테라포밍
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1. 개요
테라포밍은 인간이 거주할 수 있도록 행성이나 위성의 환경을 인위적으로 변화시키는 기술을 의미한다. 1942년 SF 소설에서 처음 사용된 이 용어는 칼 세이건의 금성 테라포밍 제안을 통해 과학적 관심을 받기 시작했다. 테라포밍은 액체 상태의 물, 적절한 온도, 에너지원, 그리고 생명체에 필요한 원소들의 존재 등 다양한 조건을 필요로 하며, 화성, 금성, 달, 수성, 타이탄 등 여러 천체가 테라포밍 후보로 연구되고 있다. 패러테라포밍은 돔 구조물을 통해 행성의 일부를 지구화하는 방식이다. 테라포밍은 윤리적, 경제적 문제와 더불어 공상과학 소설, 영화, 게임 등 대중문화에서 흔히 다루어지는 주제이다.
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| 테라포밍 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 정의 | 행성의 환경을 생물이 살 수 있도록 바꾸는 과정 |
| 목표 | 대기 조성 온도 조절 액체 물 존재 지속 가능한 생태계 조성 |
| 필요 조건 | |
| 행성 조건 | 적절한 크기 중력 자기장 구성 성분 |
| 기술 수준 | 대규모 에너지 생산 재료 가공 기술 생명 공학 로봇 공학 |
| 방법 | |
| 대기 조성 | 온실 기체 주입 질소 및 산소 공급 유해 물질 제거 |
| 온도 조절 | 반사 거울 설치 대기압 조절 행성 자전 속도 조절 |
| 물 공급 | 얼음 수송 소행성 충돌 지하수 개발 |
| 생태계 조성 | 미생물 도입 식물 및 동물 도입 생물 다양성 확보 |
| 과정 | |
| 초기 단계 | 행성 조사 기본 환경 개선 미생물 도입 |
| 중간 단계 | 식물 도입 대기 안정화 물 순환 형성 |
| 최종 단계 | 동물 도입 생태계 안정화 장기적 유지 관리 |
| 어려움 | |
| 기술적 한계 | 에너지 생산의 어려움 대규모 자원 확보 기술적 난제 해결 |
| 시간 소요 | 장기간의 노력 필요 여러 세대에 걸친 작업 예기치 못한 변화 |
| 윤리적 문제 | 행성 생태계 변화 원주 생물권 파괴 가능성 인간의 역할 |
| 역사 | |
| 최초 개념 | 1930년대 SF 소설에서 등장 행성 개조 아이디어 대중적 관심 |
| 과학적 연구 | 태양계 행성 연구 행성 개조 가능성 평가 이론적 모델 개발 |
| 최근 연구 | 화성 테라포밍 연구 소행성 채굴 기술 개발 외계 행성 연구 |
| 테라포밍 대상 행성 | |
| 잠재적 후보 | 화성 금성 달 기타 천체 |
| 우선순위 | 화성 (가장 연구 활발) 금성 (기술적 난제) |
| 현실적 전망 | |
| 현재 기술 수준 | 이론적 가능성 초기 단계 연구 진행 중 기술적 어려움 존재 |
| 미래 전망 | 장기적인 목표 기술 발전 필요 다학제 간 협력 중요 |
| 대중 문화 속 테라포밍 | |
| SF 소설 | 다양한 테라포밍 묘사 미래 사회 모습 반영 상상력 자극 |
| 영화 및 게임 | 테라포밍 소재 활용 시각적 효과 강조 미래 기술 간접 경험 |
2. 역사
'테라포밍'이라는 용어는 1942년 미국의 SF 작가 잭 윌리엄스의 소설 《충돌 궤도(Collision Orbit)》에 처음 사용되었다.[121]
NASA는 생명체가 거주 가능한 환경의 우주생물학적인 지침을 액체 상태의 물, 복잡한 유기물이 합성되기에 유리한 조건, 신진대사를 유지할 수 있는 에너지원으로 정의했다.[127] 1985년, 마틴 포그(Martyn Fogg)는 테라포밍에 관한 여러 논문을 발표했으며, 1995년 저서 "테라포밍: 행성 환경 공학(Terraforming: Engineering Planetary Environments)"에서 테라포밍과 관련된 여러 정의를 제시했다.[12] 행성 공학(Planetary engineering)은 행성의 전 지구적 특성에 영향을 미치는 기술 적용을, 지구 공학(Geoengineering)은 지구에 적용되는 행성 공학을 의미한다. 테라포밍(Terraforming)은 외계 행성 환경의 생명체 유지 능력을 향상시키는 행성 공학의 한 과정으로, 궁극적으로 지구 생물권의 모든 기능을 모방하는 개방형 행성 생태계를 만들어 인간이 완전히 거주할 수 있도록 하는 것이다.[12]
행성 테라포밍은 행성의 거주 가능성 요구 사항에 맞추는 것을 포함한다. 예를 들어, 행성이 너무 차가워서 표면에 액체 상태의 물이 존재할 수 없는 경우, 대기 중에 온실 가스를 추가하거나,[25] 궤도에 있는 거울을 사용하여 행성에 더 많은 태양광을 반사시키거나,[26] 행성의 알베도를 낮춤으로써[5] 온도를 높일 수 있다. 반대로, 액체 상태의 물이 존재하기에는 너무 뜨거운 행성은 온실 가스(존재하는 경우)를 제거하거나, L₁ 점에 차광막을 설치하여 행성에 도달하는 태양광을 줄이거나, 알베도를 높임으로써[42] 냉각할 수 있다.
