여성, 아이는 물론이고 심지어 암컷이라면 동물마저도 출입할 수 없는 ‘금녀의 산’을 아시나요? 그리스 북부에 자리잡은 아토스 산(Mount Athos)은 그리스 아테네 대주교를 수장으로 하는 그리스 정교회의 영적 중심지로 알려져 있다. 비잔틴 시대부터 자치권을 누려온 이곳은 아토스 산 자치구로 명명됐으며, 2000명이 넘는 수도사와 수십 곳의 수도원이 있어 ‘성스러운 산’으로 불리기도 한다. 아토스 산이 여성과 아이는 물론이고, 동물 중에서도 암컷의 출입은 엄격하게 금지돼 있는데, 이처럼 ‘금녀의 산’이 된 이유와 관련한 전설이 있다. 예수의 어머니 성모 마리아는 사도 요한과 함께 여행을 하던 중 바다에서 큰 폭풍을 만나 표류하다 아토스 산에 잠시 내리게 된다. 아토스 산의 아름다움에 감탄한 성모 마리아는 하느님께 이 산을 가지게 해 달라는 기도를 올렸다. 이에 하느님은 아토스 산을 낙원으로 주겠다는 응답을 내렸으며, 성모 마리아만을 위한 이 땅에는 그 어떤 여성도 발을 들일 수 없게 됐다. 이후 1060년 콘스탄틴 마노마코스 황제는 이곳에 여성이 출입하는 것을 법으로 금했으며, 이는 현재까지 매우 엄격하게 지켜지고 있다. 아토스 산이 모든 여성이나 아이 또는 암컷에게만 금지된 땅은 아니다. 일반인이 거주하거나 잠시 들르기에도 무리가 없을 정도로 정비가 잘 되어 있지만, 그리스 정교회와 종교적 신념이 부합하지 않은 사람은 남성이라 해도 들어갈 수 없다. 설사 아토스 산 내 수도원이나 마을에 들어간다 할지라도 수도사가 아니라면 반드시 특별한 허가를 받아야한다. 비록 여성은 출입이 불가능하지만 이 신비로운 산의 모습은 ‘남성 사진작가’들을 통해 틈틈이 공개되고 있다. 수염을 길게 기르고 검은색 옷을 입은 수도사나 한가로이 산을 오가는 가축들의 모습은 수천 년간 이곳이 얼마나 평화로웠는지를 알게 한다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

폐광이나 제련소 주변에서 많이 발생하는 유해 중금속인 비소의 독성을 낮추는 신종 박테리아가 국내에서 발견됐다. 국립생물자원관은 6일 제주대 박수제 교수팀과 함께 고농도 비소가 함유된 광물 찌꺼기에서 비소의 독성을 줄이는 박테리아를 발견했다고 밝혔다. 비소는 간과 신장, 피부 등에 암을 유발하는 독성물질로, 구리·납·아연 등을 제련할 때 부산물로 생기며 자연 상태에선 산화된 형태인 아비산염과 비산염으로 존재한다. 아비산염이 비산염보다 20~60배 이상 독성이 강하다. 신종 박테리아는 위해성이 높은 아비산염 1200을 같은 양의 비산염으로 산화시키는 능력이 있다. 특히 고농도 비소에 대한 내성을 갖췄고, 수소이온농도(pH) 3.8에 이르는 강한 산성의 극한 환경에서 분리한 토착 미생물이다. 연구팀은 신종 박테리아를 ‘헤르미니모나스 아르세니톡시던스’로 명명하고 특허를 출원했다. 향후 신종 박테리아를 활용한 비소의 생물학적 정화 연구를 거쳐 제련소와 폐광 주변의 오염 토양을 복원하는 데 활용할 계획이다. 김상배 생물자원관장은 “국가 생물자원의 발굴과 보전에서 나아가 바이오산업의 핵심 소재로 적극 활용할 계획”이라고 말했다. 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

여성, 아이는 물론이고 심지어 암컷이라면 동물마저도 출입할 수 없는 ‘금녀의 산’을 아시나요? 그리스 북부에 자리잡은 아토스 산(Mount Athos)은 그리스 아테네 대주교를 수장으로 하는 그리스 정교회의 영적 중심지로 알려져 있다. 비잔틴 시대부터 자치권을 누려온 이곳은 아토스 산 자치구로 명명됐으며, 2000명이 넘는 수도사와 수십 곳의 수도원이 있어 ‘성스러운 산’으로 불리기도 한다. 아토스 산이 여성과 아이는 물론이고, 동물 중에서도 암컷의 출입은 엄격하게 금지돼 있는데, 이처럼 ‘금녀의 산’이 된 이유와 관련한 전설이 있다. 예수의 어머니 성모 마리아는 사도 요한과 함께 여행을 하던 중 바다에서 큰 폭풍을 만나 표류하다 아토스 산에 잠시 내리게 된다. 아토스 산의 아름다움에 감탄한 성모 마리아는 하느님께 이 산을 가지게 해 달라는 기도를 올렸다. 이에 하느님은 아토스 산을 낙원으로 주겠다는 응답을 내렸으며, 성모 마리아만을 위한 이 땅에는 그 어떤 여성도 발을 들일 수 없게 됐다. 이후 1060년 콘스탄틴 마노마코스 황제는 이곳에 여성이 출입하는 것을 법으로 금했으며, 이는 현재까지 매우 엄격하게 지켜지고 있다. 아토스 산이 모든 여성이나 아이 또는 암컷에게만 금지된 땅은 아니다. 일반인이 거주하거나 잠시 들르기에도 무리가 없을 정도로 정비가 잘 되어 있지만, 그리스 정교회와 종교적 신념이 부합하지 않은 사람은 남성이라 해도 들어갈 수 없다. 설사 아토스 산 내 수도원이나 마을에 들어간다 할지라도 수도사가 아니라면 반드시 특별한 허가를 받아야한다. 비록 여성은 출입이 불가능하지만 이 신비로운 산의 모습은 ‘남성 사진작가’들을 통해 틈틈이 공개되고 있다. 수염을 길게 기르고 검은색 옷을 입은 수도사나 한가로이 산을 오가는 가축들의 모습은 수천 년간 이곳이 얼마나 평화로웠는지를 알게 한다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

우주에는 수많은 별과 은하가 있다. 그리고 종종 이 천체들은 화가가 붓으로 그린 것처럼 아름다운 모습을 우리에게 보여준다. 그 가운데 5개의 은하가 모여 아름다운 풍경을 만드는 스테판의 5중주가 있다. 스테판의 5중주(Stephan's Quintet)는 프랑스의 천문학자인 스테판이 1877년 처음 관측해 이런 명칭이 붙었다. 당시에는 은하가 아니라 성운이라고 생각했는데, 이후 관측에서 사실은 5개의 은하라는 사실을 밝혀졌다. 재미있는 것은 사실 NGC 7320 은하(위의 사진에서 왼쪽 위)는 지구에서 4000만 광년 떨어진 반면, 나머지 은하들은 2억9000만 광년 떨어진 은하라는 것이다. 실제로는 4개만 서로 인접해 있어 5중주가 아니라 4중주인 셈이다. 스테판의 5중주의 가운데는 합체하는 두 개의 은하가 존재한다. NGC 7318a, NGC 7318b라고 명명된 이 은하는 충돌로 인해 모양이 일그러지면서 주변으로 별과 가스를 배출하고 있다. 이는 가시광 영역에서 마치 금가루와 은가루를 뿌린 것 같은 모습을 보여준다. 