[뉴스스페이스=이승원 기자] 중국 과학자들이 달의 뒷면에서 채취된 토양이 예상외로 끈적거리는 현상의 원인을 규명했다.

Nature Astronomy, Nature, China Daily, English News China, ScienceDirect에 따르면, 2024년 6월 창어 6호(Chang'e 6) 미션이 달의 남극-아이트켄 분지에서 1,935.3그램의 샘플을 성공적으로 회수한 뒤, 중국과학원 지질 및 지구물리학 연구소가 이 샘플을 분석한 결과를 발표했다. 이 샘플의 특이한 응집력은 극도로 미세하고 뾰족한 입자와 강한 우주풍화 현상 때문이라는 사실을 밝혀냈다.

입자 크기와 형태, 그리고 미시적 힘의 영향

창어 6호 샘플의 입자 평균 크기는 48.4마이크론(μm)에 불과하며, 대부분의 입자가 11~125μm 범위에 집중되어 있다. 이는 앞면에서 채취된 달 토양(Apollo, 창어 5호 샘플)보다 훨씬 미세하다. 고해상도 CT 스캔과 광학 현미경 분석에 따르면, 입자들은 구형이 아닌 매우 불규칙하고 날카로운 형태를 띠고 있다.

이러한 특성은 입자 간 마찰을 증가시켜 서로 더 강하게 결합하게 만든다. 입자 크기가 100μm 이하일 경우, 분자간의 반데르발스 힘과 정전기적 힘이 점점 더 강해져, 인체에는 미미한 힘이지만 달의 저중력 환경에서는 토양 전체의 응집력을 결정짓는 핵심 요소가 된다.​

공간적 환경과 화학적 성분의 역할

창어 6호 샘플은 앞면 샘플에 비해 장석(Plagioclase) 함량이 높고, 강한 우주풍화(특히 충격 분쇄)의 영향을 받았다. 이로 인해 입자들이 더 쉽게 부서지고, 미세하고 복잡한 형태로 존재하게 된다. 자기력(0.016%)이나 시멘트화 현상은 거의 없어, 응집력은 마찰력, 반데르발스 힘, 정전기적 힘의 세 가지가 주요 원인으로 작용한다. 샘플의 벌크 밀도는 0.983 g/cm³로, 앞면 샘플보다 낮으며, 이는 더 많은 공극과 더 복잡한 입자 구조를 의미한다.​

건설 및 자원 활용에 미치는 영향

이번 연구는 달 기지 건설 및 현지 자원 활용에 직접적인 시사점을 제공한다. 끈적한 토양은 경사면에서 더 높은 안정성을 보이며, 구조물 기초로 활용할 경우 더 높은 경사면을 안정적으로 유지할 수 있다. 다만, 실제 건설 자재로 사용 가능한지는 추가 실험이 필요하며, 중국은 2030년까지 달 착륙, 2035년까지 국제 달 연구 기지 건설을 목표로 하고 있다.​

즉 창어 6호 샘플의 끈적한 토양은 입자 크기와 형태, 강한 우주풍화, 그리고 미시적 힘의 복합적 작용으로 인해 형성된다는 것이 명확히 밝혀졌다. 이 연구는 달 기지 건설, 자원 채굴, 그리고 미래의 달 탐사 임무에 중요한 이론적 기반을 제공하며, 국제 과학계의 주목을 받고 있다.​