칼 세이건은 1961년에 《사이언스지》에 게재된 〈The Planet Venus.〉라는 논문에서 금성의 테라포밍에 대한 의견을 제안했다.[122][3] 세이건은 금성에 조류를 심어 대기의 물과 질소와 이산화탄소를 유기 화합물로 합성하는 방법을 고안했다. 대기에서 이산화탄소를 제거하는 이 방법은 금성의 온실 효과를 감소시켜, 표면온도를 쾌적한 수준으로 떨어뜨리는 것이다. 세이건은 그 결과 탄소는 금성의 표면에서 비휘발성인 흑연으로 분리될 것이라고 생각했다. 하지만 금성에 대한 추가적인 발견에 의해 이러한 방법이 불가능하다는 것이 밝혀졌다. 하나의 문제는 금성의 구름이 고농축 황산 용액으로 구성되어 있다는 점이다. 비록 금성의 적대적인 환경에서 조류가 번성할 수 있다고 하더라도, 금성의 두꺼운 대기권으로 인한 높은 기압이라는 문제에 맞닥뜨리게 된다. 이러한 불안정한 조합은 긴 시간동안 지속될 수 없다. 광합성에 의해 환원된 탄소는 연소를 통해 이 대기에서 신속하게 산화되어 테라포밍 과정을 "단락"시킨다.[123][4]
세이건은 또한 1973년에 《이카루스지》에 게재된 〈Planetary Engineering on Mars〉에서 인간이 살 수 있도록 화성을 만드는 것을 구상했다.[124][5] 3년 후에 NASA는 화성의 테라포밍에 대한 연구를 공식적으로 언급했다. NASA는 화성을 거주 가능한 행성으로 만들 수 있다고 결론내렸다. 그 해에 테라포밍에 대한 첫 번째 학회가 조직되었다.
1979년 3월에는 NASA의 엔지니어이자 입안자인 제임스 오버그(James Oberg)에 의해 달과 행성의 테라포밍에 대한 학회가 휴스턴에서 개최되었다. 오버그는 학회에서 논의된 테라포밍에 대한 개념을 1981년에 그의 책 《New Earths》에서 다루어 대중화하였다.[125][6] 1982년 이전까지는 학술지의 제목에 테라포밍이라는 단어가 사용된 적이 없었다. 1984년에는 제임스 러브록(James Lovelock)과 마이클 앨러비(Michael Allaby)가 《The Greening of Mars》를 출판했다.[126] 러브록의 책은 화성의 온난화에 프레온 가스(chlorofluorocarbon, CFCs)를 사용하는 것을 첫 번째로 다루었다.
러브록의 책에 자극을 받아 생물물리학자 로버트 헤인즈(Robert Haynes)는 테라포밍을 홍보하기 위해 비공개적으로 노력했으며, 에코포이에시스(ecopoiesis)라는 용어를 만들었다. 에코포이에시스는 ''생태계의 기원''을 의미한다. 헤인즈는 에코포이에시스를 "현재 생명이 없는 불모의 행성에 지속 가능한 생태계를 만드는 것"으로 설명한다.
3. 테라포밍의 조건 및 요구사항
포그는 인간과의 호환성 정도가 다른 후보 행성에 대한 정의로 거주 가능 행성(Habitable Planet, HP), 생물학적 호환 행성(Biocompatible Planet, BP), 쉽게 테라포밍 가능 행성(Easily Terraformable Planet, ETP)을 제시했다.[14] 화성은 과거에는 생물학적으로 호환 가능했지만, 현재는 테라포밍이 더 어렵다고 제안한다.[15]
행성의 거주 가능성은 천체가 생명을 유지할 수 있는 능력을 의미하며, 지구물리학적, 지구화학적, 천체물리학적 기준을 충족해야 한다. 테라포밍의 궁극적인 목표는 인간을 위한 생명 유지를 가능하게 하도록 행성 표면을 변형하는 것이다. 테라포밍 연구는 행성 과학과 우주생물학의 구성 요소이며, 지구 환경 연구와도 관련이 있어 지구의 환경파괴 복구에 응용될 수 있다.