과학자들은 인접한 4개의 은하(NGC 7317, NGC 7318a, NGC 7318b, NGC 7319) 사이에 가시광 영역에서는 보이지 않는 고온의 수소 가스가 있다는 사실을 밝혀냈다. 이는 두 은하의 충돌 과정에서 나온 고온의 수소 가스로 아래 사진에서는 파란색으로 보인다. 스테판의 5중주는 지구에서 비교적 가까운 위치에서 발생하는 은하 충돌을 보여준다. 따라서 과학자들은 이 은하에 대한 많은 연구를 진행 중이다. 은하의 충돌과 합체는 은하가 성장하는 중요한 이유 가운데 하나이기 때문이다. 물론 이 과정에서 아름다운 스테판의 5중주를 보고 감탄하게 되는 것은 말할 것도 없다. 이 은하들이 만드는 밤하늘의 선율은 정말 아름답다. 참고로 먼 미래 우리 은하 역시 안드로메다은하와 충돌할 가능성이 크다. 그때가 되면 먼 외부 은하에 있는 외계인이 우리 은하와 안드로메다은하의 충돌을 관측하면서 비슷한 아름다움을 감상할지도 모른다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

고등학교 화학 수업 때 지겹도록 외워야 했던 주기율표의 마지막 비어 있는 4개 공간을 일본과 미국, 러시아가 채우게 됐다. 특히 미국과 러시아, 일본이 서로 자기가 먼저 발견했다고 주장해 주목받은 113번 원소의 주인은 일본이라는 최종 결론이 났다. 이로써 일본은 주기율표에 이름을 올린 아시아 첫 번째 나라가 돼 기초과학 강국으로서의 면모를 다시 한 번 드러냈다. 국제순수·응용화학연합(IUPAC)은 지난달 31일 “주기율표 113번 원소의 이름을 지을 수 있는 권리는 일본에 있다”고 최종 판정했다. ‘우눈트륨’이라는 임시 이름을 가진 113번 원소는 2017년 7월 브라질 상파울루에서 열리는 IUPAC 총회에서 일본이 제안하는 이름으로 최종 결정된다. 현재 113번 원소의 이름으로 유력한 것은 일본의 영어 이름을 딴 ‘자포늄’이나 원소를 발견한 일본이화학연구소(리켄)의 이름을 딴 ‘리케늄’이다. 주기율표 118개의 원소 중 나라 이름이 붙은 것은 31번 갈륨(Ga·갈리아), 32번 저마늄(Ge·독일), 44번 루테늄(Ru·러시아), 84번 폴로늄(Po·폴란드), 87번 프랑슘(Fr·프랑스), 95번 아메리슘(Am·미국) 등이다. 인공 원소를 만드는 연구는 미국 로렌스버클리 연구소와 러시아 핵연구공동연구소, 독일 중이온연구회가 치열하게 경쟁해 왔는데 20세기 말부터 일본 리켄이 투자를 늘리면서 바짝 추격하고 있다. 주기율표는 현재까지 알려진 118개의 원소를 화학적 성질에 따라 배열한 것으로 92종은 자연계에 존재하는 원소이고 나머지 26종은 인공적으로 만들어진 것이다. 이덕환 서강대 화학과 교수는 3일 “113번 원소는 30번 아연(Zn) 원자핵을 83번 원소인 비스무트(Bi)에 충돌시켜 만든 것으로 존재 시간이 0.000344초에 불과하고 동위원소만도 6개나 있어 검증이 쉽지 않다”고 설명했다. 그는 “2004년에 일본과 러시아, 미국이 113번 원소의 존재를 발견했다는 연구결과를 발표했지만 국제학계가 검증한 결과 미국과 러시아의 실험이 완벽하지 않은 데다 제출한 실험데이터도 충분치 않다고 판단한 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우주에는 수많은 별과 은하가 있다. 그리고 종종 이 천체들은 화가가 붓으로 그린 것처럼 아름다운 모습을 우리에게 보여준다. 그 가운데 5개의 은하가 모여 아름다운 풍경을 만드는 스테판의 5중주가 있다. 스테판의 5중주(Stephan's Quintet)는 프랑스의 천문학자인 스테판이 1877년 처음 관측해 이런 명칭이 붙었다. 당시에는 은하가 아니라 성운이라고 생각했는데, 이후 관측에서 사실은 5개의 은하라는 사실을 밝혀졌다. 재미있는 것은 사실 NGC 7320 은하(위의 사진에서 왼쪽 위)는 지구에서 4000만 광년 떨어진 반면, 나머지 은하들은 2억9000만 광년 떨어진 은하라는 것이다. 실제로는 4개만 서로 인접해 있어 5중주가 아니라 4중주인 셈이다. 스테판의 5중주의 가운데는 합체하는 두 개의 은하가 존재한다. NGC 7318a, NGC 7318b라고 명명된 이 은하는 충돌로 인해 모양이 일그러지면서 주변으로 별과 가스를 배출하고 있다. 이는 가시광 영역에서 마치 금가루와 은가루를 뿌린 것 같은 모습을 보여준다. 과학자들은 인접한 4개의 은하(NGC 7317, NGC 7318a, NGC 7318b, NGC 7319) 사이에 가시광 영역에서는 보이지 않는 고온의 수소 가스가 있다는 사실을 밝혀냈다. 이는 두 은하의 충돌 과정에서 나온 고온의 수소 가스로 아래 사진에서는 파란색으로 보인다. 스테판의 5중주는 지구에서 비교적 가까운 위치에서 발생하는 은하 충돌을 보여준다. 따라서 과학자들은 이 은하에 대한 많은 연구를 진행 중이다. 은하의 충돌과 합체는 은하가 성장하는 중요한 이유 가운데 하나이기 때문이다. 물론 이 과정에서 아름다운 스테판의 5중주를 보고 감탄하게 되는 것은 말할 것도 없다. 이 은하들이 만드는 밤하늘의 선율은 정말 아름답다. 참고로 먼 미래 우리 은하 역시 안드로메다은하와 충돌할 가능성이 크다. 그때가 되면 먼 외부 은하에 있는 외계인이 우리 은하와 안드로메다은하의 충돌을 관측하면서 비슷한 아름다움을 감상할지도 모른다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

-명왕성 탐사, 화성 물 발견 등... 2015년은 인류의 우주 개척과 천문학 발전에 있어 굵직한 사건들이 유난히 많았던 한 해로 기록될 것 같다. 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스 호가 10년 비행 끝에 마침내 명왕성에 도착해 탐사활동을 벌였을 뿐만 아니라, 세레스와 화성, 그리고 토성의 위성들에 관한 새로운 사실들이 잇따라 발견되어, 태양계의 비밀들이 서서히 밝혀지고 있는 중이다. 또한 수많은 외계행성들이 발견되어 제2 지구 찾기가 본궤도 오르고 있으며, 심우주에서까지 새로운 발견들이 이루어지고 있다. 미항공우주국(NASA)의 웹사이트 스페이스닷컴이 29일(현지시간) 올해의 우주 빅 뉴스 '톱 10'을 선정해 발표한 것을 간추려본다. 1. 안녕, 명왕성!나사의 뉴호라이즌스가 지난 7월 역사적인 명왕성을 근접비행에 성공했다. 명왕성에서 불과 1만2500km의 거리를 스쳐지났는데, 이는 지구 지름만한 거리다. 