우주비행사 30명 자료 정밀 분석
여행 기간 길수록 뇌실 확장 현상
뇌척수액 순환 문제 생겨 악영향
6개월 이상 우주 머물다 귀환 땐
3년 이상 지나야 뇌실 정상 크기

최근 몇 년 우주 선진국을 중심으로 달을 넘어 화성 탐사에 주목하고 있다. 순수한 과학적 호기심을 넘어 ‘제2의 지구’ 또는 우주식민지를 찾겠다는 실질적 목표 때문이기도 하다. 현재 기술로 우주로 사람을 안전하게 보내는 것이 가능할까. 이와 관련해 최근 과학자들이 다양한 연구 결과를 내놓고 있다.

미국 항공우주국(NASA) 휴스턴 존슨우주센터를 중심으로 한 공동 연구팀은 우주여행 시간이 길수록 뇌 속 체액 변화가 발생해 비행 전 상태로 회복하는 데 오랜 시간이 걸린다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 6월 9일자에 실렸다.

우주탐사와 거주를 위해서는 사람이 오랜 시간 우주여행을 거쳐 지구와 전혀 다른 환경에서 살아야 한다는 전제를 갖고 있다.문제는 사람이 오랫동안 우주에 나가 있을 때 어떤 변화가 일어날 것인지 정확히 알려지지 않았다는 점이다. 2016년 미국 캘리포니아 어바인대 의대 연구팀은 현재 우주탐험 기술로 사람이 6개월 이상 우주방사능에 노출될 경우 전두엽 피질의 뉴런 연결과 중추신경계의 밀도가 약해지고 뇌세포 변형이 발생해 기억력 저하, 치매, 중증 우울증 등 각종 인지 및 뇌 기능 장애를 겪을 수 있다는 연구 결과를 ‘사이언티픽 리포츠’에 발표하기도 했다.

이번 연구팀은 2주, 6개월, 6개월 이상 우주에서 임무를 수행한 경험이 있는 우주비행사 30명의 자료를 정밀 분석했다. 연구팀은 특히 우주비행 전후에 자기공명영상(MRI)으로 촬영한 뇌 영상에 주목했다.

분석 결과 우주여행 기간이 길어질수록 뇌실 확장 현상이 나타나는 것으로 확인됐다. 뇌실은 뇌척수액으로 채워진 뇌의 공간이다. 뇌척수액은 뇌를 보호하고 영양을 공급하며 노폐물을 제거하는 역할을 한다. 뇌실이 확장되면 뇌척수액 순환에 문제가 생겨 중추신경계에 악영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 연구팀에 따르면 6개월 이상 우주에 머물렀다면 지구로 귀환해 다시 우주로 나가기까지 3년 이상의 휴식 기간을 가져야 뇌실 크기가 정상으로 돌아온다.이런 문제들 때문에 우주탐사에서 인간이 받는 영향을 최소화하기 위한 기술들이 개발되고 있다.

스위스 로잔연방공과대(EPFL) 연구팀은 종이 접기와 장난감 블록에서 영감을 받아 2차원 평면 삼각형 모양에서 거의 모든 형태의 3차원 물체로 변신할 수 있는 ‘모리3’ 로봇을 개발했다고 14일 밝혔다. 모리3는 우주여행에서 다양한 용도로 활용될 수 있는 모듈형 로봇이라고 연구팀은 설명하고 있다. 이 연구 결과는 기계공학 및 인공지능 분야 국제학술지 ‘네이처 머신 인텔리전스’ 6월 13일자에 실렸다.

모리3 로봇은 삼각형을 기본으로 하고 ‘폴리곤 메시’(Polygon Mesh)라는 프로세스를 이용해 다양한 크기와 구성으로 만들 수 있도록 한 일종의 모듈형 로봇이다. 우주공간에서는 다양한 작업을 해야 하는데 개별 작업마다 필요한 로봇을 투입하기 위해서는 우주선이나 탐사선이 엄청나게 커야 한다. 이에 연구팀은 공간을 덜 차지하면서 필요에 따라 크기, 모양, 기능을 변경시킬 수 있는 로봇 기술을 개발한 것이다.

연구를 이끈 제이미 팩 EPFL 교수(로보틱스)는 “모리3는 우주 공간에서 이동과 물체 취급 및 운반, 사용자와 상호 작용이라는 로봇의 세 가지 임무를 모두 완벽하게 수행할 수 있음을 이번 연구로 확인했다”고 말했다.