[우주생명과학 시리즈 17] 장기간 우주 체류를 가능하게 할 인공중력 기술

최인호 인증된 계정 · 우주생명과학 연구자
2024/08/11
미래 우주 시대를 활짝 열려면 무부하 상태에서 발생하는 뼈소실과 근위축을 비롯한 의과학적 문제들을 선결해야 합니다. 무엇보다 화성 탐사와 같은 장거리/장기간의 왕복 임무를 완수하려면 신체에 나타날 근본 문제들을 반드시 해결해야 할 것입니다. 이에 NASA와 ESA를 비롯한 각국 우주 기구들은 운동 체계 및 다양한 약제 활용에 거의 모든 역량을 기울이고 있습니다. 그러나 앞선 연재에서 보았듯, 지구 환경을 떠난 상태에서는 운동+약리적 요법이 신체기능 유지에 충분치 못하다는 결과들을 밝히고 있습니다. 따라서 장기간 우주 체류를 위한 근본 대안으로 인공중력(artificial gravity) 기술을 개발하려는 계획이 국제적 협력 하에 적극 모색되고 있는 상황입니다 (그림 1,2).[1-4]
그림 1. 인공중력 유도를 위한 원심기의 기본 개념. (A) 질량이 비교적 작은 동물이나 식물에게 원심력을 가해주며 골격-근 강화, 심혈관 기능, 줄기-뿌리 생장 등의 연구에 사용되는 작은 규모의 원심기. (B – C) 원심기의 기본구조와 원심력 계산 방식. 자료: https://www.nasa.gov/ames/space-biosciences/centrifuge-facilities/
마이크로중력 환경에서 인공중력을 제공해 줄 수 있다면 우주인의 신체 여건(신경-근-골격, 심혈관 기능 등)을 목적지의 중력에 맞춰 대비하도록 하중 부하(weight loading) 세기를 조정할 수 있을 것입니다.[3,4] 가령, 화성 탐사의 경우 인공중력을 0.38G 수준으로 맞추고, 지구로 귀환할 때는 1G로 조정한다는 것입니다. 이 같은 맞춤형 인공중력 조정이 가능하다면 궁극적으로 목적지의 지상 활동에 신체 조건을 최적화할 수 있을 뿐만 아니라 적정 인공중력 발생에 따른 연료 소모율도 최소화할 수 있을 것으로 기대됩니다.
 
인공중력 유도를 위한 가장 단순한 개념은 원심력(centrifugal force)을 이용하...
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인류는 육상, 해양, 항공 시대를 거쳐 우주 시대로 나아가고 있습니다. 근거리 우주과학기술 발전을 지속하며 달 탐사를 이루었고, 이제 화성 유인시대를 향해 나아가고 있습니다. 이 모든 활동에는 지구 생명과 인간이 그 중심에 있습니다. 우주생명과학은 인류의 미래 우주개척 시대에 핵심적인 학술적 기반을 제공할 것입니다. 앞으로 이 분야에 대해 다양한 자료와 함께 지속적이고 흥미진진하게 소개하고자 합니다. 우주생명과학에 많은 관심 가져 주시기 바랍니다.
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