이 탐사선에는 명왕성 발견자 클라이드 톰보의 뼛가루 캡슐이 실려 있어 세인의 관심을 모았다. 명왕성과 카론 등 위성들을 탐사한 뉴호라이즌스는 다음 미션을 부여받아 약 3년 뒤인 2019년 1월에 카이퍼 띠의 소행성 2014 MU69에 도착하게 된다. 2. 화성 표면에서 소금물 강 발견지난 9월 화성 표면의 비탈에서 소금기를 함유한 액체가 흐른 흔적을 발견했다고 나사가 발표했다. 2011년, 과학자들은 화성의 경사면을 따라 흐르는 어둡고 좁은 줄모양의 액체 흐름을 발견했는데, 이 흔적들은 계절에 따라 순환하는 듯한 모습을 보인다는 의미에서 '주기적 경사선 (Recurring Slope Lineae : RSL)'이라고 이름 붙였다. 그동안 천문학자들은 화성의 지형과 표면 화학조성 등을 분석해 과거에 액체 상태의 물이 화성 표면에 흘렀을 것이라는 추측은 했지만, 현재 액체 상태의 물이 흐르고 있는지 아닌지는 확인할 수 없었다. 하지만 나사의 이번 발표에 의해 지금도 화성 표면에 액체 상태의 물이 간헐적으로 흐르는 '강'이 존재한다는 사실이 확인된 것이다. 3. 지구와 가장 닮은 외계행성 발견지난 7월, 나사의 케플러 우주망원경은 지금까지 발견된 외계행성 중 지구와 가장 닮은 행성을 발견했다. 케플러-452b로 명명된 이 외계행성은 암석형 행성으로 지구보다 조금 더 큰데, 태양과 비슷한 모항성 둘레를 태양-지구만한 거리에서 공전하고 있다. ​모항성은 태양보다 약간 더 늙은 별인만큼, 케플러-452b는 지구에 비해 약 15억 년 더 오래된 행성으로 그만큼 생명체 진화의 기회가 많다고 할 수 있다. 이 행성은 생명서식 가능영역의 궤도를 돌고 있어 표면에 액체 상태의 물이 있을 가능성이 높은 것으로 보고 있다. 4. '던' 탐사선이 세레스에 도착했다지난 3월에는 또 하나의 소행성 탐사선인 '던' 이 소행성대에 있는 세레스에 도착했다. 탐사선이 보내준 세레스의 모습은 온통 얼음으로 뒤덮인 세상이었다. 세레스 표면에 유난히 반짝이는 부분이 발견되었는데, 과학자들은 얼음이나 소금일 것으로 추정하고 있다. 세레스에는 산이 딱 하나 있는데, 과학자들은 이름을 '피라미드'로 지었다. 산 정상에는 울퉁불퉁한 바위 투성이 평지가 있고, 경사면에는 무엇이 흘러내린 듯한 흔적들을 지니고 있다. 던은 2016년 6월까지 세레스에서 탐사를 계속할 예정이다. 5. 최장기간 우주 체류 기록에 도전미국과 러시아의 우주비행사 스콧 켈리와 미하일 코르니엔코가 지난 9월로 우주정거장 장기 체류 미션의 반이 되는 시점을 맞았다. 이는 인간의 우주 체류에서 최장의 기록을 세운 것이다. 장기간 우주여행이 인체에 미치는 영향을 연구하기 위한 이번 미션은 2016년 3월까지 시행되는데, 만약 켈리가 이를 완수한다면 나사의 우주비행사로서 최장기간 우주 체류 기록을 세우게 된다.​ 6. 희귀한 슈퍼문 월식지난 9월 희귀한 슈퍼 문 월식이 일어나 지구 행성의 별지기들을 행복하게 만들어 주었다. 월식이란 드물지 않게 일어나는 천문현상이지만, 보통 때 달보다 큰 슈퍼 문일 때 월식이 일어나는 경우는 아주 드물다. 달은 지구 둘레를 타원형으로 공전하므로 지구에 가장 가까울 때는 가장 먼 때에 비해 크기는 14%, 밝기는 30% 증가한다. 이때의 달을 슈퍼문이라 한다. 올해는 마침 슈퍼 문일 때 월식이 일어나 밤하늘에서 장관을 연출했다. 다음 슈퍼 문 월식은 2033년에 가서야 볼 수 있다. 7. 토성의 위성 엔켈라두스에서 바다 발견2005년에 토성의 위성 엔켈라두스가 우주공간 높이 분수 기둥을 뿜어내는 통에 과학자들은 크게 놀랐다. 수백 킬로미터나 되는 분수 기둥이 솟구치는 광경을 카시니 탐사선의 카메라가 잡았는데, 위성의 남극지방에서 솟구친 간헐천이었다. 그로부터 10년이 흐른 시점에서 과학자들은 그 분수 현상이 지역적인 수원에서 일어난 것이 아니라, 엔켈라두스의 지각 아래 위성 전체를 감싸고 있는 바다에서 나타난 현상이라고 결론지었다. 어쩌면 45억 년 된 그 바다에 생명체가 있을지도 모른다는 가능성이 제기되어 우주 생물학자들의 관심이 집중되고 있다. 8. 생일 축하해, 허블 망원경!지난 4월로 1990년부터 취역한 나사의 허블 우주망원경이 25번째의 생신을 맞았다. 처음에는 반사경 문제로 영상의 초점이 맞지 않는 등 우여곡절을 치른 끝에 정상 작동에 성공한 후, 놀라운 정도의 선명한 해상도로 우주의 풍경을 인류에게 보여주어, 우주관측의 역사를 허블 이전과 이후로 분리시키는 위업을 이루었다. 헤아릴 수 없을 정도로 인류에게 넓은 우주의 지평을 열어보인 허블은 2020년에 퇴역할 것으로 예정되어 있다. 9. 우주 창생기의 은하 발견 지난 8월, 빅뱅 이후 불과 6억 년 만에 생성된 은하가 발견되었다. 지금까지 발견된 은하 중 가장 먼 거리에 잇는 은하이자 가장 고령의 은하인 셈이다. 우주에서 최고참인 이 은하의 이름은 EGSY8p7 로 불리는데, 지구로부터 무려 132억 광년 떨어진 우주의 골방에 있다. 우주가 아주 어렸을 때 어떻게 진화해왔는가 하는 수수께끼를 이 은하가 풀어줄 것으로 과학자들은 기대하고 있다. 10. NASA와 '마션'​지난 10월 극장가를 몰아친 헐리우드의 블록버스터 '마션'의 제작에는 나사의 과학자들이 깊숙이 개입되어 있었다. '마션'의 리얼리티는 이들 과학자들에게 힘입은 바가 크다. 앤디 위어의 소설을 원작으로 한 영화는 화성에서 조난당한 우주비행사의 생존투쟁을 그린 것으로, 2030년에 화성에 유인 탐사사을 보낼 나사와 무관하지 않은 주제다. 감독과 리들리 스콧과 맷 데이먼, 앤디 위어는 후에 나사를 방문했다. 나사가 영화에 관심을 기울이는 이유는 대중 파급효과가 큰 만큼 나사의 예산 확보에 크게 도움 된다는 판단 때문이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

