틴매일경제

챗GPT가 생성한 ‘우주 비행사' 관련 이미지.

SF가 현실로?

영화 '마션'에서는 주인공이 사고로 인해 화성에서 지구로 돌아오지 못하는 상황에 처하게 됩니다. 모두가 주인공이 죽은 줄로만 알고 철수하지만, 그는 홀로 살아남아 동료가 남기고 간 디스코 음악을 들으며 감자를 재배하고, 물을 만들어 내며 화성에서의 생존을 이어갑니다.

그러던 중 지구와의 연락에 성공하고, 결국 극적으로 구조돼 지구로 귀환하게 되죠. 지난 3월 18일(현지시간), 실제로 지구로 돌아오지 못하고 있던 우주비행사 부치 윌모어와 수니 윌리엄스가 미국 플로리다 앞바다에 무사히 착륙했습니다.

이들의 원래 일정은 국제우주정거장(ISS)에 단 8일만 체류하는 것이었지만, 우주캡슐 '스타라이너'의 결함으로 인해 귀환이 몇 달간 지연되었습니다. 우여곡절 끝에 마침내 임무를 마치고 지구로 돌아온 것이죠. 영화에서나 볼 법한 일이 현실로 일어난 순간이었습니다.

우주에서 우주비행사들의 몸은 어떻게 변화할까요?

그렇다면 이 우주비행사들의 몸에는 그동안 무슨 일이 일어났을까요? 우주 환경의 대표적인 특징은 바로 중력이 거의 없다는 점인데요. 이를 '미세중력' 상태라고 합니다. 지구에서는 중력에 맞서 몸을 지탱하느라 골격근에 지속적으로 힘이 가해집니다.

하지만 우주에서는 중력의 영향이 거의 없기 때문에 근육이 덜 사용되면서 위축되고 기능이 저하됩니다. 지구에서는 60세 이상의 나이에서 생기는 '근감소증'과 유사한 현상이 우주에서는 실제로 단 며칠 만에 발생할 수 있는 것이죠. 근육은 온몸에 존재하기 때문에 손가락, 발가락 힘까지 약해질 수 있습니다.

우주의 미세중력 상태는 심혈관계 질환에도 영향을 끼칩니다. 우주에서는 심장 근육 또한 위축돼 심장의 크기가 줄어들고 기능이 저하됩니다. 중력이 거의 없으니 혈액이 신체 위쪽으로 이동해 혈압이 높아지기도 하죠. 유럽우주국(ESA)은 이러한 변화를 연구하기 위해 '침대 실험'을 진행한 적이 있습니다.

참가자들은 머리 쪽이 6도 아래로 기울어진 침대에서 60일 동안 생활했는데, 이는 우주에서 혈액이 신체 위쪽으로 몰리는 현상을 재현하기 위한 실험이었습니다. 이러한 연구를 통해 우주 환경에서 인체가 겪는 변화를 이해하고, 그에 대한 대비책을 마련하고자 한 것이죠.

이처럼 혈압이 상승하면 몸에 어떤 변화가 일어날까요? 혈액과 체액이 머리 쪽으로 쏠리면서 얼굴, 눈, 더 나아가 시력에도 영향을 미칠 가능성이 큽니다. 이를 바로 '우주 시력 장애'라고 합니다.

NASA에 따르면 7일 정도 우주에서 머물 경우 눈의 압력이 92%까지 증가한다고 하는데요. 이로 인해 안구 뒤쪽 압력이 증가함에 따라 시신경 부종을 유발하고 안구 길이가 짧아져서 원시가 심해지거나 시야가 좁아지고, 색감을 구별하는 능력이 저하될 수 있습니다.

우주에서 벌어지는 신체 변화, 알아야 하는 이유는?

첫째로, 우주에서의 신체 변화 연구는 지구에서 발생하는 질환을 예방하고 치료하는 데에도 도움을 줄 수 있어요. 예를 들어 우주에서 발생하는 근감소증과 골밀도 감소 현상을 연구하면서, 고령층이나 장기 입원 환자들이 겪는 근감소증과 골다공증을 예방하고 치료하는 방법을 찾을 수 있습니다.

또 현대 사회에서 스마트폰 사용이 증가하면서 시력 저하와 안압 상승이 흔한 문제가 되고 있지요. 우주 환경에서 발생하는 시력 장애 연구가 이러한 문제를 예방하고 치료하는 데 도움을 줄 가능성이 있습니다.

둘째로, 우주비행사들의 우주 탐사 준비를 돕고 우주 체류 기간을 늘려 더 다양한 연구와 실험을 수행할 수 있도록 합니다. 향후 인류가 달이나 화성에 장기간 체류할 계획을 세울 때에도 이런 연구가 필수적인 것이죠. 이런 연구가 지속적으로 발전하면 언젠가는 인류가 우주의 한 행성에 관광지를 만들어 자유롭게 여행하고 거주할 수 있는 사회가 오지 않을까요?

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미세중력

중력이 거의 없는 상태로, 우주환경의 대표적 특징

침대 실험

유럽 우주국(ESA)이 실행한 우주환경을 재현한 실험

우주 시력 장애

우주에서 안압이 증가함에 따라 생기는 증상