화성 무인 로봇 미션은 2031년 화성의 지질학적 샘플을 지구로 반환하는 것이다.

7월 초에 발사되는 NASA ‘Mars 2020’ 로버 탐사 다단계 미션은 화성의 외계 유기체 발견 가능성으로 기대를 모으고 있다. 실패 가능성이 있지만 화성 샘플 반환(MSR)은 미래 행성 간 로봇 미션의 초석 역할을 할 수 있다.

화성 탐사을 위한 70억 달러 MSR 미션은 잠재적 과학적 기회를 제공, 우주 탐사에 대한 사회의 인식 변화도 불러오고 있다.

NASA와 유럽 우주국(ESA)는 이 행성 간 로봇 임무를 수행할 초기 계획을 수립했다. 원자력으로 구동되는 ‘Mars 2020’ 로버는 캘리포니아 클린룸에서 현재 7월 발사를 앞두고 준비 중이다.

Jezero Crater, Mars 2020’s Landing Site. Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS/JHU-APL.

로버는 2021년 2월 화성 적도 바로 북쪽에 있는 ‘제제로(Jezero)’ 분화구에 착륙할 예정이다. 생명이 화성에 존재했다면, 고대 분화구 호수에서 번성하고 아마도 화석화 되었을 가능성을 염두에 둔 결정이다.

Mars 2020 로버는 다양한 실험을 수행하면서 드릴을 사용해 최대 43개의 펜 크기의 화성표면 암석 샘플을 추출한 다음 샘플을 튜브로 밀봉하게 된다. 그중 일부는 로버에 저장되고 다른 일부는 화성 표면 편리한 위치에 임시 저장된다.

2016년에 발사된 ‘엑소마스 트레이스 가스 궤도선(ExoMars Trace Gas Orbiter)’는 2020년 화성 로버 통신의 주요 데이터 통로가 될 것이다. 이 커뮤니케이션 체계가 실패한다면 로버의 탐험은 짧아지거나 더 나빠질 수 있다. ‘Mars 2020’ 로버는 궤도선의 대역폭을 2021년에 도착하는 ESA의 로살린드 프링클린(Rosalind Franklin) 로버와 공유해야 한다. 이를 ESA MSR 책임자 센제이 비젠드렌(Sanjay Vijendran)은 지구로 돌려보낼 수 있는 데이터를 제한하는 요인 이라고 말한다.

2026년, 계획에 따르면 두 번의 발사가 이루어질 것이다. 하나는 ESA의 지구귀환 궤도선를 운반할 것이다. 다른 하나는 NASA의 샘플 리턴 랜더 임무를 지원할 것이다. 궤도선은 후행 착륙선의 진입, 하강 및 착륙을 모니터링하기 위해 2028년에 먼저 화성에 도착한다.