일반적으로 물의 존재, 극단적이지 않은 온도, 에너지원이 거주 가능성에 대한 광범위한 제약 조건으로 동의된다.[17] 다른 요구 사항은 원료, 용매, 온화한 조건[18] 또는 원소 요구 사항(탄소, 수소, 질소, 산소, 인, 황)과 적절한 물리화학적 조건으로 정의되었다.[19] 지구 생명체의 일반적인 온도 범위는 -20°C~122°C이며,[17] 이는 물이 액체 상태로 존재할 수 있는 능력에 의해 결정된다. 테라포밍에는 태양 반사경을 이용해 태양 조명량을 조절하여 온도를 수정하는 방법 등이 포함될 수 있다.
모든 생명체는 물을 필요로 하므로,[18] 행성이 물을 유지할 수 있는 능력은 생명체 거주 가능성의 중요한 측면이다. 태양계의 "거주 가능 영역"은 행성 표면에 안정적인 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 영역으로 정의된다.[18][21] 유로파와 엔셀라두스와 같은 위성에서는 조석 가열이 물을 액체 상태로 유지하는 에너지원이다.
생명체의 절대적인 요구사항은 열역학적 비평형 상태 또는 깁스 자유 에너지의 존재일 수 있다.[18] 인간의 경우, 에너지는 식물과 동물을 섭취하여 얻는 설탕, 지방, 단백질의 형태로 공급되므로, 인간에게 서식 가능한 행성은 그러한 유기체를 유지할 수 있어야 한다.[22] 지구 생물량의 대부분(~60%)은 광합성에 의존하고, 나머지 ~40%는 화학 영양성이다.[17]
지구상의 생명체는 탄소, 수소, 질소, 산소, 인, 황의 6가지 원소를 필요로 한다.[19] 생명에 중요한 추가적인 원소로는 양이온 Mg2+, Ca2+, K+ 및 Na+와 음이온 Cl-이 있다.[24]
1961년 칼 세이건(Carl Sagan)의 금성 환경 개조 논문 발표 이후, 1976년 NASA의 심포지엄, 1991년 NASA의 크리스토퍼 매케이(Christopher McKay) 등의 화성 테라포밍 계획 논문 등 테라포밍 연구가 진행되고 있다.[89][90][91]
4. 테라포밍의 초기 단계: 에코포이에시스
대기압 또한 고려해야 할 요소이다. 화성, 수성 및 대부분의 위성을 포함한 다양한 천체는 지구보다 압력이 낮다. 물의 삼중점(611.7 Pa)보다 낮은 압력에서는 어떤 온도에서도 물이 액체 상태로 존재할 수 없다. 인간의 생존에는 최소 6.3 kPa의 더 높은 압력, 즉 암스트롱 한계가 필요하다. 이 압력보다 낮으면 노출된 체액이 체온에서 끓는다. 또한, 두꺼운 대기는 표면을 우주선으로부터 보호한다.[27] 얇은 대기는 현지에서 생산된 가스(예: 달의 암석을 환원하여 산소 대기를 생성[45])를 사용하거나 다른 곳에서 가스를 수입하여 두껍게 만들 수 있다.
생명체의 도입종에 더 적합한 조건이 되면 미생물 생명체의 도입을 시작할 수 있다.[12] 우선 행성에 미생물을 들여보내, 보다 복잡한 생명체가 살아가기에 적합한 조건으로 만든다.[128] 지구와 유사한 조건에 가까워지면 식물도 도입할 수 있다. 이는 산소 생산을 가속화하여 이론적으로는 결국 동물의 생명체를 지탱할 수 있는 행성을 만들 수 있다.
1961년에 천문학자 칼 세이건(Carl Sagan)이 금성 환경 개조에 관한 논문 ‘행성 금성’[89]을 사이언스(Science)지에 발표한 것을 계기로 세계 각국의 연구자들이 연구를 시작했다. 1976년에는 “planetary ecosynthesis(플래네터리 에코신세시스)”라는 제목으로 테라포밍을 주제로 한 NASA의 심포지엄도 개최되었다.[90] 1991년에는 네이처(Nature)지에 NASA의 크리스토퍼 매케이(Christopher McKay) 등에 의한 화성 테라포밍 계획에 관한 논문이 게재되었다.[91]
테라포밍의 연구는 곧 지구 환경의 연구이기도 하며, 지구의 환경파괴 복구에 테라포밍 기술을 응용하는 것도 생각되고 있다.
5. 테라포밍 대상 후보 천체
5. 1. 화성
여러 면에서 화성은 태양계의 모든 행성 중에서 가장 지구와 비슷하다.[129][28][29][92] [93] 초기 화성은 두꺼운 대기와 풍부한 물이 있는 등 지구와 비슷한 환경이었지만, 수억 년이 지나면서 그것을 잃게 되었다.[130][30][94]
화성의 대기와 물 등이 손실된 정확한 메커니즘은 아직 불분명하나, 다음과 같은 세 가지 가능성이 있다.
