장기간 우주여행, 인체는 견딜 수 있을까

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지금까지 화성에 인류를 보내려는 계획이 발표되는 등 지난 40년 동안 정체되어 있었던 인류의 우주 진출 계획이 연이어 나오고 있다. 하지만 달을 넘어 먼 천체까지 도착하려면 몇 년에 걸친 우주 여행이 필요하다. 이런 우주 공간에서 인체에 일어나는 영향이나 해결 방법에는 어떤 게 있을까.

이미 장기간 우주 체류를 하면 인체에 심각한 영향이 나타나는 것으로 알려져 있다. 미세 중력 환경에 노출되면서 뼈나 근육이 퇴화된다는 사실만 해도 그렇다. 지상보다 방사선량이 많은 환경에 노출되어 있기 때문에 미지의 변화가 인체에 발생할 수 있는 건 물론.

이런 상황에서 몇 년에 걸친 우주 공간에서의 생활에 인체가 적응할 수 있을지가 문제다. 인간을 포함한 생물은 원래 다양한 환경에 적응하는 능력을 갖추고 있다. 이런 적응력 덕분에 생물은 지구상에서도 더운 곳이나 추운 곳, 공기층이 얇은 고지에서도 살아갈 수 있는 것이다.

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예를 들어 평소에는 저지대에 살던 사람이 갑자기 높은 산에 오르면 문제가 발생한다. 공기 중 산소가 적기 때문에 호흡에 장애가 일어날 뿐 아니라 혈중 적혈구가 너무 빨리 증가해 혈액 흐름을 방해하는 문제가 발생한다. 고산병 같은 것도 이런 문제 가운데 하나다.

하지만 평소 높은 고원에서 살던 사람은 같은 환경에서 문제가 없다. 오랜 시간에 걸쳐 몸이 환경에 적응한 것이다. 여러 세대에 걸쳐 특정 환경에 살면 유전자 수준에서 환경에 적응하는 것이다. 하지만 이런 변화는 수백 년이나 수천 년 혹은 더 긴 시간을 필요로 한다.

문제는 이제 우주로 나가려는 인류에게 이럴 시간이 없다는 것이다. 따라서 과학의 힘을 빌려 적응력을 인공적으로 만들어내려는 생각을 하는 것이다. 생물 유전자를 인위적으로 조작하는 유전자 공학을 이용해 신체 특징에 변화를 가하려는 것.

예를 들어 우주에선 지구보다 강한 방사선이 난무한다. 지구상에 살고 잇는 상태라면 지구 대기 등이 방사선을 약화시키기 때문에 특별한 보호가 필요 없다. 하지만 방사선을 차단해주는 지자기 같은 게 없는 우주 환경에서 생물은 강한 방사선에 노출된다.

만일 방사선을 해로운 것에서 사용할 수 있는 것으로 바꾸는 패러다임의 변화가 일어나면 어떻게 될까. 예를 들어 생물 대부분은 태양으로부터 자외선을 받으면 검은 색소인 멜라닌이 생성된다. 이는 DNA를 자외선으로부터 보호하기 위한 것이다.

미생물에 이 색소를 이용해 방사선을 화학적 에너지로 변환하기도 하는데 유전자 공학을 통해 인체에도 이 능력을 갖출 수 있게 한다면 정반대의 변화를 기대할 수 있다. 화학적 에너지를 이용해 DNA를 보호하는 구조를 갖추면 방사선 문제는 해결할 수 있다는 것이다. 다만 신의 영역으로 불리는 유전자에 손을 대는 건 안전이나 윤리적 논란을 불러일으킬 수 있다. 이 문제를 해결하려면 시간이 더 걸릴 것으로 보인다.

방사선 문제 외에 우주의 미소중력 공간도 인체에 영향을 미친다. 지구 표면 중력은 1G다. 이에 비해 달은 0.17G, 목성은 2.5G로 중력이 작용한다. 이에 비해 주위에 천체가 없는 우주 공간의 중력은 0.000001G에 불과하다. 무중력이라고 부를 수 있는 상태다.

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이런 환경이 되면 인체의 뼈와 근육에 부담이 줄어든다. 지상에선 중력과 같은 힘으로 손상된 뼈 세포는 자연적으로 재생되고 강한 조직이 만들어진다. 하지만 중력이 거의 없는 우주에선 뼈에서 칼슘이 빠져 근육이 줄어든다.

이럴 때 가능한 건 세포 기능을 인공적으로 다시 만들어 뼈와 근육 재생을 촉진하는 물질을 평소보다 많이 분비해 우주 공간에서도 튼튼한 몸을 유지할 수 있게 하는 것이다. 또 유전자 공학을 이용해 중력이 약해지면 재생 물질을 많이 분비하는 변화를 추가하는 걸 생각할 수도 있다.

지금까지 예로 든 방사선이나 중력 문제는 우주 공간에서 발생할 문제 중 극히 일부일 수 있다. 현재 윤리나 안전 논의가 필요하지만 앞으로 인류가 직면하게 될 우주 환경은 유전자 공학과 세포 공학 등이 많은 문제를 해결할 방법 중 하나로 여겨지고 있다. 가까운 미래 인류가 이런 기술을 이용해 우주로 나간다는 현실적인 시나리오가 나올 수도 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.

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IT전문 매체 기고와 마이크로소프트웨어의 편집장, 발행인으로 활동하는 등 IT 매체에서 잔뼈가 굵은 SW 및 IT전문가. 메이커를 위한 온라인 매체 Make Square(www.makesquare.net) 편집장을 맡고 있다.

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