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영화 ‘마션’ 속 과학 지식 그리고 약간의 허구! 목록

조회 : 27307 | 2015-12-08

[영화 읽기-영화 ‘마션’ 예고편 보기]

 

 

 

 

[영화로 생각하기]

 

- 영화 ‘마션(The Martian)’은?

미국 항공우주국(NASA)의 탐사대 아레스3는 화성을 탐사하던 중 갑작스레 몰아닥친 모래 폭풍을 만납니다. 탐사대원 중 한 명인 식물학자 마크 와트니가 돌풍에 날아온 물체를 맞고 기절한 사이, 동료들은 비행선에 합류하지 못한 와트니가 사망했다고 판단하고 그를 남겨둔 채 지구로 떠납니다. 남겨진 와트니는 극적으로 살아남았고, 화성을 탈출했던 그의 동료들은 와트니가 살아있다는 소식을 듣고, NASA와 국제 과학자 팀의 협력 하에 와트니를 구하기 위한 구조 미션을 수립합니다. 구조대가 도착할 때까지 혼자서 549 화성일(지구의 시간으로 환산하면 약 564일) 동안 홀로 생존을 위한 사투를 벌이는 내용입니다. 와트니는 단 31일치의 식량 등 소량의 물품으로 이 긴 시간 동안 생존할 수 있었을까요?

 

 

 

- 영화 ‘마션’ 속 허구는?

이 영화의 원작소설인 ‘마션(The Martian)’의 작가인 앤디 위어(Andy Weir)는 NASA에서도 인정할 만큼 과학적 사실 하나하나를 따져 가며 원작을 완성했는데요, 하지만 작가 스스로도 영화의 재미를 위해 도입한 허구라고 인정한 부분이 있다고 해요. 영화 ‘마션’을 더욱 재미있게 볼 수 있는 방법, 영화 속에 등장하는 과학 지식과 허구의 내용을 하나하나 살펴보는 것도 좋겠지요?

원작자 위어는 영화의 각본을 맡은 드류 고다드와 상의하면서 무수하게 시나리오를 고쳐야만 했다고 해요. 사실성 확보를 위한 제작진의 엄청난 노력이 보이는 대목이지요. 또 NASA에도 자문을 구했고요. 실제로 영화 마션의 자문위원으로 NASA의 태양계 탐사팀 책임자인 데이브 래버리가 참여했어요. 래버리 박사는 1997년 착륙한 화성 탐사 로버 ‘소저너(Sojourner)’ 프로젝트에 참여했던 전문가랍니다. 그의 경험을 토대로 수차례 제작진을 만나 소저너의 모습이나 장비의 배치 같은 것들을 조언해 줬다고 해요. 덕분에 소저너와 그 모선 격인 ‘패스파인더(Pathfinder)’의 모습이 거의 환벽하게 재현됐고요. 그럼에도 불구하고 영화를 위해 과학적 사실보다는 허구를 선택할 수밖에 없었던 부분도 있었다고 해요.

 

 

[화성에 강력한 모래폭풍이 분다?]

주인공인 와트니를 화성에 홀로 남게 한 범인이 바로 ‘강력한 모래폭풍’인데요, 이 강력한 모래폭풍이 원작자 앤디 위어가 허구라고 말했다고 해요. 지구보다 대기 밀도가 낮은 화성은 사람을 날려버릴 만큼 강한 모래폭풍이 생길 확률은 거의 없다고 하네요.

앤디 위어는 이 부분에 대해 허구라고 말했는데요, 화성에도 모래폭풍이 불긴 하지만 모든 것을 손상시킬 만큼 강하지 않다는 점을 강조했다고 해요. 원작소설도 처음에는 모래폭풍이 아닌 엔진시험 실패로 우주비행사가 낙오되는 것으로 시작하려 했지만, 흥미롭지 않아 극적 재미를 위해 과학적 사실보다는 허구를 선택했다고요. 영화로 제작할 당시 위어는 각본을 맡은 드류에게 엔진시험 실패에 관한 모든 기술적인 세부사항을 묘사할 수 있으니 바꾸는 것도 괜찮다고 말했지만, 모래폭풍이 영화를 보는 관객들을 만족시킬 것이라며 만류했다고 해요. 원작자의 말대로 허구인 이 부분 때문에 영화는 좀 더 극적인 장면을 선보일 수 있었던 것이지요.