첫 번째는, 표면의 물이 이산화탄소(CO2)가 탄산염을 형성할 때 함께 행성의 표면에 결속되었다는 것이다. 지구에서는 판구조론에 의해 화산 폭발이 일어나 이산화탄소가 대기로 다시 방출되면서 이 과정이 상쇄되지만, 화성에서는 그러한 지각 활동이 적어 토양에 갇힌 가스의 환원이 일어나지 않는다.[131][95]
두 번째로, 화성을 둘러싼 자기권의 부족으로 인해 태양풍이 화성의 대기를 점차 침식했다는 것이다.[132][31][32][96] 주로 철로 이루어진 화성의 핵[133][97]이 대류하면서 자기장을 생성하게 된다. 하지만 오래전에 화성의 핵의 다이나모가 멈추게 되면서[134][34], 그로 인해 발생하는 자기장이 사라졌다.[135][98] 화성은 표면의 40%를 덮는 제한적인 자기권을 유지하고 있다. 자기장은 주로 화성의 남반구를 작은 우산 모양으로 덮고 있다.[136][36][99] NASA MAVEN 임무의 결과는 대기가 주로 코로나 질량 방출 사건으로 인해 제거된다는 것을 보여준다. 이는 태양에서 고속 양성자가 폭발적으로 방출되어 대기에 영향을 미치는 현상이다.
마지막으로, 대략 38~41억 년 전에 일어난 후기대폭격기의 소행성 충돌로 인해 화성 표면의 환경에 중대한 변화가 있었다는 것이다. 화성의 작은 중력은 이러한 영향으로 화성의 대기가 우주 공간으로 날아가 버렸을 수도 있다는 것을 나타낸다.[137][37][100]
화성의 테라포밍은 대기를 만들고 대기의 온도를 높이는 과정을 수반한다.[138][38][101] 이산화탄소와 같은 온실가스로 이루어진 두꺼운 대기가 태양 복사를 가두게 될 경우 기온이 상승하며, 상승한 기온은 대기에 온실가스를 추가할 수 있기 때문에 두 과정은 서로의 효과를 증폭시킨다.[139][39][102] 이산화탄소만으로는 물의 어는점 이상의 온도를 유지하기에 충분하지 않으므로, 특수한 온실 가스 분자 혼합물을 제조해야 할 수도 있다.[40][103]
화성 주위에 인공적인 자기장을 만들어 태양풍에 의한 대기 손실을 줄여 대기압을 상승시키는 구상이 NASA에서 발표되었다.[104] 또한, 포보스를 이용하여 자기 실드를 생성하는 것도 제안되었다. 이 아이디어은 포보스 표면의 입자를 이온화시켜 방출함으로써 화성에 플라즈마 토러스를 형성하는 것이다.[105]
5. 2. 금성
금성의 테라포밍에는 두 가지 주요 변화가 필요하다. 행성의 9.3MPa에 달하는, 이산화탄소로 이루어진 밀도 높은 대기의 대부분을 제거하고, 최대 480°C(753.15K)의 표면온도를 감소시켜야 한다.[41][42] 금성의 극단적인 온도는 짙은 대기로 인한 온실 효과 때문이기에, 이 두 가지는 서로 밀접하게 연관되어있다. 대기의 탄소를 제거할 경우, 온도문제 역시 해결될 것이다.
금성의 대기에는 현재 산소가 거의 없으므로, 추가적인 단계로 호흡 가능한 O2를 대기 중에 주입하는 것이다. 이러한 과정에 대한 초기 제안은 칼 세이건이 제시한 것으로, 부유하는 광합성 박테리아를 금성 대기 중에 주입하여 CO2를 유기 형태로 환원하고 대기 중 O2 농도를 증가시키는 것을 제안했다.[3] 그러나 이 개념은 1960년대 금성 대기의 압력을 훨씬 낮게 이해한 데 근거한 것이었고, 실제로 금성 대기압(93바)은 초기 추정치보다 훨씬 높기에 세이건의 아이디어는 실행 불가능하며, 그도 나중에 인정했다.[43]
금성을 지구처럼 테라포밍하려면 다음과 같은 절차가 필요하다고 생각된다.[106]
# 500℃에 달하는 기온[107]을 어떤 방법으로든 낮춰야 한다.
#* 금성의 기온은 짙은 이산화탄소에 의한 온실 효과와 지구보다 강력한 태양광이 주된 원인이다.[108]
# 대기의 대부분을 차지하는 고농도의 유독한 이산화탄소를 대기에서 제거하고, 호흡이 가능하도록 산소를 추가해야 한다.
# 자전주기가 지구의 약 243일분으로 매우 길기 때문에, 주야의 사이클이 24시간 정도가 되도록 조정해야 한다.
# 충분한 양의 물을 공급해야 한다.
금성의 테라포밍에는 다음과 같은 방법이 고려되고 있다.