영화 ‘인터스텔라’에서는 블랙홀에 빠져들어간 주인공이 가까스로 생존하는 장면이 나온다. 초고밀도에 의하여 생기는 중력장의 구멍을 뜻하는 블랙홀은 일반적으로 모든 것을 흡수하고 파괴하며 절대 헤어나올 수 없는 존재로 인식돼 왔지만 이와 달리 '킬러'가 아니라는 주장도 있다. 역설적이지만 블랙홀은 우주에서 가장 밝은 천체 가운데 하나로 그 자체는 빛을 내지 않지만, 그 안으로 빨려 들어가는 물질이 빛과 에너지를 내놓는다. 대부분의 은하들은 그 중심부에 우리 태양 질량의 수백 만 배 심지어 수십억 배가 넘는 거대한 블랙홀을 품고있다. 우리 은하에도 역시 태양 질량의 약 400만 배가 넘는 거대 블랙홀이 '조용히' 존재하지만 어떤 블랙홀은 주변 물질을 게걸스럽게 잡아먹으며 요란을 떨기도 한다. 2015년 한해 학계를 떠들썩하게 만든 블랙홀과 관련된 연구성과를 정리해봤다. - 충돌하는 두 은하 속 ‘괴물 블랙홀’ 탄생 포착 　 올해 초 미 항공우주국(NASA)의 누스타(NuSTAR) 우주망원경이 두 은하의 충돌로 인해 괴물 블랙홀이 탄생하고 있는 현장을 잡아냈다. 블랙홀 현상을 추적하기 위해 우주로 쏘아올려진 NuSTAR는 고에너지 X선 자기장 영역을 관측할 수 있는 위성 망원경이다. 충돌한 두 은하는 Arp 299로 통칭되는 것으로, 지구로부터 1억 3400만 광년 거리에 있다. - 별을 ‘호로록’ 빨아먹는 괴물 블랙홀 포착　 지난 1월 미국과 헝가리 등이 참여한 국제 연구진이 지구로부터 약 30억 광년 거리에 있는 한 거대질량 블랙홀의 식사 장면을 확인했다는 연구결과를 발표했다.천문학자들은 이전에도 여러 블랙홀이 별을 먹은 과정을 목격해왔지만, 이번처럼 식사 중인 모습이 관측된 경우는 이례적인 일이라고 밝혔다. 이 놀라운 광경은 2009년 1월 미국 텍사스주(州)에 있는 맥도널드천문대의 한 작은 망원경(ROTSE-IIIB)에 의해 처음 목격됐다. 이후 미 하와이 마우나케아 산에 있는 W.M.켁 천문대의 천체망원경과 구경 9.2m 호비-에버리 망원경, 스위프트 위성 등으로 관측한 데이터를 사용해 ‘비밀’을 밝힐 수 있었다. 22.5등급으로 분류되는 이 천문 사건은 가장 밝은 항성 폭발로 알려진 ‘초광도 초신성’보다 더 밝았다. - 태양 질량의 120억배 ‘초대형 블랙홀’ 발견 지난 2월 우주 퀘이사 중심에서 거대한 규모의 블랙홀이 발견됐다. 퀘이사는 지구에서 관측할 수 있는 가장 먼거리에 있는 천체로, 수많은 별들로 이뤄진 은하다. ‘SDSS J0100+2902’ 라고 명명된 이 블랙홀은 지구에서 128억 광년 떨어진 곳에 위치하고 있으며, 그 질량이 태양의 120억배에 달하는 것으로 알려졌다. 이를 처음 발견한 오스트레일리아국립대학의 푸얀 비엔 박사 연구진은 이 블랙홀이 먼 우주에서 가장 밝은 광원체로서 ‘등대’와 같은 역할을 한다고 설명했다. 연구진에 따르면 퀘이사 중심에 있는 이 블랙홀은 엄청난 중력을 자랑하며, 태양보다 질량이 훨씬 큰 만큼 태양이 발산하는 에너지와 비교하기 어려울 정도의 강한 에너지를 뿜어내는 것으로 알려졌다. 이 블랙홀은 매우 짧은 시간 동안 거대한 질량의 초대형 블랙홀로 성장한 것으로 추측된다. - 초거대 블랙홀 제트 간 충돌 사상 첫 포착 초거대 블랙홀에서 제트끼리 서로 충돌하는 현상이 사상 처음으로 포착됐다. 지난 5월 미국 우주망원경연구소(STScI)측은 타원은하 NGC 3862 중심에 있는 블랙홀 제트의 충돌 모습을 유명학술지 네이처(Nature)에 발표했다. 미 항공우주국(NASA)의 허블우주망원경으로 관측한 이번 현상은 지구로부터 약 2억 6000만 광년 떨어진 곳에 위치한 은하 NGC 3862의 중심부에서 포착됐다. 일반적으로 은하 중심에는 거대 블랙홀이 존재한다. 이를 증명하는 것이 바로 은하 중심에서 ‘물질’이 방출되는 현상인 제트(jets)다. 사실 모든 것을 집어 삼킨다는 블랙홀이 왜 제트를 뿜어내는지 또한 그 구성 물질이 정확히 어떻게 되는지는 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 다만 에너지가 강한 X선과 에너지가 약한 X선의 강도 비율에 밀접한 연관이 있다고 추측되고 있다. 그러나 블랙홀이 인간의 머리로 상상하기 힘든 에너지를 엄청난 속도로 뿜어낸다는 것은 확실하다. - 태양보다 5000배 큰 중간급 블랙홀 발견 지난 9월 NASA와 메릴랜드 대학 공동연구팀은 지구 남반구 별자리인 그물자리 방향으로 약 1,350만 광년 떨어진 NGC 1313에서 중간급의 새 블랙홀을 발견했다고 발표했다. 막대나선은하인 NGC 1313에 놓여있는 블랙홀 ‘NGC 1313 X-1’은 중간급이라는 수식어가 붙어있지만 사실 우리 태양보다도 무려 5000배 이상이나 질량이 크다. 일반적으로 블랙홀의 크기는 우리 태양과 비교해 크게 두 부류로 분류한다. 블랙홀이 우리 태양 질량의 100만 배 이상인 경우 ‘초질량 블랙홀’로, 10~100배 수준이면 ‘별질량블랙홀’ 로 구분하는 것.그러나 흥미롭게도 그 중간급에 속하는 블랙홀은 거의 발견되지 않았다. 한마디로 우주의 블랙홀이 작거나 크거나 ‘모아니면 도’로 존재하는 것도 이유지만 그만큼 찾아내기 힘든 것도 큰 원인이다. 그러나 지난 2012년 호주 연방과학산업연구기구(CSIRO)가 지구에서 3억 광년 떨어진 ESO-243-49 은하 중심부에서 질량이 우리 태양의 약 2만 배로 추정되는 중간급 질량의 블랙홀을 처음으로 발견한 바 있다 - 초질량 블랙홀, 다가온 별 잡아먹는 모습 관측 　 강력한 중력으로 빛 조차도 흡수한다는 블랙홀에 거대한 별이 가까이 접근한다면 어떤 현상이 발생할까?지난 10월 미국 미시간 대학 등 국제공동연구팀은 블랙홀이 별을 찢어 흡수하는 현상을 관측해 이를 분석한 연구결과를 세계적인 과학지 ‘네이처’(Nature)에 발표했다.　이제는 영화로도 익숙해진 블랙홀은 대부분의 은하 중심부에 존재한다. 연구팀의 관측대상에 오른 지역은 지구로부터 2억 9000만 광년 떨어진 곳에 위치한 은하 PGC 043234 중심부에 놓인 초질량 블랙홀(ASASSN-14li)이다. 연구팀은 NASA의 찬드라 X-레이 우주망원경과 스위프트 위성, 유럽우주국(ESA)의 XMM-뉴턴(XMM-Newton)망원경을 동원해 문제의 지역을 관측한 결과 가깝게 접근한 별을 블랙홀이 쭉 빨아들이는 일명 ‘조석 분열’(tidal disruption) 현상을 관측하는데 성공했다. - ‘블랙홀’이 별을 통째로 ‘꿀꺽’ 첫 관측　 지난달 천문학자들로 이루어진 다국적 팀이 블랙홀이 별을 통째로 꿀꺽하고는 트림처럼 고속 플라스마를 우주공간으로 방출하는 현장을 목격했다. 이 거대한 에너지의 흐름은 우리 태양이 1000만년 동안 생산하는 에너지와 맞먹는 것으로 보인다.문제의 블랙홀은 지구로부터 3억 광년 떨어진 PGC 43234 -300이라는 은하 중심에 똬리를 틀고 있는 것으로, 우리 태양 질량의 100만 배 정도지만, 초질량의 블랙홀에 비한다면 비교적 경량급에 속하는 것이다. 하지만 엄청난 중력을 갖고 있어 우리 태양 정도 크기의 별 하나 정도는 떡 먹듯이 먹어치울 수 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

