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우주체류 기록은 러시아가 선두, 최장 기록 879일

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우주체류 기록은 러시아가 선두, 최장 기록 879일

2016.03.01 18:00
미국 우주인 스콧, 1일 지구 귀환… 우주서 340일 머물러 미국인 최장 기록

 

미국 우주인 스콧 켈리가 국제우주정거장에 머무르려 촬영한 사진 - 미국항공우주국 제공
미국 우주인 스콧 켈리가 국제우주정거장(ISS)에 머무르던 당시 촬영한 사진. - 미국항공우주국(NASA) 제공

미국 우주인 역사상 최장 기간 우주 공간에 머무른 우주인 스콧 켈리가 1일 총 340일의 우주 생활을 마치고 지구에 귀환했다. 1년 가까운 시간을 우주에서 보내고 돌아온 셈이다. 켈리가 귀환하면서 세계 각국의 장기 체류 우주인에 대한 관심이 높아지고 있다. 우주인들이 세운 각종 체류 기록을 소개한다.

 

● 우주 장기 체류 분야 러시아가 선두

 

우주 체류에서 세계 최장 기록은 러시아 우주인 발레리 폴랴코프가 갖고 있다. 그는 옛 소련의 국제우주정거장 미르(Mirr)에서 총 437일 18시간을 머물렀다. 당시 재정 압박이 심하던 소련은 우주인을 귀환시킬 우주선을 자주 발사하기 어려워 체류 기간을 길게 잡았고 그 덕분에(?) 최장 기록이 탄생했다.

 

우주에 가장 많은 시간을 머문 우주인, 즉 개인 통산 체류 시간 역시 1위는 러시아 우주인이 차지했다. 겐나디 파달카다는 지난해 9월 12일 지구로 돌아올 때까지 총 6차례 우주 비행을 수행했고, 통산 879일을 우주에서 머물렀다.

 

파달카다는 지난해 지구로 귀환하면서 국제우주정거장(ISS) 지휘관 임무를 켈리에게 인계한 인연이 있다.

 

이 밖에 러시아 우주인 세르게이 크리칼료프 역시 통산 800일이 넘는 우주 체류 기록을 세웠고, 미르 시절부터 국제우주정거장 초창기까지 큰 기여를 한 인물로 남아 있다. 그는 마지막 우주 임무 수행 시에도 168일 동안 우주정거장에서 살았다.

 

이번에 귀환한 미국의 켈리는 미국 우주인으로는 개인 통산 체류 기록에서도 1위를 차지했다. 켈리는 과거에도 180일 가량 우주에 머문 바 있어 생애 통산 520일 기록을 세웠다.

 

미국과 러시아 이외의 다른 나라는 우주인 장기 체류 프로그램을 시행하지 않고 있다. 다만 일본이 연구 차원에서 장기 체류 우주인을 드물게 우주로 올려 보내고 있다.

 

일본의 최장 기간 체류 우주인은 2015년 7월 우주로 올라간 유이 키미야(油井亀美也) 연구원이다. 그는 지난해 7월 15일 카자흐스탄 바이코누르 우주기지에서 출발해 5개월 동안 국제우주정거장에 머물렀다. 

 

유이는 항공 자위대 테스트 파일럿 출신으로 역대 최고령 비행사 후보로 선발됐다. 그는 일본에서 자위대 출신 우주비행사로는 처음이라는 기록도 갖고 있다. 유이는 국제우주정거장에 머무는 동안 암흑물질 검출을 목표로 관측 장비를 설치하고 과학 실험을 진행했다.

 

우주 개발에 적극적인 중국은 독자적인 우주정거장 텐궁(天宮)을 건설하고 있으며, 국제우주정거장에서 장기 체류 활동은 벌이지 않고 있다. 중국은 2022년까지 텐궁을 완공한 뒤 장기 체류 프로그램을 진행할 계획이다.


● 뼈, 근육 약해지고 심장모양 마저 변해

 

우주 장기 체류에 관심을 갖는 이유는 인류의 우주 진출 가능성 때문이다. 언젠가 화성을 비롯한 먼 우주까지 탐험을 떠날 때 건강상 문제가 있는지 미리 파악하고 대비하기 위해서다.