마틴 비치가 언급한 추가 단계에는 행성 대기 중에 물과/또는 수소를 주입하는 것이 포함된다.[2] 이 단계는 CO2를 격리하고 대기의 질량을 줄인 후에 이어집니다. 다른 방법으로 생성된 O2와 수소를 결합하려면 약 4*1019 kg의 수소가 필요하며, 이는 천왕성이나 해왕성과 같은 다른 곳에서 채굴해야 할 수도 있다.[2]
5. 3. 달
지구의 달의 중력은 지질학적 시간 척도에 걸쳐 대기를 유지하기에는 너무 낮지만, 대기가 주어진다면 인간의 수명에 비해 긴 시간 동안 유지될 수 있다.[44][46] 랜디스[45]와 다른 연구자들[46][47]은 따라서 달의 테라포밍이 가능할 것이라고 제안했지만, 모든 사람이 이 제안에 동의하는 것은 아니다.[48] 랜디스는 달에 1 PSI의 순수 산소 대기를 만들려면 약 200조 톤의 산소가 필요하며, 이는 약 50km의 변을 가진 정육면체에 해당하는 양의 달 암석에서 산소를 추출하여 생산할 수 있다고 추정한다. 또는 그는 할리 혜성 크기의 "50~100개의 혜성"의 수분 함량이 "혜성이 달에 충돌할 때 물이 튀어나가지 않는다고 가정할 때" 이 작업을 수행할 수 있다고 제안한다.[46] 마찬가지로 벤포드는 달의 테라포밍에는 "할리 혜성 크기의 혜성 약 100개"가 필요하다고 계산한다.[46]
달은 다른 후보에 비해 지구와의 거리가 비교적 가까우며, 인류가 달 착륙에 성공한 유일한 지구 이외의 천체이기 때문에 유력한 후보 중 하나이다.[114] 달 식민지 건설 계획은 NASA 등에서도 추진하고 있다.[115][116]
5. 4. 수성
수성의 테라포밍은 여러 가지 난관이 예상되지만, 금성의 테라포밍보다는 일부 측면에서 수월할 수 있다.[49] 비록 널리 논의되지는 않지만, 수성 극지방 테라포밍 가능성이 제안되기도 했다.[51]
수성은 자기장이 지구의 1.1%에 불과하고 태양과 가까워 태양풍으로부터 대기를 보호받지 못하면 대기가 빠르게 사라진다.[50] 수성-태양 L₁ 지점에 인공 자기 차폐를 설치하여 태양풍을 막는다면, 수성의 자기장 강도가 자체 유지 가능한 수준까지 증가할 수 있을 것이다.
화성보다 훨씬 작지만, 수성은 밀도가 높아 탈출 속도가 화성보다 약간 낮으며, 자기권이 있다면 수백만 년 동안 질소/산소 대기를 유지할 수 있다. 1기압을 제공하려면 약 1.1×1018 킬로그램의 기체가 필요하다.[51] 외태양계에서 물을 가져와 광촉매성 먼지로 산소와 수소로 분해하고, 수소는 우주로 날려보낼 수 있다. 0.2~0.3 바의 산소 압력에서 대기는 호흡 가능하며, 질산염이 있다면 식물 성장을 위해 질소를 추가할 수 있다.
평균 온도가 약 159°C이므로 온도 관리가 필요하지만, 극지방의 수백만 평방킬로미터는 평균 온도가 0~50°C이다. 행성 반사율을 높이면 서식 가능 지역이 넓어질 수 있다. 로이는 태양 돛으로 태양광을 반사하여 수성의 태양 플럭스를 지구 수준으로 낮추면 온도를 더 관리할 수 있다고 제안하며, 면적이 1제곱킬로미터인 태양 돛 1600만~1700만 개가 필요하다고 계산했다.[46]
비치는[49] 수성 테라포밍은 동물이나 식물이 존재하기 어렵다고 보았으며, 테라포밍 후 주된 용도는 광물 채굴원이 될 것이라고 제안한다.[51]
5. 5. 기타 천체
테라포밍의 가능성이 있는 천체로는 달, 수성, 타이탄, 칼리스토, 가니메데, 엔셀라두스, 세레스, 화성 등이 있다.[140][141] 하지만 대부분은 대기를 붙잡아둘 수 있을 만큼의 질량이나 중력이 충분하지 않다. 또한 달과 수성을 제외하면 태양으로부터 너무 멀리 떨어져 있어, 온도를 충분히 높이기가 어렵다.