 

 

[우주 방사능을 이겨낸 방호복?]

원작자 위어는 원작에 큰 두 가지 오류로 강력한 모래폭풍과 우주 방사능의 방호에 관한 설명이 부족했다고 말했어요. 우주 방사선은 인체에 치명적이에요. 하지만 우주 공간에서 방사능으로부터 완벽하게 방호하는 것은 어려운 기술이라고 해요. NASA에서도 극복해야 부분으로 끊임없이 연구하고 있고요. 원작에서는 ‘그래요. 이 모든 것들이 방사능으로부터 방호돼 있어요.’ 정도로만 언급했을 정도라네요.

 

 

 

-영화 ‘마션’에 등장하는 NASA가 연구 중인 기술 9가지

이 영화의 자문위원이었던 래버리 박사는 원작을 읽은 후 화성의 문제에 대해 정확하게 묘사하려 한 저자의 노력에 감명 받았다고 말했어요. 예를 들면, 우주선에서 유용한 부품을 찾아내 가치 있게 재활용한 부분은 상당한 연구가 없었다면 묘사할 수 없는 부분이라고요.

자, 그렇다면 영화 마션 속에는 어떤 과학 기술들이 등장했을까요? 전문가도 놀라게 했던 영화 속 과학 기술들, NASA가 자신들이 연구 중인 과학 기술이라며 직접 밝혀 관심을 끌기도 했답니다.

 

[미항공우주국(NASA)가 직접 밝힌 영화 ‘마션’ 속 NASA의 과학 기술 원문 보기]

http://www.nasa.gov/feature/nine-real-nasa-technologies-in-the-martian

 

영화 마션 속에 등장하는 과학 기술 중 NASA가 자신들이 연구 중임을 직접 밝힌 9가지 과학 기술은 거주 공간, 식물 농장, 물의 재사용, 산소 공급, 화성 우주복, 탐사 차량, 이온 추진, 태양광 패널, 방사성 동위원소 열전기 발생기입니다. 놀라운 것은 실제로 연구 중인 이 내용들이 영화 속 등장 장면과 비교해 보면 너무나 비슷하다는 것이랍니다. 영화가 얼마나 사실적으로 보여주려 노력했는지 알 수 있는 대목이기도 합니다.

 

 

[거주 공간(Habitat)]

영화에서 주인공 와트니는 대부분의 시간을 거주 모듈인 Hab에서 보냅니다. 화성 지표면의 기압은 0.0063기압으로 지구의 1기압과 약 158배나 차이가 나요. 영화 속에서 이 부분이 잘 드러나는데요, 혼자 살아남은 와트니가 우주복을 입은 채 목숨이 위급한 상황에서도 거주 공간에 들어가기 위해 까다로운 출입절차를 철저하게 지키는 모습에서랍니다. 거주 모듈의 내부는 지구와 같은 1기압 유지하고 있기 때문에 잘못하면 큰 폭발이 생길 수 있다고 해요. 그래서 모듈에 들어가지 전 진공펌프로 내부와 외부의 기압을 맞춰 주는 감압실을 거쳐야만 하고요.

NASA 존슨 스페이스 센터(Johnson Space Center)에서 승무원들은 거주 모듈인 HERA(Human Exploration Research Analog)에 머물며 장기 우주 미션을 위한 교육을 받는다네요.

HARA

영화 마션에 등장한 인공 주거 공간인 Hab(왼쪽). 미국 항공우주국 존슨 스페이스 센터에서 승무원들이 훈련 중인 HARA의 내부(오른쪽). / 이미지 출처 : NASA의 보도자료(Credits: Twentieth Century Fox/NASA)

 

 

[식물 농장(Plant Farm)]

현재 우주에서 지구인이 거주 중인 공간은 국제우주정거장이 유일한데요, 이곳은 지구에서 보내는 음식 등을 계속해서 보급 받고 있습니다. 하지만 그보다 훨씬 거리가 먼 화성에서는 지구로부터의 재보급에는 의존하지 못할 것이라고 해요. 아무리 빨라도 적어도 9개월은 걸리는 일이라고 하니까요. 결국 인류가 화성에서 살아남기 위해서 필요한 식량을 그곳에서 스스로 재배해야만 한답니다. NASA는 이와 관련해 식물 농장에 대한 연구도 계속하고 있다네요.