올 한해도 지구촌 곳곳에서 수억 년에서 수천 만 년 세월 속에 묻혀있던 수많은 신종 공룡들이 연구팀에 의해 발견됐다. 마치 박쥐같은 날개를 달고 중국땅을 날아다닌 기상천외한 모습의 공룡부터 북미대륙을 누빈 뿔공룡까지 올 한해 유명 학회지에 발표된 신종공룡들을 정리해 봤다. - 박쥐같은 날개 가진 신종 공룡　 지난 4월 중국 과학 아카데미 등 국제공동연구팀은 비둘기 만한 사이즈의 작은 공룡 ‘이치’(翼奇·기묘한 날개)를 확인했다는 연구결과를 유명저널 네이처(Nature)에 발표했다. 과거 허베이성의 한 호수 밑에서 화석으로 발견된 이 공룡은 약 1억 6000만년 전 살았던 종으로 무게는 380g 정도로 작은 크기다. 그러나 이 공룡은 티라노사우루스처럼 날카로운 이빨로 육식을 하는 수각류(獸脚類)다. 이 연구에서 드러난 공룡의 가장 큰 특징은 팔 부분에 곧고 길게 옆으로 뻗어나온 뼈다. 놀라운 사실은 이 조직이 날개 역할을 한다는 것으로 일반적으로 새가 갖는 깃털 대신 피부 조직의 막으로 이루어져 있다. 연구팀은 이를 근거로 이 공룡이 짧은 거리의 비행 능력이 있거나 혹은 낙하산 같은 용도로 날개를 사용했을 것으로 추정하고 있다. - 트리케라톱스 친척뻘 신종 공룡 ‘헬보이’ 　 지난 6월 캐나다 로열 티렐 고생물학박물관 연구팀은 머리에 왕관같은 주름 장식과 코와 눈 주위에 긴 뿔, 작은 뿔을 가진 신종 공룡을 발견했다고 발표했다. ‘세 개의 뿔 얼굴’이라는 의미를 가진 트리케라톱스(Triceratops)와 비슷한 외모를 가진 이 공룡은 이같은 특징 때문에 ’헬보이‘(Hellboy)라는 그럴듯한 별명도 얻었다. 헬보이는 만화와 영화 시리즈의 주인공으로 얼굴에 뭉뚝한 2개의 뿔이 있는 것이 특징. 당초 이 공룡은 10년 전 캐나다 알버타 올드맨 강 인근에서 우연히 발굴됐으며 지금까지의 연구를 통해 신종임이 확인됐다. 정식명칭은 라틴어로 왕이라는 의미를 가진 레갈리스(regalis)와 뿔을 가진 얼굴이라는 뜻의 케라톱스(ceratops), 발견된 사람의 이름 등을 따서 레갈리케라톱스(Regaliceratops peterhewsi)라고 명명됐다. - 7900만년 전 북미대륙 누빈 신종 ‘뿔 공룡'　 지난 7월 캐나다 로얄 온타리오 박물관 연구팀은 5년 전 앨버타에서 발굴된 여러 공룡 화석 중 일부가 ‘신종’ 임을 확인했다는 논문을 발표했다. 새롭게 확인된 이 공룡은 ‘케라톱스과’(Ceratopsidae)에 속하며 대표적인 ‘소속팀 선수’로는 ‘트리케라톱스’(Triceratops)가 유명하다. ‘세 개의 뿔 얼굴’이라는 의미의 트리케라톱스는 눈 위에 뿔을 가진 각룡으로 우락부락한 생김새와는 달리 초식동물이다. 화석의 발견자 이름을 따 ‘웬디케라톱스’(Wendiceratops pinhornensis)로 명명된 이 신종 공룡은 길이 6m, 몸무게 1t의 단단한 덩치를 자랑한다. 특히 웬디케라톱스는 입에 앵무새같은 부리가 있으며 뭉뚝한 코 뿔, 머리 뒤 왕관같은 프릴이 파마한 것처럼 앞으로 구부러진 것이 특징이다. - 9m 덩치 가진 신종 ‘오리주둥이 공룡’ 발견　 지난 9월 미국 알래스카와 플로리다 대학 연구팀은 과거 이 지역에서 발굴된 화석 중 오리같은 주둥이를 가진 9m 덩치의 신종 초식공룡(학명·Ugrunaaluk kuukpikensis)을 확인했다는 연구결과를 발표했다. 지금으로부터 약 6900만 년 전 알래스카에서 살았던 것으로 추정되는 이 공룡은 당초 ‘하드로사우루스’(Hadrosaurus)에 속하는 것으로 파악돼 왔다. 북미에서 자주 발견되는 하드로사우루스는 나뭇잎을 뜯어먹기 좋게 입이 오리처럼 넓적하며 이빨도 1000개 이상 촘촘히 나있어 들소보다도 강한 씹는 힘을 가졌다. 9m에 달하는 큰 덩치를 가졌지만 초식공룡 답게 성격이 온순하고 무리지어 사는 것이 특징. 특히 하드로사우루스는 백악기 후기 아시아와 유럽, 북미 전역 등 널리 분포했으며 우리나라에서도 화석이 발견된 바 있다.　 알래스카 대학의 연구대상에 오른 화석은 지난 1961년 알래스카주 북극해 연안에 있는 콜빌강에서 처음 발견됐으며 당시에는 일반 포유류의 뼈로 추측됐다. 추운 알래스카에서 공룡이 살 수 있었던 것은 당시 날씨가 지금보다 훨씬 따뜻했기 때문으로 이같은 이유로 먹잇감인 양치식물, 원시 개화식물, 침엽수 등이 풍부했을 것이라는 것이 연구팀의 설명. - 날카로운 28개 이빨가진 신종 익룡(翼龍) 발견　 지난 10월 브리검영대학 연구팀은 지금까지 보고된 바 없는 8종의 신종 동물들의 화석을 미국 유타주의 사막에서 발견했다는 연구결과를 척추고생물학 학회에서 발표했다. 실제 논문은 내년에 발표될 예정인 이 연구에서 가장 눈길을 끄는 것은 비행 파충류인 익룡(翼龍)의 발견이다. 공룡과 친척뻘인 익룡은 지구상에 등장한 첫번째 척추동물로 그 시기는 대략 2억 2000만 년 전이다. 아직 정식이름이 붙지 않은 신종 익룡은 약 2억 1000만년 전 지금의 북미 대륙 상공을 주름잡으며 먹잇감을 사냥했을 것으로 보인다. 특히 이 익룡은 초창기 등장한 종(種)답게 날카로운 이빨을 가지고 있다. 연구에 따르면 약 1.3m 날개폭을 가진 이 익룡은 2개의 송곳니와 28개의 이빨을 가지고 있으며 강력한 턱 힘으로 먹잇감을 아작아작 씹어먹었을 것으로 추정된다. - 몸길이 5m, 신종 ‘날개달린 랩터’ 발견　 지난달 미국 캔자스대학교 연구팀은 중부 다코다 지방에서 6600만 년 전 살았던 4.9m 크기의 새로운 공룡화석을 발견, ‘다코타랍토르 스테이니’(Dakotaraptor steini)라고 명명했다. 연구팀은 이 공룡이 5m에 육박하는 거대한 크기에도 불구하고 몸집이 작은 벨로키랍토르(벨로시랩터) 만큼이나 민첩하고 사나웠을 것으로 짐작된다고 밝혔다. 다코타랍토르는 뒷다리 가운뎃발가락에 낫 형태의 긴 발톱이 달려있었는데 그 길이는 24㎝에 달한다. 과학자들은 이 발톱이 먹이의 내장을 꺼내는 용도로 쓰였거나 먹이가 도망가지 못하도록 붙잡는데 사용됐을 것으로 짐작하고 있지만 아직 어느 쪽으로도 확신하지는 않은 상태다. 다코타랍토르의 또 다른 특징은 날개와 깃털을 가지고 있었다는 점이다. 