수성의 극지방 테라포밍, 토성의 위성인 타이탄은 지구와 비슷한 대기압과 풍부한 고체 상태의 물, 질소 등의 이점을 가지고 있다는 점. 목성의 위성인 유로파, 가니메데, 칼리스토 또한 물이 풍부하다는 점이 거론된다.[54][55]
목성이나 토성의 큰 위성들(유로파, 가니메데, 칼리스토, 엔켈라두스, 타이탄)과 왜행성 케레스는 부분적 또는 준 테라포밍이 가능한 후보이다. 이 위성들은 얼음으로 덮여 있어 가열하면 수증기, 암모니아 등의 기체로 된 대기가 형성될 수 있다.[54][55] 목성 위성의 경우, 방사분해를 통해 수증기가 수소와 산소로 분리되어 산소 대기를 형성할 수 있다.[54] 토성 위성의 경우, 궤도 거울을 이용해 광분해를 일으켜 수증기를 분리할 수 있다.[55] ''니트로소모나스'', ''슈도모나스'', ''클로스트리디움''과 같은 박테리아를 도입하여 암모니아를 질소로 전환하면 지구와 같은 질소-산소 대기를 만들 수 있다.[54][55]
하지만 위성 테라포밍에는 많은 양의 얼음과 낮은 중력이라는 과제가 있다.[54][55] 얼음이 모두 녹으면 위성 전체를 덮는 깊은 바다가 생길 수 있고, 낮은 중력은 대기 탈출과 인체 건강 문제를 일으킬 수 있다.[45][54][55]
달은 지구와의 거리가 가깝고 인류가 착륙에 성공한 유일한 천체이기에 유력한 후보 중 하나이며,[114] 달 식민지 건설 계획이 추진되고 있다.[115][116] 목성의 위성 이오는 액체 상태의 물이 존재하지만, 목성의 방사선대 중심에 위치하여 인류 생존이 어렵다.[117][118][119]
6. 패러테라포밍 (부분지구화)
'''패러테라포밍'''(Paraterraforming) 혹은 '''부분지구화'''는 행성에 돔으로 이루어진 거주할 수 있는 시설물을 건축하여, 그것이 결국 행성에서 사용하고자 하는 지역의 대부분을 뒤덮도록 하는 것이다.[142] 투명한 지붕으로 이루어진 시설물을 건설하여, 지표면에서 수km 이상의 숨 쉴 수 있는 대기와 기압을 유지하도록 만든다. "세계 주택" 개념으로도 알려진 파라테라포밍은 행성의 대부분의 사용 가능한 지역을 아우르는 거주 가능한 울타리를 건설하는 것을 포함한다.[70]
패러테라포밍의 제안자들은 1960년대까지 알려진 기술로도 건설이 가능하다고 주장한다. 리처드 테일러는 월드 하우스가 1960년대 이후의 과학기술로 건설 가능하다고 주장하고 있다.[109]
바이오스피어 2 프로젝트에 따라 지구상의 환경을 재현한 돔이 건설되었다. 하지만 이 프로젝트는 건설 및 운영에 어려움이 있었다.
패러테라포밍은 전통적인 테라포밍에 비해 몇 가지 장점을 가지고 있다. 우선 투자자에 대한 즉각적인 자금회수를 보장한다. 돔으로 된 도시는 작은 지역으로 시작하지만, 그 지역은 처음부터 거주가 가능하기 때문에 빠른 이용이 가능하다. 또한 이러한 방식은 모듈식의 접근을 허용하기 때문에, 빠른 인구성장 등으로 필요한 지역에 맞춤화된 개발을 할 수 있다. 마지막으로 화성과 같은 행성에 지구와 같은 대기압을 만들기 위해 추가할 대기의 양이 크게 감소한다. 이러한 방식으로 소행성과 같이 자체적으로 대기를 유지하지 못하는 천체에 거주할 수 있는 환경을 만들 수 있다.
패러테라포밍에는 시설물의 건설 및 유지보수에 엄청난 자금이 필요하다는 단점이 있다. 또한 완전히 독립적인 물의 순환을 일으키기 어려운데, 높은 지붕을 이용한 강우를 만든다고 하더라도 농업 등에 사용하기에는 비효율적이다. 추가비용은 자동화된 제조 및 수리 메커니즘으로 감소시킬 수 있을 것이다. 패러테라포밍에 이용하는 돔형 시설은 중대한 사고가 발생할 경우 더욱 민감하게 반응하게 되는데, 이러한 위험은 구획화 등의 안전조치에 의해 줄어들 수 있다.
패러테라포밍은 행성 전역에 대기를 형성하는 방식이 아니기 때문에, 유성 등이 대기권에서 불타 없어지지 않고 지표에 도달하므로, 유성에 의한 피해가 우려되기도 한다.
“월드 하우스(World House)”라고도 불리는 개념으로, 행성 표면에 인간이 거주할 수 있는 거대한 울타리를 건설하고, 그것을 점차 확장하여 결국 행성의 대부분을 둘러싸도록 성장시키는 방법이 있다. 이것은 “파라테라포밍(パラテラフォーミング)”이라고도 불린다. “파라(パラ)”는 “모의적인(擬似的)”이라는 의미이다. 울타리는 일정한 간격으로 세워진 타워와 케이블, 투명한 지붕으로 구성되며, 그 표면은 고도 1km 이상에 달하고, 내부는 호흡할 수 있는 대기로 채워진다.