plant farm

영화 속 주인공이 살아남기 위해 화성에서 감자를 재배하는 모습(위)과 국제 우주정거장에 머무는 동안 배기(Veggie) 실험으로부터 재배한 상추를 수확하고 있는 우주인의 모습(아래). / 이미지 출처 : NASA의 보도자료(Credits: Peter Mountain/NASA)

 

 

[화성 우주복(Mars Spacesuit)]

화성은 강한 방사선과 영화에서처럼 강하지는 않지만 잦은 모래폭풍과 희박한 대기 등 극한 환경을 자랑합니다. 이로 인해 방사능과 이러한 환경으로부터 우리 몸을 방호해 줄 완벽한 우주복 없이는 바깥 활동을 할 수 없고요. 완벽한 우주복을 만들어 내기 위해 NASA에서는 지금도 끊임없이 연구 중이라고 합니다.

우주복

영화 속 주인공 와트니의 모습(위). 3겹으로 레이어드된 Z-2 프로토 타입 우주복 디자인 투표를 위해 일반 대중을 초대하기도 한 NASA(아래). / 이미지 출처 : NASA의 보도자료(Credits: Giles Keyte/NASA)

 

 

[탐사 차량(Rover)]

일단 한 번 화성 표면에 착륙한 사람은 행성이 지구로 복귀하는 거리를 최소화 하는 위치로 움직이는 동안 1년 이상 그곳에 머물러야만 합니다. 이 시간 동안 그 사람은 실험을 수행하고 주변을 탐험할 시간이 충분하겠지요. 좀 더 먼 거리를 여행하기 위해 안전하고 다재다능한 탐사 차량이 필요하답니다. 이를 위한 연구를 미국 한공우주국(NASA)에서도 끊임없이 하고 있고요.

rover

영화 속에 등장하는 운송수단 ‘Mars Ascent Vehicle’(위). 거친 지형 탐사를 위해 연구 중인 NASA의 다목적 우주 탐사차, MMSEV(아래). / 이미지 출처 : NASA의 보도자료(Credits: Giles Keyte/NASA)

 

 

[물 재사용(Water Recovery)]

화성에는 호수나 강, 바다가 없어요. 지구에서 무거운 물을 보낸다 해도 9개월 이상의 시간이 필요한데다 보내는 데 들어가는 천문학적인 비용을 문제지요. 영화 속에서는 탐사대원들이 화성에서 물을 재사용함으로써 한 방울도 낭비하지 않는 모습을 보입니다. 또 홀로 남겨진 와트니가 산소발생기와 로켓 연료에서 얻은 수소로 물을 만들어 내기 위해 노력하는 모습도 등장해요.

실제로 국제 우주 정거장에서도 땀이나 눈물 심지어는 소변까지도 낭비하지 않고 재사용을 한다고 해요. 물 재사용 시스템(WRS)를 통해 물은 정화되어 다시 재사용된다고 하네요. 화성의 극지방에 극관이라 불리는 얼음/드라이아이스지대가 있어요. 최근에는 화성에 흐르는 물의 흔적이 발견되기도 했고요. 하지만 이들로부터 물을 얻어 사용할 정도는 아직 아니라고 하네요.

 

 

[산소 공급(Oxygen Generation)]

식량, 물, 대피소가 지구에서 살아남기 위한 세 가지 필수요소라면, 화성에서는 하나 더 ‘산소’가 더해집니다. 영화 속 와트니는 산소 공급 장치를 지니고 다녀야만 하지요. 영화에서는 연료 생성기로부터 나오는 이산화탄소를 이용해 산소를 생성하는 시스템인 산소공급기를 사용합니다. 실제로 국제 우주 정거장에서 우주 비행사들은 우주선의 공기를 지속적으로 숨 쉴 수 있는 공기로 재처리하는 산소 발생 시스템을 사용하고 있습니다. 물 분자를 그 구성요소인 산소와 수소로 분리하는 과정인 전기 분해요법이라 불리는 처리과정을 통해 산소를 생산하고 있지요. 미국 한공우주국은 실제로 2020년 발사 예정인 화성 탐사선 ‘목시(MOXIE)’라는 이름을 가진 산소 발생기를 탑재할 예정으로 개발해 두었다고 하네요.

