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무중력 우주에서 신체 변화

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무중력 우주에서 신체 변화

2001.05.31 10:32
지난 6일 최초의 우주관광객 데니스 티토가 지구에 무사히 귀환하면서 우주관광이 현실로 다가왔다. 그러나 우주관광이 현실화되기 위해서는 돈보다 먼저 해결해야 할 문제가 있다. 바로 여행자의 건강 문제. 인체는 중력이 줄어든 우주에서 어떤 변화를 겪을까. ▽운동 감각 둔화돼= 자세를 잡거나 운동을 할 때 균형을 유지하는 것은 귀 안쪽(內耳)에 있는 반고리관 덕택. 멀미를 할 때나 술에 취하면 반고리관이 제대로 작용하지 못해 비틀거리게 된다. 이밖에 근육과 힘줄, 관절과 피부의 통각세포도 몸의 움직임을 인식한다. 이 기관들은 지구의 중력이 맞게 적응돼 있어 갑자기 중력이 줄어들면 받아들이는 감각 신호들 또한 달라진다. 그 결과 뇌에서 지시를 내려도 얼마만큼 움직여야할지 알지 못하고 심하면 좌우가 뒤바뀌는 듯한 환상을 경험하기도 한다. ▽허리 줄고 얼굴 커져= 지구에서는 머리에서 발끝까지 혈압이 다르다. 보통 머리의 혈압은 약 70㎜Hg. 심장은 약 100㎜Hg 그리고 다리는 심장의 두배인 약 200㎜Hg다. 그러나 우주에서는 아래로 당기는 중력이 없기 때문에 몸 안의 혈액이 균등하게 분포하게 돼 혈압이 모두 약 100㎜Hg로 유지된다. 머리의 혈압이 높아짐에 따라 얼굴은 부풀어오르며 허리의 혈액이 가슴으로 이동함에 따라 허리둘레가 약 6∼10㎝ 줄어든다. 양쪽 다리의 혈액도 각각 1/10 정도인 1ℓ가 줄어든다고 한다. 혈액이 상체로 몰리게 되면 심장은 과다한 혈액을 오줌으로 배출하려고 시도한다. 그러나 콩팥의 혈액이 이동할 수 있도록 도와주는 압력이 줄기 때문에 실제 오줌양은 오히려 20%에서 많게는 70% 줄어든다. ▽키 커지나 뼈 근육 약해져= 우주에서는 척추가 중력을 받지 못해 5㎝정도 키가 커진다. 반면 뼈 속의 칼슘은 한달 평균 1% 줄어든다. 뼈에서 줄어든 칼슘이 신체의 다른 곳으로 퍼져나가면 콩팥 결석과 피부의 각질화를 일으킬 수 있다. 또 과학자들은 지구에 돌아온 우주비행사들의 뼈가 잘 부러지는 것도 칼슘이 빠져나갔기 때문일 것으로 추정하고 있다. 중력을 받지 못한 근육에서는 단백질도 빠져나간다. 러시아의 우주정거장 미르에 탑승했던 우주인들은 1년 뒤 약 20%의 근육 단백질이 감소했다고 한다. 단백질 감소는 수축속도가 느린 지근과 접혀진 관절을 펼 때 사용하는 신근에서 더욱 두드러진다. ▽밧줄 매고 달리는 러닝머신= 우주인들은 뼈와 근육의 손상을 막기 위해 정기적인 운동을 한다. 이 때 중력과 같은 효과를 내기 위해 아래로 당기는 번지점프용 밧줄을 몸에 매달고 러닝머신 위를 달린다. 그러나 이러한 러닝머신은 1996년 188일 동안 미르에 탑승했던 미국의 넌 루시드가 "미르에서 가장 불편했던 것은 밧줄을 매고 러닝머신을 달린 것"이라고 말했을 정도로 매우 불편한 장치다. 최근 이 장치를 한국인 대학원생이 획기적으로 개선했다. 캘리포니아 대학 버클리 분교의 장영희씨는 화성의 중력 정도에서 체중의 20%에 해당하는 힘으로 앞으로 당기면 아래로 당기는 줄이 없어도 지구에서 달릴 때와 같은 운동효과를 낸다는 것을 실험을 통해 증명했다. 이 연구결과는 미국 '생체역학지' 5월호에 게재됐다. 우주에서 인간이 겪는 신체변화에 대한 책을 준비중인 이대택 박사(한국체육과학연구원)는 "무조건 달리는 것보다는 특정 근육 부위에 특정 부하를 주는 운동이 우주에서는 더 효과적"이라고 말했다. ◆ 우주에서 신체는 어떻게 반응할까 머리= 전정기관의 혼란으로 방향감각 상실 얼굴= 얼굴이 부풀어오르고 목 정맥이 불거진다. 허리= 둘레=6∼10㎝ 줄어든다. 척추= 키가 5㎝가량 커진다. 콩팥= 신장결석 가능성. 오줌량 감소. 뼈= 한 달만에 질량 1% 감소. 근육= 중력을 받지 못해 퇴화. 다리= 체액이 줄어 움츠러든다. 온몸= 우주방사선에 노출돼 암 유발 가능

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