파라테라포밍의 잠재적 목표에는 수성, 달, 세레스 및 가스 행성의 위성이 포함된다.[71]
7. 윤리적, 경제적 문제
7. 1. 윤리적 문제
생물학 및 생태학 내에서는 다른 세계의 테라포밍이 윤리적인 노력인지에 대한 철학적 논쟁이 있다. 우주중심 윤리의 관점에서 볼 때, 이것은 인간 생명 보존의 필요성과 기존 행성 생태계의 고유한 가치를 균형 있게 고려하는 것을 포함한다.[78] 루시안느 워코위츠(Lucianne Walkowicz)는 테라포밍을 "행성 규모의 채굴 작업"이라고까지 부르기도 했다.[79]테라포밍 옹호 측에서는 로버트 주브린(Robert Zubrin), 마틴 J. 포그(Martyn J. Fogg), 리처드 L. S. 테일러(Richard L. S. Taylor), 그리고 고(故) 칼 세이건(Carl Sagan)과 같이 지구상에서 생명체가 주변 환경을 변화시킨 역사의 연장선상에서 다른 세계를 인간의 삶에 적합하게 만드는 것이 인류의 도덕적 의무라고 믿는 사람들이 있다.[80][81] 또한 그들은 자연의 섭리대로라면 결국 지구는 파괴될 것이므로, 인류는 다른 세계를 테라포밍하거나 모든 지구 생명체를 멸종시키는 매우 장기적인 선택에 직면해 있다고 지적한다. 완전히 불모의 행성을 테라포밍하는 것은 다른 생명체에 영향을 미치지 않으므로 도덕적으로 잘못된 것이 아니라고 주장한다.
반대 주장은 테라포밍이 자연에 대한 비윤리적인 간섭이 될 것이며, 인류가 지구를 대우해 온 과거를 고려할 때 다른 행성들은 인간의 간섭 없이 더 나을 수 있다고 주장한다. 그럼에도 불구하고 크리스토퍼 맥케이(Christopher McKay)와 같이 중간 입장을 취하는 사람들도 있다. 그는 외계 행성에 생명체가 존재하지 않는다는 것을 완전히 확신한 후에야 테라포밍이 윤리적으로 건전하다고 주장한다. 하지만 만약 생명체가 존재한다면, 우리는 그것을 우리 자신의 용도에 맞게 바꾸려고 해서는 안 되며, 인공적으로 외계 생명체를 육성하고 번성하며 공진화하거나 심지어 인간과 공존하도록 환경을 조성해야 한다고 주장한다.[82] 가장 엄격한 생태중심주의자들에게조차 이것은 일종의 테라포밍으로 간주될 것이며, 그들은 모든 생명체는 자신의 서식권에서 외부 간섭 없이 진화할 권리가 있다고 말할 것이다.
7. 2. 경제적 문제
테라포밍과 같은 행성 프로젝트의 초기 비용은 막대하며, 관련 인프라는 처음부터 구축해야 한다.[83] 이러한 사업은 현재 기술로 개발되지 않았을 뿐만 아니라, 재정적으로 실행 가능하지도 않다.[83] 존 힉먼(John Hickman)은 테라포밍을 위한 현재의 계획 중 대부분이 경제적 전략을 포함하지 않으며, 대부분의 모델과 예상은 매우 낙관적인 것으로 보인다고 지적했다.[83]8. 대중문화 속 테라포밍
테라포밍은 공상과학에서 흔히 볼 수 있는 개념으로, 텔레비전, 영화, 소설에서부터 비디오 게임에 이르기까지 다양하게 등장한다.[84]
공상과학에서 관련된 개념으로는 제노포밍이 있는데, 이는 외계인이 지구 또는 다른 행성을 자신의 필요에 맞게 바꾸는 과정으로, 이미 H.G. 웰스(H.G. Wells)의 고전 작품인 ''우주 전쟁''(1898)에서 언급된 바 있다.[85]
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- 『더 유니버스～우주의 역사～』「【테라포밍】행성 지구화 계획」(히스토리 채널)
- BBC 셀렉션『미래과학으로의 초대』제4회「행성으로의 이주」(BBC)
- 『테라포밍 우주 콜로니의 실현』(디스커버리 채널)
- 사이언스 월드『지구 이주화 계획』(내셔널 지오그래픽(텔레비전 채널))
- 올라프 스테이플던 『마지막이자 최초의 인류』
- 프랭크 허버트 『듄』 시리즈
- 아서 C. 클라크 『화성의 모래』、『2061년 우주 오디세이』
- 레이 브래드베리 『화성 연대기』
- 김 스탠리 로빈슨 『붉은 화성』、『푸른 화성』
- 그레그 비어 『하늘의 재앙』 - 목성의 위성이오의 얼음을 금성과 화성으로 이동시켜 대기를 만드는 테라포밍이 이루어진다.