 

 

[이온 추진(Ion Propulsion)]

영화 마션 속에서 승무원들은 화성에 도착하기 위해 몇 달간 우주선 내부에서 생활하는 모습입니다. 280만 마일 이상 먼 우주를 여행하기 위해서는 이온 추진 시스템은 필수랍니다. 이온 추진은 아르곤이나 제논 같은 기체를 전기적으로 대전시켜, 이온을 고속(약 20만 mph)로 방출함으로서 작동합니다. 우주선은 약한 바람이 부는 듯 가볍게 느끼지만 지속적으로 가속하면서 놀라운 속도에 도달하게 되는 것이지요. 이온 추진은 또 우주선이 방향을 틀어 다른 천체를 향할 수 있도록 여러 차례 궤도를 바꾸는 것도 가능하다고 하네요. NASA는 이 기술을 현대의 우주선들에 적용해 연료 소비를 최소화 하도록 돕고 있는데, 이 방식이 적용된 DAWN호는 최초로 왜소 행성 세레스와 소행성 베스타를 방문하기도 했답니다.

 

 

[태양광 패널(Solar Panels)]

화성에서 에너지를 얻을 수 있는 건 태양 에너지 뿐입니다. 영화 마션의 원작 소설 속에 등장하는 우주선은 전력을 얻기 위해 태양 전지판을 사용하고, 화성에서 살아남기 위해 와트니도 태양 전지 패널을 사용하는 장면들이 등장합니다.

실제 국제 우주 정거장에는 4세트의 태양 전지판이 40 가구 이상 공급하기에 충분한 전력을 생산하고 있습니다. 이 모든 전력이 사용되는 것은 아니지만 장애 발생 시 위험을 줄이기 위해 전력을 비축하고 있다고 하네요.

 

 

[방사성동위원소 열전기 발생기(RTG)]

NASA는 이미 오래전에 수행됐던 아폴로 미션을 포함해 많은 우주 미션에 전력 공급을 위해 방사성동위원소 열전기 발생기(Radioisotope Thermoelectric Generators, RTG)를 안전하게 사용해 오고 있습니다. RTG는 방사성 동위원소인 플루토늄-238이 자연붕괴할 때 발생하는 열을 전기로 전환하는 ‘우주배터리’라고 할 수 있습니다. 영화 마션에서는 방사능 누출에 대비해 플루토늄 기반의 RTG를 거주지에서 꽤 먼 곳에 묻습니다. 또 플루토늄-238은 심각한 사고 상황에서 누출을 방지하기 위해 여러 겹의 단단한 첨단 소재로 되어 있어요. RTG는 대체로 공기 중에서 단 몇 인치만 이동이 가능하고, 옷이나 인간의 피부에는 침투하지 않는 알파선을 방출합니다. 매우 미세한 입자로 부서지거나 증발해 흡입하거나 섭취한 경우에만 인체에 해를 끼치는데, 실제로는 화성의 자연 방사선 환경이 RTG에서 나오는 방사선보다 훨씬 심하답니다.

 

 

[영화로 생각키우기]

NASA는 2030년 화성에 사람을 보내는 것을 목표로 관련 연구를 계속하고 있습니다. 2030년에 화성으로 보내질 탐사선을 타고 가는 우주인들은 화성에서 와트니처럼 살아남을 수 있을까요? 인류는 과연 화성을 개척할 수 있을까요?

 

 

 

*재미있는 화성 관련 신문 기사도 함께 읽어 보아요.

<화성까지 편지 한 장 보내는 비용은? "2035만 원">, 소년한국일보 2015년 12월 6일자

http://kids.hankooki.com/lpage/news/201512/kd20151206160332125690.htm

 

<2030년 화성 탐사 계획…사람이 살 수 있을까?>, KBS 2015년 11월 8일자

http://news.kbs.co.kr/news/view.do?ncd=3178365&ref=A

 

<MIT “화성탐사선, 달근처 기지에서 연료보급받는다">,  전자신문 2015년 12월 4일자

http://www.etnews.com/20151204000479

 

<"반드시 살아남는다"…화성탐사 우주인 하와이서 '생존 훈련'>, 머니투데이 2015년 11월 11일자

http://www.mt.co.kr/view/mtview.php?type=1&no=2015111108521780397&outlink=1

 

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