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163일만에 귀환길 오르는 '크루-1' 참가자들, 우주에 머물며 어떤 실험했나

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163일만에 귀환길 오르는 '크루-1' 참가자들, 우주에 머물며 어떤 실험했나

2021.04.27 00:00
크루-1 임무의 사령관인 마이크 홉킨스는우주 환경에서 재배한 식물의 영양가, 성장에 영향을 주는 요인 등을 평가했다. NASA 제공
크루-1 임무의 사령관인 마이크 홉킨스(사진)는 우주 환경에서 재배한 식물의 영양가, 성장에 영향을 주는 요인 등을 평가하는 실험을 수행했다. NASA 제공

지난해 미국 우주기업 스페이스X의 유인 우주선 '크루 드래건'을 타고 국제우주정거장(ISS)을 방문한 우주인 4명이 이달 28일 오후 8시 5분(한국 시간) 지구로 귀환길에 오른다. 이들은 지난해 11월 17일 ISS에 도착한 후 163일 동안 머무르며 미세중력 환경에서 식품, 반도체, 의약품 등 수백 개의 과학 실험과 기술 시연을 했다. 미국항공우주국(NASA)는 26일(현지 시간) 이들의 복귀를 기념해 네 우주인이 수행한 과학실험 중 일부를 소개했다.

 

크루-1 미션에는 NASA 소속 우주비행사 마이크 홉킨스, 빅터 글로버, 섀넌 워커와 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 소속의 노구치 소이치 등 4명이 참가했다.

 

시스템 공학을 전공한 해군 중령 출신 빅터 글로버는 ISS에서 미세중력이 뼈와 관절에 미치는 영향을 조사했다. ISS에 머무는 우주인들은 뼈와 관절과 관련된 부상을 자주 겪는데 이는 미세중력과 방사선이 복합적으로 작용해 나타난다. 글로버는 뼈, 뼈를 감싸고 있는 연골, 관절이 부드럽게 움직이도록 돕는 활막의 조직을 배양해 이들의 상호작용을 연구했다. NASA는 이 연구가 ISS에 체류하는 우주인들의 뼈와 연골 기능의 저하를 예방하고 지구에서 전방 십자 인대 손상 후 나타나는 외상 후 골관절염을 예방하는 치료제 개발이 도움이 될 수 있다고 밝혔다.

 

글로버는 또 우주인이 장기간 미세중력에 노출될 경우 지구에서 느끼는 시간과 우주에서 느끼는 시간의 길이가 얼마나 차이가 있는지 정량화하는 연구에도 참여했다. 이 실험은 ISS에 머무는 동안 한 달에 1번 헤드마운트디스플레이(HMD)를 착용하고 디스플레이 중앙에 나타나는 파란색 사각형이 표시되는 시간을 평가하거나 역으로 특정 시간만큼 나타나도록 장치를 조작하는 방식으로 이뤄졌다. 이 실험은 ISS에서 출발하기 전에도 3회 이뤄졌고 지구로 복귀한 후에도 3회 진행한다. 이 결과들을 비교해 지구와 우주 환경에서 느끼는 시간 차이를 정량화할 예정이다.

 

크루-1 임무의 사령관인 마이크 홉킨스는 우주 공학을 전공한 NASA 소속 우주인이다. 홉킨스는 우주 환경에서 재배한 식물의 영양가, 성장에 영향을 주는 요인 등을 평가했다. 우주에서 식물을 재배하려면 빛의 세기와 스펙트럼, 토양의 영향 등의 재배 조건을 이해해야 한다. 이 연구는 우주에서 재배한 식물의 영양과 맛 평가뿐 아니라 우주 환경에서 식물의 성장을 최적화하는 데 도움을 줄 수 있다. 

 

홉킨스는 글로버와 함께 단백질 결정을 만드는 실험도 진행했다. 인체에는 10만 가지가 넘는 단백질이 있다. 이 때문에 유용한 약물을 개발하려면 순수한 단백질을 정제해 결정을 만든 후 단백질의 구조와 성질을 파악해야 한다. 단백질 결정은 온도, 산성도(pH), 물리적 충격 등 까다로운 조건이 필요한데 미세중력 환경에서는 고품질 결정을 만들 수 있다. 

 

미국 물리학자인 NASA 소속 우주인 섀넌 워커는 미세중력 환경에서 눈의 동맥, 정맥, 림프관 구조의 기능과 우주 비행 전후의 망막 변화를 연구했다. NASA 제공
미국 물리학자이자 NASA 소속 우주인 섀넌 워커(사진)는 미세중력 환경에서 눈의 동맥, 정맥, 림프관 구조의 기능과 우주 비행 전후의 망막 변화를 연구했다. NASA 제공

항공 공학을 전공하고 우주 발사체와 항공기 엔진을 개발하는 회사에서 연구원으로 근무했던 JAXA 소속 우주인 노구치 소이치는 미세중력 환경에서 다양한 고체 연료가 연소하는 조건과 연료의 가연성, 불이 확산되는 모양 등을 연구했다. 이 연구는 우주에서 발생하는 화재 안전에 대한 국제 표준을 결정하는 데 도움이 된다. 노구치는 반도체의 품질을 향상시키기 위해 미세중력 환경에서 반도체에 쓰이는 고체 결정을 생산하는 방법을 연구했다. 

 

과거 물리학자였던 NASA 소속 우주인 섀넌 워커는 크루-1 미션에 참가자 중 유일한 여성이다. 워커는 미세중력 환경에서 눈의 동맥, 정맥, 림프관 구조의 기능과 우주 비행 전후의 망막 변화를 연구했다. 우주에 장시간 체류한 우주인 중 40%는 안구가 눌려 안구의 앞뒤 길이가 짧아지는 ‘신경안구증후군(SANS)를 겪는다. NASA는 워커의 연구를 통해 우주에서 시각 장애가 나타나는 원인과 예방, 치료법을 개발하는 데 도움이 된다고 설명했다.

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