전문가들은 이 공룡의 앞다리에서 ‘깃혹’(quill knobs, 일부 동물의 아래팔뼈에 있는, 깃털이 부착되는 혹)을 발견, 이와 같이 짐작하고 있다. 다만 몸의 크기를 고려했을 때 비행 능력은 없었던 것으로 추정된다 - 오리처럼 주둥이 튀어나온 신종 공룡 ‘슈퍼덕’ 발견　 지난달 미국 몬타나 주립대 등 공동연구팀은 지역 내 주디스강 지층에서 약 7950만년 전 살았던 것으로 추정되는 신종 공룡을 발견했다. 오리주둥이 같은 입을 가져 ‘슈퍼덕’(Superduck)이라는 별칭이 붙은 이 공룡(학명·Probrachylophosaurus bergei)은 길이 9m, 몸무게는 5톤 정도의 초식공룡이다. 특히 이 공룡은 다른 오리주둥이 공룡종(種)들과 구분되는 특징을 갖고 있는데 그것은 바로 눈 위에 나있는 일종의 볏이다. 마치 자신의 종을 상징하는 문양처럼 나있는 이 볏은 나뭇잎처럼 보이며 눈 위 머리의 일부를 덮고있다. - 거북+앵무새 닮은 신종 ‘갑옷공룡’ 발견 최근 호주 퀸즈랜드 대학 연구팀은 '민미'의 화석을 3D 스캔으로 분석한 결과 ‘신종 공룡’으로 확인됐다는 연구결과를 관련 학회지(PeerJ)에 발표했다. 지난 1989년 퀸즈랜드 리치몬드에서 처음 발굴된 민미 화석은 손상되지 않은 채 거의 완벽한 상태로 보존돼 전세계 학자들의 큰 관심을 받았다. 몸 길이가 약 3m 안팎인 민미는 몸 전체가 마치 거북선을 연상시키듯 가시같이 뾰족한 뼈(스파이크)로 덮여있는 것이 특징으로 이 때문에 ‘갑옷공룡’에 포함됐다. 또한 민미는 다른 갑옷공룡처럼 4족 보행으로 하는 초식성으로, 뿔난 꼬리로 육식공룡을 물리쳤을 것으로 추정된다. 그러나 공룡학자들을 괴롭힌 것은 다름아닌 민미의 ‘족보’였다. 발견 초기 연구팀들은 민미를 주로 북미대륙에 살았던 갑옷공룡 ‘안킬로사우루스’(ankylosaurus)로 분류했으나 이후에는 스테고사우루스(Stegosaurus), 노도사우루스 (Nodosaurus)와도 유사한 특징이 나타나면서 아리송한 존재가 됐다. 이번에 민미는 ‘쿤바라사우루스’(Kunbarrasaurus ieversi)라는 ‘공룡다운’ 이름을 갖게됐으며 아메리카 대륙과 호주 대륙에 살았던 공룡들의 연결고리로 평가받았다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

군용 무인기는 이미 현대전에서는 빼놓을 수 없는 핵심 전력이다. 임무 역시 단순 정찰은 물론 지상 목표물 공격과 물자 수송까지 더 광범위해지고 있다. 여기에 더 나아가서 무인기에 새로운 기술적 시도 역시 이어지고 있다. 무인기 역시 유인기와 마찬가지로 크게 고정익기 형태와 헬기 같은 회전익기 형태로 나눌 수 있다. 고정익기는 회전익기보다 속도가 빠르고 정찰 범위가 넓다는 장점이 있지만, 대신 수직 이착륙은 불가능하다. 이 둘의 장점을 합친 형태의 항공기는 역사상 여러 차례 시도되었다. V-22 오스프리 같은 틸트로터기나 해리어나 F-35B 같은 수직 이착륙 제트기가 그것이다. 그러나 이 항공기들은 구조가 복잡할 뿐 아니라 가격도 비싸다. 미 해군 연구국(ONR)과 미 방위 고등연구계획국(DARPA)는 매우 저렴한 가격에 수직으로 이착륙할 수 있는 고정익 무인기를 개발하고 있다. 이 계획은 TERN(Tactically Exploited Reconnaissance Node)이라고 명명되었으며 현재는 초기 연구 단계이다. 미 해군의 요구사항은 항속거리 1,670km, 탑재량 272kg 정도의 저렴한 무인기이다. 그와 동시에 이 무인기는 구축함의 좁은 갑판에 안정적으로 착륙할 수 있어야 한다. 미국 노스럽 그루만 사는 이 사업에 응찰하기 위해 새로운 무인기를 개발하고 있다. 구체적인 성능과 형상은 공개되지 않았지만, 이전에 공개된 개념도(위)와는 약간 다른 방식이라고 한다. TERN은 고정익기면서 수직으로 이착륙하기 위해서 꼬리날개로 착륙하는 방식(tail-down)을 사용한다. 플라이트 글로벌 등 외신의 보도로는 노스럽 그루만의 제안은 대략 9m 너비의 날개를 가진 무인기로 두 개의 로터가 반대로 회전하는 이중반전 블레이드(contra-rotating blade)를 사용한다. 이는 1950년대 개발되었던 록히드 XFV와 비슷한 형식이다. 당시 이 시험기는 이륙은 그럭저럭 가능했으나 착륙 시 시야 확보가 매우 어렵고 안전성을 유지하기 어려워 결국 계획이 취소된 바 있다. 그런데도 다시 이 방식을 들고나오는 이유는 별도의 엔진이나 회전하는 프로펠러 같은 복잡한 구조를 취하지 않아서 가격을 저렴하게 만들 수 있기 때문이다. 만약 개발에 성공한다면 꼬리 쪽으로 착륙하는 독특한 비행기의 구상이 60년 이상의 시간을 뛰어넘어 현실로 실현되는 셈이다. 그동안 기술이 크게 발전했고 작은 무인기인 만큼 착륙 시 안정성 확보도 상대적으로 쉽다. 그러나 목표만큼 성능이 나올지는 아직 판단하기 이르다. 따라서 개발 성공 여부는 좀 더 기다려봐야 확실할 것으로 보인다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

지구 면적의 대부분은 바다가 차지하고 있다. 그리고 이 바다에는 막대한 자원이 잠자고 있다. 현재 바다에서 자원채취는 주로 식량 채취가 아니면 석유와 가스처럼 상대적으로 채취가 쉬운 자원에 집중되어 있지만, 앞으로는 광물 자원 역시 인류의 중요한 미래 자원이 될 가능성이 있다. 바다 깊은 곳에는 망간 단괴를 비롯해서 각종 유용한 광물 자원이 존재한다. 그러나 고체 상태의 자원을 심해에서 건져내는 일이 쉽지 않다. 대부분의 경우 심해에서 자원을 채취하는 데 들어가는 비용이 자원 자체의 경제적 가치보다 높아서 막대한 자원이 있다는 사실을 알고도 개발을 못 하는 것이 현실이다. 그런데 캐나다 토론토에 본사를 둔 노틸러스 미네랄(Nautilus Minerals)이라는 회사에서 바다 밑에서 광물 자원을 채취하는 사업에 뛰어들었다. 이들이 채취하는 자원은 구리, 금, 은 등이 풍부하게 존재하는 광석으로 당연히 비싼 채취 비용을 감당하고도 남는 금 같은 고가 자원이 주요 목표이다. 이 회사는 이를 위해서 3가지 종류의 심해 로봇(사진)을 만들었다. 이 로봇들은 광석을 부수고 흡입한 후 이를 다시 바다 위에 있는 모선으로 보내는 역할을 한다. 현재 채취를 시작할 첫 번째 목표는 파푸아뉴기니 근방의 비스마르크 해 1,600m 수심 해저다. Solwara 1이라고 명명된 이 채취 장소에서 250만t의 광물을 채취하면 대략 15억 달러의 금을 얻을 수 있다는 것이 이 회사의 계산이다. 