한 냄새입니다. 그리고 맛이, 적어도 나에게는, 화약 맛 같아요. 냄새로 그렇구요."

그리고 다음 17호 미션때 Gene cernan은
"냄새가 마치 누군가가 이 캡슐 안에서 총을 쏘았던 것 같은 냄새입니다."라고 말한 것이죠.
아폴로의 모든 대원이 총을 다뤄봤기 때문에, 그 냄새를 잘 안다고 합니다.
그래서 "발사된 화약 냄새"라고 말했을때 그게 어떤건지 모두가 알 수 있었습니다.

원래 우주복이 흰색이 아니었나요?
Jack hmitt가 입고 있는건, 달먼지 때문에 아래사진에서보면 우주복이 회색이 되어버렸네요.
http이://i.blog.empas.com/sogoodphil/23147493_640x640.jpg


하지만, 달 먼지와 화약은 전혀 다른 것입니다.
현대의 연기없는 화약은
니트로셀룰로오스(nitrocellulose, C6H8(NO2)2O5)와 니트로글리세린(nitroglycerin, C3H5N3O9)으로 만들어집니다.
그런데, 이 가연성의 분자들은 달 표면에서는 발견되지 않았다고 합니다.
나사의 존슨 우주센터의 달 샘플 연구실의 Gary Lofgren가 말하길,
달 표면의 먼지는 아무 반응도 나타나지 않고, 적어도 화약처럼 폭발성도 없다고 분명히 말했습니다.

그렇다면 달먼지는 무엇들로 구성되어 있을까요?
거의 절반정도는 달과 충돌한 유성에 의해 만들어진 규소 이산화 유리(silicon dioxide glass) 로 구성되어있습니다.
수 십억년 전에 일어난 그러한 충돌은 달 표면의 표피를 유리로 녹였고 그 미세한 잔존물들을 사방으로 퍼트렸습니다.
달에는 또한 철과 칼슘, 그리고 마그네슘도 풍부한데 이로부터 감람석과 휘석이 만들어졌죠.
결국 화약과는 전혀 상관이 없습니다.

자 그렇다면 왜 냄새는 그러할까요?
안타깝게도 아직까지 아무도 그 이유를 알지 못합니다.

이에 대해 ISS의 우주인 Don Pettit은 한 가지 가설을 내세웁니다.
물론 그는 달에 가본 적은 없지만, 우주 냄새에 대해 관심을 가지고 있습니다.
"자 지구의 사막 한가운데에 있는 여러분을 상상해 보시기 바랍니다.
무슨 냄새를 맡을 수 있나요? 없죠! 그렇습니다. 아무 냄새도 맡을 수 없습니다. 비가 오기 전까지는요.
그러나 갑자기 공기가 습기로 가득차게 되면, 흙 냄새가 진동을 합니다."
땅으로부터 올라오는 수증기는 수 개월동안 흙 속에 잡혀있던 분자들을 여러분의 후각 기관으로 옮겨주는 역할을 합니다.
어쩌면 달에서도 똑같은 현상이 벌어지는 것을 수도 있습니다.

"달은 40억년의 나이를 가진 하나의 거대한 사막입니다.
믿기 힘들 정도로 건조하죠.
따라서 만약에 바짝 메마른 달 먼지가 모듈 안의 습한 공기와 만난다면 아마도 '사막 비' 효과가 나타날 것입니다.
매우 감미로운 냄새를 맡을 수 있을 수도 있는거죠.
(화약 냄새를 감미로운 냄새라고 표현을 했네요...^^:)

40억년된 건조한 사막인 달
http이://i.blog.empas.com/sogoodphil/23147494_1024x816.jpg

Gary Lofgren도 이와 비슷한 말을 합니다.
"달 표면으로부터 올라오는 가스는 아마도 태양풍으로부터 온 것일 수도 있습니다."
지구와 달리 달은 태양에서부터 날라오는 뜨거운 수소와 헬륨 그리고 다른 이온들들의 바람에 직접적으로 노출되어 있죠.
이런 이온들이 달 표면과 충돌하고 몇몇은 그 표면 안에 잡히게 됩니다.
물론 불안정한 상태로 붙잡힌 겁니다.
그래서 이온들은 발걸음이나 먼지 제거 솔에 의해 쉽게 떨어지고
모듈 안의 따뜻한 공기와 만나서도 쉽게 증발되는 것입니다.
결국 태양풍의 이온들이 모듈의 공기와 뒤섞이면서 대부분의 사람들이 아는 그 냄새를 만들어 내는 것이지요."