 

우주 공간에서는 중력이 사라지면서 인체가 많은 변화를 겪는다. 당장은 혈압이 변한다. 지구에서는 중력이 있기 때문에 신체 부위별 혈압이 제각각 다르지만, 우주에서는 몸 전체 혈압이 100㎜Hg 정도로 유지된다.

 

이 때문에 얼굴 혈압이 지상에서보다 상승해 붓고, 심장 아래에 위치한 하반신은 반대로 피가 부족해진다. 허리 둘레는 6∼10㎝ 감소하며, 다리를 순환하는 혈액량이 10%가량 줄어든다. 무중력 때문에 척추와 관절 사이의 간격도 늘어나 평균적으로 키가 2.5∼5㎝가량 커진다.

 

단기간이라면 큰 문제가 없지만 장기간 우주에 체류할 경우 대비책을 세워야 한다. 무거운 물체를 들거나 체중을 유지할 필요가 없어진 인체는 뼈나 근육을 에너지로 사용한다. 뼈에서는 칼슘이, 근육에서는 단백질이 빠져나간다. 한달 평균 감소량은 칼슘 1%, 단백질 2% 수준으로 알려져 있다.

 

높은 혈압 때문에 눈에서는 시력 저하 증상이 나타나고, 이뇨 작용을 돕는 압력이 떨어져 콩팥 기능도 약해지기 때문에 소변의 양이 20∼70% 줄어 든다. 신장 결석이 생길 우려도 있다. 전체적으로 면역력도 떨어지는 걸로 나타났다.

 

지난해 미국항공우주국(NASA) 연구에 따르면 우주 공간에 장기간 머물 경우 심장 모양이 점점 동그랗게 변하는 것으로 밝혀졌다. NASA는 우주 비행사 12명을 대상으로 추적 조사를 실시했다. 초음파 장치를 사용해 우주로 출발 전, 국제우주정거장에 머무는 기간, 지구에 귀환한 후 등 총 세 번 심장의 형태를 촬영하고 비교 했다. 그 결과 우주 공간에 머무르면 심장의 모양이 차츰 둥글게 바뀐다는 사실을 알아냈다.

 

연구진은 그 이유로 인체가 무중력에 적응하면서 심장 근육도 수축되기 때문인 것으로 추정했다. 지구에서처럼 중력의 반대 방향으로 전신에 혈액을 순환 시킬 필요가 없어진 만큼 근육이 서서히 쇠약해지고 모양도 둥글게 바뀐 것이다.

 

NASA 측은 “심장의 모양 변화는 우주 체류 중에 일시적으로 나타나는 현상이며, 지구로 귀환 한 후 원래의 형태로 되돌아 간다는 사실을 확인했다”며 “다만 장기적으로 반복되면 건강에 미치는 영향이 좋을 수는 없다”고 밝혔다.

 

이런 문제를 막기 위해 우주인들에게 운동은 필수 일과다. 우주인은 탄력이 있는 고무벨트 등으로 신체를 아래쪽으로 잡아 당긴 다음 달리기를 한다. 심폐기능과 팔다리 근력을 유지하는 것만으로도 골다공증이나 근육 약화를 상당부분 막을 수 있기 때문이다.

 

이번에 우주에서 귀환한 스콧도 건강 검진을 받을 계획이다. 그는 무중력 상태에서도 골밀도와 시력, 심장과 혈액 검사를 받았다. 기분이나 스트레스, 인지 능력 등 정신의학 검사도 받은 걸로 알려졌다.

 

같은 시간 지구에서는 그의 쌍둥이 형제 마크가 동일한 검사를 받았다. 두 사람이 우주와 지상에서 동일한 독감 백신을 투여 받은 만큼 면역 시스템이 우주와 지구에서 각각 어떻게 작동하는지 확인할 수 있을 전망이다.

 

스캇이 300일 우주체류 기록을 받으며 기념사진을 촬영했다 - 미국항공우주국 제공
스콧 켈리(왼쪽)가 300일 우주체류 기록을 세우고 기념사진을 촬영했다. - 미국항공우주국(NASA) 제공

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