그렇다면 막대한 채취 비용을 어느 정도 감당할 수 있다. 문제는 광물 채취의 이권 문제로 파푸아뉴기니 정부와 갈등을 겪었다는 것이다. 최근 노틸러스 미네랄과 파푸아뉴기니 정부는 기술 이전 등의 조건으로 이 장소에서 광물 채취에 합의해 가까운 미래에 실제 광물 채취가 가능해질 전망이다. 물론 그전에 이 로봇이 1,600m 수심에서 정말 정상적으로 작동하는지 알기 위해 2016년부터 해저에서 테스트를 먼저 진행할 예정이다. 모든 것이 예정대로 된다면 2018년, 227m 길이의 모선이 완성되어 이 지역에서 자원 채취가 시작될 것이다. 실제로 안정적인 채취가 가능할지는 좀 더 두고 봐야 알겠지만, 심해 광물 채취가 본격적으로 진행되면 해양 생태계 오염 등의 문제가 생기지 않을까 우려하는 시선도 적지 않다. 다른 한편으로는 현재 경제적인 채취가 불가능한 심해 광물 자원이 점차 기술 혁신으로 채취할 수 있게 될 때 새로운 국제 분쟁이 일어날 것으로 우려하는 시선도 있다. 이번 시도가 성공한다면 심해에서 광물 자원을 채취하려는 움직임은 더 본격화될 것이다. 앞으로 이 분야에서 국가 간, 기업 간 경쟁은 거의 피할 수 없는 미래다. 사실 심해에서 광물을 채취하려는 시도는 한국 역시 예외가 아니다. 이미 채광로봇인 미내로(MineRo)의 심해저 성능 실험도 진행했다. 다만 이 시장을 선점하기 위해서는 앞으로 이 분야에 대한 지속적인 투자가 중요할 것으로 보인다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com　　

과학자들이 인간의 지능과 직접 관련된 두 유전자 집단을 처음으로 식별해냈다고 영국 일간지 데일리메일이 21일(현지시간) 보도했다. ‘M1’과 ‘M3’으로 명명된 이들 ‘유전자 네트워크’는 한 개인이 자신의 기억과 집중, 처리속도, 추리를 제어함으로써 얼마나 똑똑한지 결정하는 것으로 나타났다. 또한 이들 과학자들은 결정적으로 유전자 네트워크를 스위치처럼 제어할 수 있다는 사실도 확인했다. 각 유전자 네트워크는 수백 개의 유전자로 구성돼 있다. 영국 임페리얼칼리지 런던(ICL) 마이클 존슨 박사가 이끈 국제 연구팀은 이제 이런 스위치를 빈틈없이 식별하고 이를 제어하는 방법을 분석하고 있다. 연구는 아직 초기 단계에 있지만, 연구팀은 인간의 인지 기능을 향상하기 위해 이런 유전자 네트워크의 지식을 사용할 수 있는지를 궁극적으로 조사할 계획이다. 이에 대해 마이클 존슨 박사(의학부)는 “유전자가 지능에 중요한 역할을 하는 것은 알고 있었지만, 지금까지 어떤 유전자가 적절한지는 알지 못했다”면서 “이번 연구는 지능 관련 유전자 중 일부에 주목하고 이런 유전자가 어떻게 상호작용하는지를 강조한다”고 설명했다. 이어 "흥미로운 점은 발견한 유전자가 지능과 연결돼 활동하는 모든 유전자 집단을 다룰 수 있음을 의미하는 하나의 공통의 규칙을 공유하기 쉽다는 것”이라면서 “연구는 아직 이론적 단계지만 유전자가 함께 작동해 지능을 향상할 수 있음을 시사한다”고 말했다. 이번 연구에서는 간질로 신경외과적 수술을 받은 환자들의 뇌를 조사했으며 이들 뇌에서 발현한 수천 개의 유전자를 분석했다. 그다음 지능지수(IQ) 검사를 수행한 건강한 사람들의 유전적 정보도 조사했다. 연구팀은 또 자폐 스펙트럼 장애(ASD)와 지적 장애와 같은 신경 질환을 가진 사람들의 유전적 정보도 조사했다. 이런 데이터를 종합, 컴퓨터 모델화를 통해 연구팀은 건강한 인지 능력에 관여하는 유전자 네트워크들을 식별할 수 있었다고 밝혔다. 특히 연구팀은 건강한 사람 중에서 지능에 영향을 주는 일부 유전자가 변이를 일으키면 인지 능력이 손상되고 간질을 일으키는 유전자와 같다는 것을 발견했다. 이에 대해 존슨 박사는 “이런 지능의 특성은 각자의 위치에 선수를 배치하는 축구팀처럼 큰 유전자 집단이 함께 작동하는 것에 좌우됐다”고 설명했다. 이어 “우리는 인간 뇌가 많은 복잡한 정보에 직면했을 때 새로운 기억을 생성하거나 현명한 결정을 내리는 인지 능력에 영향을 주기 위해 유전자가 함께 작동하는지 컴퓨터 분석으로 식별했다”면서 “어린 시절 심한 간질이나 지적 장애가 발생한 원인이 이런 일부 유전자에 있다는 것도 발견했다”고 덧붙였다. 또 연구팀은 이번 연구가 거대한 게놈의 데이터 집합을 건강과 질병 모두에서 인간의 뇌 기능에 관한 새로운 경로를 발견하는 데 사용하는 방법을 보여준다고 말한다. 연구팀은 이번 연구는 간질과 같은 신경발달 질환의 더 나은 치료는 물론 이런 치명적인 질병과 관련한 인지 장애를 개선하거나 치료하는 데 깊은 이해를 제공할 것이라고 기대감을 나타냈다. 한편 이번 연구결과는 뇌과학 분야 권위지인 ‘네이처 뉴로사이언스’(Nature Neuroscience) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

군용 무인기는 이미 현대전에서는 빼놓을 수 없는 핵심 전력이다. 임무 역시 단순 정찰은 물론 지상 목표물 공격과 물자 수송까지 더 광범위해지고 있다. 여기에 더 나아가서 무인기에 새로운 기술적 시도 역시 이어지고 있다. 무인기 역시 유인기와 마찬가지로 크게 고정익기 형태와 헬기 같은 회전익기 형태로 나눌 수 있다. 고정익기는 회전익기보다 속도가 빠르고 정찰 범위가 넓다는 장점이 있지만, 대신 수직 이착륙은 불가능하다. 이 둘의 장점을 합친 형태의 항공기는 역사상 여러 차례 시도되었다. V-22 오스프리 같은 틸트로터기나 해리어나 F-35B 같은 수직 이착륙 제트기가 그것이다. 그러나 이 항공기들은 구조가 복잡할 뿐 아니라 가격도 비싸다. 미 해군 연구국(ONR)과 미 방위 고등연구계획국(DARPA)는 매우 저렴한 가격에 수직으로 이착륙할 수 있는 고정익 무인기를 개발하고 있다. 이 계획은 TERN(Tactically Exploited Reconnaissance Node)이라고 명명되었으며 현재는 초기 연구 단계이다. 미 해군의 요구사항은 항속거리 1,670km, 탑재량 272kg 정도의 저렴한 무인기이다. 그와 동시에 이 무인기는 구축함의 좁은 갑판에 안정적으로 착륙할 수 있어야 한다. 미국 노스럽 그루만 사는 이 사업에 응찰하기 위해 새로운 무인기를 개발하고 있다. 