- 로버트 L. 포워드 『화성의 무지개』
- 모리오카 히로유키 『성계의 문장』 시리즈
- 타카치호 하루카 『크래셔 조』 시리즈
- 카와마타 치아키 『화성인 선사시대』
- 아라마키 요시오 『빅 워즈』
- 타니 코슈 『판도라』
- 후지사키 싱고 『크리스탈 사일런스』
- 우에다 사유리 『화성 다크 발라드』(파라테라포밍)
- 스미자와 카츠유키 『신기동전기 건담 W Frozen Teardrop』
- 幸村誠 『플라네테스』
- 天野こずえ 『ARIA』、『AQUA』
- あろひろし 『운계의 여행자』
- 星野之宣 『2001야 이야기』
- 安彦良和 『비너스 전기』
- 樹なつみ 『수왕성』
- 木城ゆきと 『총몽』『총몽 화성전기』(파라테라포밍)
- 永井豪 『마징사가』
- アキヨシカズタカ 『쌍월무녀』
- 塚本俊昭 『제2지구 탄생』
- 萩尾望都 『스타 레드』
- 筒井百々子 『화성에 바치는 듀엣』
- 石渡治 『II -츠바이-』
- 菅原雅雪 『효성기』
- 松本零士 『은하철도 999』 화성, 타이탄, 명왕성이 테라포밍되어 있다.
- 手塚治虫 『철완 아톰』 - 반대로 지구가 외계인이 사는 행성과 같은 환경으로 개조될 위기에 처한다. 『캡틴 켄』 테라포밍된 화성이 무대이다.
- 貴家悠・橘賢一 『테라포머즈』 - 화성에 바퀴벌레와 조류를 번식시켜 테라포밍하고, 번식한 바퀴벌레는 인간의 모습으로 진화한다.
- ひおあきら 『사일런트 워리어』 - 반대로 지구가 적대적인 외계인이 사는 행성과 같은 환경으로 개조될 위기에 처한다.
- 『宇宙戦艦ヤマト』 - 반대로 지구가 적대적인 외계인이 사는 행성과 같은 환경으로 개조될 위기에 처한다.
- 『宇宙戦艦ヤマトIII』
- 『宇宙戦艦ヤマト2199』 - "가밀라스 포밍"이라고 부른다. 또한, 본편 시작 이전에 화성의 일부를 테라포밍하여 알카디아 시티라는 도시를 건설했다.
- 『은하철도 999』
- 『인터스텔라』
- 『ヴイナス戦記』
- 『エイリアン2』
- 『ガルフォース』
- 『ダロス』
- 『스타트렉 II 칸의 분노』、『스타트렉 III 미스터 스팍을 찾아서』 - 작중에서 "제네시스 계획"이라고 부른다.
- 『토탈 리콜 (1990년판)』
- 『무인행성 서바이브』
- 『톱을 노려라! 2』
- 『구조전사 나노세이버』(패러테라포밍)
- 『닌자전사 토비카게』
- 『레드 플래닛』
- 『미션 투 마스』
- 『제3의 선택』(모큐멘터리)
- 『행성 대괴수 네가돈』
- 『반드레드』
- 『울트라맨 다이나』
- 『화려한 춤의 축제 더 마스 데이브레이크』
- 『Z.O.E Dolores, i』
- 『히로익 에이지』 - 최종화에서 화성의 테라포밍을 하는 장면이 묘사되어 있다.
- 『맨 오브 스틸』
- 『클래스룸☆크라이시스』
- 『게터로보 아크』 - 애니메이션판 오리지널로 테라포밍된 화성에 파충류 인류가 이주해 있다.
- 알렉산더 윈(Alexander Winn) 『테라제네시스(TerraGenesis)』
- 메트론(メトロン) 『정크메탈(JUNKMETAL)』
- 스퀘어 에닉스(スクウェア・エニックス|スクウェア) 『제노기어스(ゼノギアス)』
- 반다이 남코 엔터테인먼트(バンダイナムコエンターテインメント|ナムコ) 『제노사가 시리즈(ゼノサーガシリーズ)』
- 남코(ナムコ) 『졸기아의 공격(アタック・オブ・ザ・ゾルギア)』
- 스퀘어 에닉스(スクウェア・エニックス) 『파이널 판타지 IX(ファイナルファンタジーIX)』
- 1C 컴퍼니(1C) 『페리미터(PERIMETER)』
- 맥시스(マクシス) 『심어스(シムアース)』
- 맥시스(マクシス) 『스포어(Spore)』
- 고가도 스튜디오(工画堂スタジオ) 『화성 계획(火星計画)』 시리즈
- 나그자트(ナグザット)(개발: 컴파일(コンパイル (企業)|コンパイル)) 『스프리건 마크2(スプリガン mark2)』
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