태양풍의 냄새를 맡고 싶다구요? 달로 가면 가능할지도 모릅니다.
그러나 슈미트는 전혀 다른 가설을 제시합니다.
달 먼지가 냄새가 나고 그의 몸이 반응한 것은 달 먼지가 화학적으로 활동한다는 증거라고 합니다.
"자, 어떻게 달 먼지가 형성되어졌는지 생각해 봅시다. 유성이 달과 충돌했죠.
그래서 거대한 암석을 미세한 먼지로 만든 것이죠.
이건 해머로 무언가를 강하게 치는 것과 같은 과정입니다.
먼지에서 불안정한 분자는 마치 본드로 붙여져 있는 것처럼 먼지에 매달려 있죠.
즉 불안정한 구조를 이루기에 다른 원자 파트너를 필요하게 된다는 것입니다."

달 먼지는 유성과의 엄청난 충돌로 인해 만들어진 것입니다.
사진#02

사진#03

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그래서, 달 먼지를 흡입하면 어떤 일이 벌어지는 것일까요?
불안정하게 매달려 있던 분자는 우리 코 내부의 점막에서 안정된 상태를 위해 다른 파트너를 찾습니다.
이로 인해, 점막은 붓게 되고, 이상한 냄새를 맡게 되는 것이죠.
물론, 나중에는 그런 불안정한 분자들이 모두 안정된 상태로 되면 그런 냄새와 붓기는 서서히 가라앉게 되는 것입니다.

또다른 가능성으로 달 먼지가 모듈 내의 산소와 만나 타게 된다는 것입니다.
Lofgren가 이에 대해 언급을 했는데,
"산소는 매우 반응성이 높죠. 그래서 쉽게 달먼지의 불안정한 요소와 결합을 하게 됩니다."
이런 과정을 '산화'라고 불리죠.
산화는 불에 타는 것과 매우 흡사합니다.
하지만, 매우 느리게 반응을 하기 때문에 연기도 없고, 불꽃도 없지만,
그 냄새만큼은 화약이 타는 냄새와 비슷한 것이지요.

여기서 짚고 넘어가야 할 것은 탄 화약과 타지 않은 화약의 냄새는 다르다는 것입니다.
그리고 아폴로의 우주인들은 모두 전문적인 지식을 갖춘 사람들이기에,
달 먼지 냄새가 탄 화약 냄새같다고 분명히 말할 수 있었죠.

그런데, 정말 이상한 점은, 그 냄새나던 달 먼지들이 지구에서는 아무렇지도 않다는 것입니다.
휴스턴의 달 샘플 연구실(Lunar Sample Lab)에는 수 백 파운드에 달하는 달 암석이 있습니다.
거기서 Lofgren은 손으로 그 암석들을 집어 냄새도 맡아보고,
그 주변 공기의 냄새도 맡기도 하고 손도 맡아 보지만 어떠한 화약 냄새도 맡을 수 없다고 했었습니다.

그렇다면, 그건 모두 아폴로 대원들이 만들어낸 것일까요? 아닙니다.
Lofgren과 다른 이들은 더 신빙성 있는 설명을 제시합니다.
지구로 들어온 달 먼지는 이미 안정된 상태라는 것입니다.
이미 그 암석들은 습기가 있고 산소로 가득찬 공기와 만나 안정을 이룬 상태에서 지구로 온 것이죠.
따라서 어떠한 냄새를 발산하는 요인도 남아있지 않게 된 것입니다.

사실 이런 상황이 벌어질 거라 예상하지 못했다고 합니다.
왜냐하면 모든 우주인들은 특별 제작된 '보온병'을 들고 다니면서 샘플을 진공상태로 보관했기 때문입니다.
하지만, 거친 표면을 가진 먼지가 예상치 못하게 컨테이너의 밀봉 부위를 가르고 상처를 내게 됩니다.
이로 인해 지구로 귀환하는 3일동안 수증기와 산소가 흘러 들어와 아무도 모르게 반응을 한 것이지요.
따라서 어느 누구도 얼마만큼 먼지가 변형이 되었는지 알 수 없게 된 것입니다.

아폴로 12의 Alan Bean이 달표면에서 샘플을 담은 보온병을 보여주고 있습니다.
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그래서 슈미트는 이렇게 말을 합니다.
"우리는 반드시 어떤 환경에서 이 연구를 계속해야 합니다. 바로 달 위에서요."

오직 그 곳에서만 이러한 의문점을 풀 수 있습니다.
왜 냄새가 나는걸까?
달 착륙선이나, 로버나 기타 물체와 어떻게 반응하는 것일까?
또 어떤 놀라운 일이 벌어질까?"

나사는 2018년에 인간을 다시 달 표면으로 보낼 계획을 가지고 있습니다.
그리고 그들은 아폴로 대원들이 있었던 것보다 훨씬 더 긴 시간동안 달에 머무르면서
풀리지 않은 많은 미스테리를 위해 더 나은 장비를 가지고 연구를 할 겁니다.

지금의 우리는 이제 막 달 냄새를 맡은 정도의 수준이라고 보면 되겠네요...^^:

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