우주 행성 생존 향한 끝없는 도전

화성 본뜬 환경 거주 실험 성공…‘테라포밍’으로 공기·토양 전환2015년 개봉한 SF영화 ‘마션’은 화성을 탐사하던 중 홀로 남겨진 우주인이 감자를 키우고 식수를 만들며 극한 우주환경에서 생존하는 모습을 그려 인기를 끌었다.

지구 온난화로 인한 기후 변화와 인구 증가 등 여러 가지 지구 환경 변화 때문에 지금까지 SF영화, 소설에서나 볼 수 있었던 외계 행성 거주에 대한 관심이 높아지고 있다. 과학계에서도 외계 행성에서 인간이 살아남을 조건과 거주할 때 나타날 수 있는 문제점들에 대한 관심을 갖고 있다. 특히 주목받는 곳은 지구와도 가깝고 물의 존재 가능성이 높은 화성이다.

2015년부터 지난해 8월까지 1년 동안 미국 항공우주국(나사)과 하와이대 연구진은 화성과 흡사한 환경의 하와이 마우나로아 화산에 지름 11m, 높이 6m의 돔을 만들어 1년간 우주복을 입고 지내는 실험을 했다. 이들은 ‘마션’에서처럼 건조한 땅에서도 물을 얻을 수 있으며 토마토 같은 식물을 재배할 수 있다는 것을 확인했다. 이 거주실험 성공에 힘입어 나사 측은 지난 1월부터 오는 8월까지 2차 고립 실험을 진행 중이다.

외계 행성을 지구처럼 만드는 작업을 ‘테라포밍’이라고 부른다. 산소를 만들어 외계 행성의 대기조성을 바꾸고 식물이 살 수 있도록 흙을 변화시켜 사람이 거주할 수 있도록 하는 것이 테라포밍의 최종 목표다. 이를 위해 연구자들은 우주와 비슷한 극저온, 극고온, 강한 산성이나 염기성, 염분이 높은 상태, 산소가 희박한 상태, 강한 자외선과 감마선, 방사선 환경에서도 살아남을 수 있는 극한 미생물을 활용하는 방법에 주목하고 있다.22~26일 미국 시카고에서 열리는 ‘실험 생물학 2017’ 콘퍼런스에서는 우주의 극한 환경에서 나타날 수 있는 분자단위의 변화에 대한 연구들이 발표돼 관심을 끌고 있다. 전 세계 1만 4000여명의 생명과학자들이 모인 콘퍼런스는 최신 연구성과와 연구 트렌드를 교환하는 미국 내 최대 학술대회 중 하나다.

미국 발파레이소대 연구팀은 ‘생화학 및 분자생물학’ 분과에서 단백질을 만들어 내는 아미노산 블록들이 지구와 다른 환경에서 어떻게 변화하고 적응하는지에 대한 연구를 발표해 많은 우주과학자들의 주목을 받았다.

인체를 물질로만 생각한다면 거대한 단백질 덩어리의 조합이라고 할 수 있다. 인체를 구성하는 것이 단백질이고, 이 단백질을 구성하는 빌딩블록이 아미노산이다. 레고 블록처럼 자연에 존재하는 20개 아미노산이 개수와 종류, 연결순서를 변화시켜 수많은 단백질을 만들어내는 것이다.

연구팀은 실험접시 위에 아미노산을 놓고 극한 온도와 산성도(pH), 자외선, 감마선 등에 노출시켜 화성의 극한 환경과 비슷하게 만들어 관찰했다. 아미노산이 어떤 조건에서 분해되거나 유지될 수 있는지를 파악하기 위해서다.

연구팀은 1950년대 스탠리 밀러 박사가 실험실에서 초기 지구환경을 만들어 아미노산 합성 실험에 성공했던 것처럼 극한 환경에서 살아남은 아미노산을 실험실에서 재합성하려는 목표를 갖고 있다. 이런 일련의 실험이 성공하면 지구 생명체가 우주공간에서 효과적으로 살아남을 수 있는 아이디어를 얻을 수 있을 것으로 전망하고 있다.

클로저 매모서 박사는 “외계 생명체나 지구와는 다른 극한 환경에서 거주할 경우 단백질을 만들어내는 아미노산이 작동하는 방식은 전혀 달라질 것”이라며 “아미노산이 단백질을 합성할 수 있을 만큼 우주공간에서 충분히 살아남을 안정적 패턴을 찾는 것이 이번 연구의 주요 목표”라고 설명했다.

과학자들의 연구에도 불구하고 사람들이 지구처럼 화성 표면을 걷기는 쉽지 않을 것으로 보인다. 전문가들은 인류가 화성과 같은 외계 행성에 정착하기 위해서는 물 확보, 대기와 토양 조성을 바꾸는 테라포밍에 엄청난 비용이 투입돼야 하며 지구처럼 만들기 위해서는 1000년 이상의 기간이 필요할 것이라고 예상하고 있기 때문이다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr