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우주에서의 삶을 준비하는 우리의 자세

  • 조회 : 110
  • 등록일 : 2019-12-02
우주에서의 삶을 준비하는 우리의 자세의 대표사진

과학상식

우주에서의 삶을 준비하는 우리의 자세

사람이 우주에서 장기간 머물렀을 때, 어떤 변화를 겪게 될까요? 인류 최초의 유인 탐사선은 1961년 발사된 보스토크 1호입니다. 유리 가가린이 첫 우주비행사로 역사에 기록됐죠. 1969년 7월 20일에는 아폴로 11호가 인류 역사상 처음으로 달 표면에 착륙했습니다. 이 역사적인 순간들을 지켜보며, 우리는 한 가지 가능성에 대해 확신할 수 있었습니다. 언젠간 인류가 지구 이외의 다른 천체에서 살게 될 수도 있다는 것을요.

우주에 살어리랏다

우주환경에서의 인체변화는 모두 우주환경과 지구환경의 차이에서 비롯됩니다. 우주는 무중력 상태죠. 기압도 지구와 다릅니다. 태양과 지구 사이를 꽉 채우고 있는 우주방사선 또한 인체에 영향을 미치는 요인 중 하나입니다. 인류 과학기술의 총 집합체라고 할 수 있는 인공위성조차 우주방사선을 견디기 힘들 정도니 인체에 주는 영향도 상당하겠죠.

지금까지 우주에서의 생활을 경험해본 우주비행사는 수백 명에 이릅니다. 그들에 대한 연구로 하여금 우주환경에서의 인체변화에 대한 비밀이 풀려가고 있죠. 우주에서 장기간 생활했을 때 일어날 수 있는 변화는 심장 순환기능 저하, 근력 저하, 뼈의 탈칼슘화, 혈압 저하, 심박출량 증가 등입니다. 이러한 변화로 하여금 순간적으로 집중력을 잃거나 건망증을 경험하는 ‘스페이스 포그(Space Fog)’, 시야가 흐려지고 초점을 맞추기 힘든 ‘신경안구증후군(SANS)’, 배멀미와 비슷한 증상 등이 일어나게 되죠.

우주환경에서의 인체변화에 대한 연구는 점점 더 활발히 진행돼, 새로운 결과가 거듭 나오고 있습니다. 하지만 여전히 미지의 영역이죠. 이러한 불확실성 속에도 인류는 ‘우주에 살어리랏다’를 외칩니다. 인류가 특유의 탐구정신으로 지구에서의 문명을 꽃피웠듯, 우주에서의 문명 또한 찬란하게 피워내고자 하니까요.

새로운 환경에 빠르게 적응하는 인체 세포

이번에는 최근에 연구·발표된 내용을 다뤄보고자 합니다. 미국 스탠퍼드대 의대 연구팀은 인간유도만능줄기세포(hiPSC)에서 분화시킨 심근세포를 관찰하는 연구를 수행했습니다. hiPSC는 사람의 혈액세포를 역분화시킨 줄기세포로 배아 줄기세포처럼 다른 조직으로의 분화가 가능하죠. 연구팀은 3명의 혈액세포로 hiPSC를 만든 후, 심근세포로 분화시켰습니다. 이를 우주비행사 케이틀린 루빈스가 국제우주정거장(ISS)로 가져갔죠. 그는 4주간 ISS에 머물며 이를 관찰했고, 우주의 미세중력 환경에서의 변화를 관찰했습니다. 결과는 놀라웠습니다. 심근세포 유전자 중에서 무려 2,635개의 발현 정도가 달라진 겁니다. 이로써 환경이 바뀌었을 때 인체가 세포 수준에서 빠르게 적응한다는 사실을 확인하게 됐습니다.

NASA는 쌍둥이 우주비행사인 스콧 켈리와 마크 켈리에 대한 비교·연구를 했습니다. 스콧 켈 리가 342일간 ISS에 머무는 동안 마크 켈리는 지구에 머물렀는데요. 각기 다른 공간에 머물렀던 이들의 유전자를 비교함으로써 변화를 확인하고자 한 거죠. 가장 큰 변화는 ‘유전자 발현’에 있었습니다. ISS에 다녀온 스콧 켈리의 유전자 발현량이 7% 달라졌음을 확인했죠. 여러 가지 흥미로운 결과가 있지만 중요한 것은 쌍둥이 형제가 건강상 뚜렷한 차이를 보이지 않았다는 점입니다.

인체변화와는 관련 없지만 또 한 가지 흥미로운 연구결과도 있습니다. NASA가 달 기지 건설에 쓸 콘크리트 제조 실험을 위해 우주에서 시멘트 가루를 버무린 거죠. 미국 펜실베니아주립대 연구진은 ISS에서 우주환경에 적합한 콘크리트 제조방식을 연구했습니다. 그 결과 미세중력 환경에서 제조한 콘크리트는 지구에서 제조한 콘크리트보다 다공성이 증가한다는 걸 알게 됐죠. 콘크리트의 다공성은 강도와 직결되기 때문에 계속에서 관련 연구를 수행하고 있습니다.

아직 인체는 우주환경에서 크게 변하지 않습니다. 그렇다고 해서 안심하기는 이릅니다. 우주 체류 기간 등 연구 요소에 한계가 있어 아직은 위험 여부를 확언하기 힘들거든요. 인류는 앞으로도 끊임없이 이에 대한 연구를 진행할 것입니다. 우주에 대한 비밀을 하나하나 벗겨나가는 사이, 어느새 달이나 화성 그 외 행성에 인류의 보금자리가 생겨날지도 모르죠.

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