1969년 인류 최초로 아폴로 11호가 달 착륙한 뒤, 한동안 달 탐사에 관한 관심은 줄었다. 2020년대 뉴스페이스 시대를 맞아 미국, 유럽, 중국, 일본, 인도 등 우주 선진국들은 물론 민간 우주기업까지 다시 달에 눈을 돌리고 있다. 그러나, 유인 달 탐사와 인간을 달에 정착시키기 위해서는 걸림돌이 많다. 이를 극복할 수 있는 방법이 새로 발견됐다.

이탈리아 트렌토대, 파도바대 지구과학과, 물리·천문학과, 우주 연구 및 활동 센터, 라벤타 지리 탐사 연구원, 미국 샌프란시스코 카펠라 우주협회, 존스홉킨스대 응용물리학 연구실 공동 연구팀은 달의 지하에 거대한 동굴이 있다는 사실을 밝혀냈다. 이 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’ 7월 16일 자에 발표했다.

달 표면에는 200개 이상의 구덩이가 있다. 수 백만년 전 달에 있었던 화산활동으로, 용암이 땅속으로 흐르다가 바깥 부분은 식어 버렸는데 안쪽은 뜨거운 채로 계속 흐르면서 생겨난 것이다. 용암 동굴 일부에 천공이 생기면서 동굴 입구가 만들어졌는데, 이들을 ‘천공광’(Skylight)이라고 부른다. 지금까지는 천공광이 지하에 만들어진 용암 동굴과 연결되는지는 명확히 밝혀지지 않았다.

이에 연구팀은 미국항공우주국(NASA)에서 운영하는 달 궤도 탐사선 ‘루나 르네상스 오비터’(Lunar Reconnaissance Orbiter)의 데이터를 바탕으로 ‘고요의 바다’ 지역을 조사했다. Mini-RF(미니어처 라디오 주파수) 장비가 수집한 데이터를 복잡한 신호 처리 기법으로 재분석했다. 레이더 반사 정도에 따라 구덩이에서 지하 동굴 통로로 연결되는지를 살펴본 것이다.

연구 결과, 구덩이 서쪽 지역에 반사광이 증가해 동굴 공간이나 통로의 존재를 확인할 수 있었다. 분석에 따르면 동굴은 표면으로부터 깊이 130~170m에 있고, 길이 30~80m, 폭 45m로 추정됐다. 동굴은 평평하거나 최대 45도 기울어져 있을 것으로 예상됐다. 연구팀은 이번 분석을 통해 용암 동굴 입구가 달의 지하 세계로 연결되는 흔한 특징일 수 있다고 밝혔다.

이번 연구는 달 탐사 임무에 중요한 과학적 함의를 갖고 있다고 평가받는다. 달 표면의 경우 낮에는 127도까지 상승하고, 밤에는 영하 173도까지 떨어지며, 우주 및 태양 방사선이 지구보다 최대 150배 강한데다가, 운석 충돌 위협이 남아 있기 때문이다. 달 지하에 일정 크기의 공간만 있다면 사람이 장기간 거주할 수 있는 유인 기지로 활용할 수 있기 때문이다.

로렌조 브루조네 이탈리아 트렌토대 교수는 “이번 연구는 달 지질학에 대한 통찰을 제공했으며, 유인 탐사 시 위기 상황이 발생할 경우 잠재적 피난처로 활용할 가능성이 크다”라며 “용암동굴은 달의 땅속에 있는 얼음을 채취하기 좋고, 태양 방사선도 차단해줘 거주지로서도 안성맞춤”이라고 말했다.