우주비행사와 우주비행사들이 겪는 후유증

글, 사진 / 김쓰

 

나사에서 추진하고 있는 달 유인탐사 프로젝트인 아르테미스 프로젝트를 수행할 우주 비행사 11명이 2020년 발표되었다. 아르테미스 프로젝트는 미국이 1972년 아폴로 17호 이후 52년만에 달에 사람을 보내는 프로젝트이다. 2024년까지 280억 달러가 투입될 예정인 이 프로젝트에는 해당 분야의 최고 엘리트들이 뽑혔다고 한다. 그들은 어떤 일들을 하며, 우주 비행이후 어떤 후유증을 겪을까?

 

우주비행사는 언제부터 있어왔는가?

 

1961년 4월 12일 구소련의 유리 가가린은 인류 최초로 보스토크 1호를 타고 우주로 나아간 우주비행사이다. 이후, 1인승이었던 보스토크 우주선을 타고 1963년 6월 여성 최초의 우주비행사 테레시코푸가 우주 비행을 실현하기도 하였다. 더불어 구소련에서는 1965년 레오노푸가 인류사상 최초의 우주유영을 하기도 하였다.

 

1961년 미국에서는 유인 달 탐사를 위해 아폴로 계획을 추진하였고, 그 전단계로서 2인승 우주선 제미니 계획을 실시하기도 하였다. 이후 미국은 1968년 10월 아폴로 우주선에 의한 최초의 유인 비행을 성공시키며 아폴로 계획을 추진하게 된다. 이후 몇년이 흐른 1969년 7월 20일 아폴로 11호가 인류사상 처음으로 달 표면 착륙에 성공하게 된다. 이어서 1972년 12월까지 11호에서 17호까지 6회에 걸쳐 달을 탐사했고 모두 385kg의 월석을 지구에 가지고 돌아왔다고 한다. 임무 중 13호는 고장으로 도중 귀환했다고 한다.

 

우주비행사는 어떤 일을 할까?

 

우주비행사는 우주선과 우주정거장을 조종하고 위성을 발사 및 회수하는 역할을 한다. 또한 우주공간에서의 여러가지 공학, 역학 등의 실험을 하기도 한다. 우리가 흔히 알고 있는 우주비행사는 주로 미국항공우주국인 NASA에서 일을 할 것이다. 나사에서는 우주비행을 위해 두 종류의 우주비행사를 뽑는다고 한다.

 

조종 우주비행사와 우주선 탑승 과학자이다. 조종 우주비행사의 경우 우주선을 조종하는 역할을 한다. 우주선 탑승 과학자는 우주선과 장비를 관리 및 유지하면서 다양한 실험들을 한다고 한다. 더하자면 우리나라에서는 아직까지 유인 우주선을 발사한 전적이 없다고 한다.

 

NASA 우주비행사 지원자격 요건은 무엇이었을까?

• 미국 시민권자
• STEM(과학, 기술, 공학, 수학) 분야의 공인 기관 석사 학위
• 최소 2년간의 임무 관련 경험 혹은 1000시간 이상 제트기 경험
• 우주비행 체력시험 통과

 

우주비행사가 겪는 후유증에는 어떤 것이 있을까?

 

과학 논문을 전문으로 다루는 네이처지에서 우주여행이 노화를 가속한다는 연구결과가 실렸다. 해당 연구는 IT전문 매체 슬래시기어에 자세히 실리기도 하였다. 연구를 다룬 사람은 프리드리히 알렉산더 대학교의 안나 마리아 리파르트로 미국, 독일, 캐나다의 전문가들과 협력하여 밝혀내었다.

 

연구는 14명의 남성과 3명의 여성 우주비행사들이 임무를 마치고 돌아온 후 골밀도 및 강도가 시간에 따라 어떻게 변하는지 비교 평가하는 방식으로 진행되었다고 한다. 연구결과 우주에서 돌아온지 1년이 지난 후에도 절반 이상의 우주비행사들에게서 뼈의 강도와 미네랄 밀도가 2% 감소한 것으로 나타났다고 한다. 이는 최소 10년의 연령 관련 뼈 손실에 해당한다고 한다. 우주에서의 임무가 오래될수록 잃어버린 뼈 밀도와 힘을 회복하지 못할 확률이 높아진다는 뜻이다. 우주비행으로 인한 뼈 손실은 빠른 속도로 진행되지만, 지구에서의 노화과정과 비슷하다고 한다. 다만, 뼈 손실 부위는 지구의 자연스러운 노화과정과는 다르다고 한다. 

 

그밖에 어떠한 후유증을 겪을 수 있을까?

• 우주에 머무르는 것은 인지능력에 타격을 입힐 수 있다.
• 네이처 메디신에 실린 연구에 따르면 적혈구가 지구보다 54% 빠른속도로 파괴되어 빈혈을 일으킬 위험이 있다.
• 섬유주라고 불리는 중요한 조직에 회복할 수 없는 손상을 입힐 수 있다. 

* 섬유주 : 신체기관이나 부분의 골격에 있는 막대나 섬유다발 또는 중격막을 의미한다.

 

NASA 연구진이 발표한 우주비행 중 모든 우주비행사에게서 나타나는 생물학적 변화

• 산화스트레스 : 신체 세포 내의 과도한 활성산소 축적
• DNA 손상
• 미토콘드리아의 기능 장애
• 유전자 조절의 변화
• 텔로미어 길이의 변경
• 장내 미생물군집의 변화

* 텔로미어 : 염색체의 말단으로 나이가 들면서 짧아진다.

 

특히나 미토콘드리아의 기능 장애를 가장 큰 변화로 뽑았는데, NASA의 생물정보학자인 애프신 베헤슈티는 미토콘드리아의 억제가 면역 체계 결함, 일주기 리듬 장애, 기관 합병증과 같은 우주비행사가 겪는 문제를 일으킨다고 하였다. 

 

우주비행사들이 우주에서 겪는 일들 중에 꼭 나쁜일들만 있는 것은 아니다. 우주비행사들은 우주에 있는 동안 세포 돌연변이가 감소되기도 하였고, 노화와 관련된 생체표지자 수준이 감소하기도 하는 등 긍정적인 일들도 있었다고 한다. 다만 이러한 우주비행사들을 연구하는 것의목적은 우주임무를 수행하는 우주비행사들에게 얼마나 악영향을 끼치는지에 대해 알아보는 것에 있다. 우주비행사들이 우주임무를 수행함에 있어 어떠한 영향을 받는지 궁금한 사람들에게 도움이 되었으면 하는 마음으로 글을 마친다.