구체적인 성능과 형상은 공개되지 않았지만, 이전에 공개된 개념도(위)와는 약간 다른 방식이라고 한다. TERN은 고정익기면서 수직으로 이착륙하기 위해서 꼬리날개로 착륙하는 방식(tail-down)을 사용한다. 플라이트 글로벌 등 외신의 보도로는 노스럽 그루만의 제안은 대략 9m 너비의 날개를 가진 무인기로 두 개의 로터가 반대로 회전하는 이중반전 블레이드(contra-rotating blade)를 사용한다. 이는 1950년대 개발되었던 록히드 XFV와 비슷한 형식이다. 당시 이 시험기는 이륙은 그럭저럭 가능했으나 착륙 시 시야 확보가 매우 어렵고 안전성을 유지하기 어려워 결국 계획이 취소된 바 있다. 그런데도 다시 이 방식을 들고나오는 이유는 별도의 엔진이나 회전하는 프로펠러 같은 복잡한 구조를 취하지 않아서 가격을 저렴하게 만들 수 있기 때문이다. 만약 개발에 성공한다면 꼬리 쪽으로 착륙하는 독특한 비행기의 구상이 60년 이상의 시간을 뛰어넘어 현실로 실현되는 셈이다. 그동안 기술이 크게 발전했고 작은 무인기인 만큼 착륙 시 안정성 확보도 상대적으로 쉽다. 그러나 목표만큼 성능이 나올지는 아직 판단하기 이르다. 따라서 개발 성공 여부는 좀 더 기다려봐야 확실할 것으로 보인다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

거품 논란도 있기는 하지만, 3D 프린터 기술은 21세기 새로운 연금술로 불리고 있습니다. 현재는 응용범위가 다소 제한적이지만, 점차 산업 전반에 파급효과가 커지고 있는 것도 사실입니다. 많은 기업이 3D 프린터의 가능성을 시험하고 있는데, 미 항공우주국(NASA) 역시 그 가능성을 시험하고 있습니다. NASA는 이미 국제 유인 우주 정거장(ISS)에서 최초의 우주 3D 프린터를 테스트했으며 심지어 우주에서 음식을 출력하는 3D 프린터 연구에 자금을 지원하기도 했습니다. 아예 우주 기지를 3D 프린터로 제작하는 야심찬 계획도 있습니다. 아직은 그렇게 널리 사용될 것 같지 않은데, 이렇게 큰 관심을 보이는 이유는 뭘까요? 그것은 3D 프린터가 보여줄 가능성 때문입니다, NASA는 이미 금속 3D 프린터 부분에 막대한 투자를 했으며, 이제 실제 로켓 엔진을 3D 프린터로 출력하는 단계에 거의 도달했습니다. - 로켓 엔진을 3D 프린터로? 일단 이 제목만 보면 ‘왜 그래야 하는가?’라는 의구심부터 들 수밖에 없습니다. 금속을 3D 프린터로 출력해서 부품을 만드는 모습은 놀랍기는 하지만, 과연 현재 상태에서 무슨 이득이 있느냐는 의문을 품을 만하기 때문입니다. NASA의 엔지니어들은 이 질문에 대한 명확한 답을 알고 있습니다. 비용과 제조 시간을 크게 단축하고 신뢰성도 높일 수 있다는 것입니다. 현재 사용되는 대형 로켓 엔진은 매우 크고 복잡합니다. 그러다 보니 일회용으로 쓰고 버리는 엔진이라도 그 제작 과정은 1년이나 걸렸습니다. 생산 수량이 적다 보니 생산 과정을 자동화시키는 거대한 공장을 세우는 것은 도저히 수지 타산이 맞지 않는 것이죠. 물론 구조가 복잡해 기존의 방식으로는 대량 생산도 어렵습니다. 그런데 복잡한 엔진 부품을 한 번에 출력할 수 있다면 어떨까요? 3D 프린터 몇 대로 그 일을 할 수 있다면 거대한 공장도 필요없고 온종일 일을 할 테니 시간도 크게 단축될 것입니다. 과정을 자동화해서 인건비를 크게 절감하는 것은 말할 필요도 없습니다. - 레이저를 이용해서 엔진 부품을 만들다 금속 소재를 3D 프린터로 출력하는 일은 쉽지 않습니다. 금속은 대개 매우 높은 온도에서 녹기 때문이죠. 주로 사용하는 방법은 금속을 조금씩 녹여서 붙이는 것인데, 이 과정이 말처럼 쉽지는 않습니다. 하지만 NASA의 엔지니어들은 상당히 신뢰성 높은 금속 3D 프린터 기술을 개발했습니다. 올해 상반기 NASA의 마셜 우주 비행 센터의 소재 및 가공 연구소의 과학자들은 선택적 레이저 융해(selective laser melting) 방식을 이용해 만든 풀 스케일 로켓 부품을 공개했습니다. 쉽게 말하면 미세한 구리합금을 레이저로 녹여서 붙이는 방식으로 만든 것입니다. 위에 보이는 제품(사진 아래)은 로켓 연소실 라이너로 섭씨 수천 도의 고온을 견뎌야 합니다. 하지만 현재 있는 금속 합금 중 이런 고온에서 안정적인 것은 없습니다. 그래서 부품 벽 내부에 200개에 달하는 미세한 관을 만들고 여기로 영하 173도의 액체 수소를 흘려보내 온도를 식히는 방식을 사용합니다. 당연히 기존의 방식으로는 제작이 어려워 비용과 시간이 오래 걸렸지만, 이제는 한 번에 출력할 수 있습니다. 그런데 이렇게 만든 부품이 실제 초고온/고압 환경에서도 잘 버틸까요? 아무래도 기존의 제작 방식보다 못 미더운 것이 사실입니다. 그래서 NASA의 과학자들은 몇 년째 연소 테스트를 진행 중입니다. - 실용화를 목전에 둔 3D 프린팅 로켓 엔진 최근 NASA에서 공개한 테스트에서 3D 프린팅 로켓 엔진은 2만 파운드의 추력과 섭씨 3,000도가 넘는 고온 환경에서 성공적으로 작동했습니다. 예를 들어 연료를 공급하는 터보 펌프(turbopump)의 경우 9만 rpm이라는 엄청난 회전속도를 견뎌냈고, 액체 산소와 수소를 주입하는 인젝터는 영하 240도의 극저온에서도 정상적으로 작동했습니다. 이 부품들은 모두 3D 프린터로 출력한 것입니다. 브레드보드(Breadboard)라고 명명된 테스트 엔진은 앞으로도 여러 차례 테스트를 거칠 것입니다. 실제 로켓이나 우주선에 탑재하기 전에 신뢰성을 충분히 확보해야 하기 때문이죠. 이 엔진은 부품의 75%를 3D 프린터로 출력한 것입니다. 참고로 NASA에 의하면 이 엔진의 출력은 대형 로켓의 1단으로는 부족하지만, 화성 착륙선이나 2단 이상의 로켓 엔진으로는 지금도 사용이 가능한 수준입니다. 앞으로 화성의 대기에서 직접 메탄가스와 산소를 추출해서 연료를 만드는 실험에 대비해 이 엔진은 액체 수소 이외에 메탄가스 연소도 가능합니다. 과거의 제조 방식으로는 1년 정도 걸렸을 엔진 제작은 3D 프린터로 복잡한 부품을 출력하면서 몇 개월로 기간이 짧아졌습니다. 들어가는 부품 수도 줄었습니다. 터보 펌프의 경우 부품 수를 45%나 줄였다고 합니다. 덕분에 조립이 쉬워지는 것은 물론 제품의 신뢰성도 높아졌습니다. - 금속 3D 프린터의 미래 3D 프린터로 엔진 부품을 만들게 되면 문제가 되는 부분을 간단하게 수정해서 출력할 수도 있고 다양한 크기와 모양의 부품도 한 프린터에서 출력할 수 있습니다. 이는 로켓 제조 부분에서 혁명이 될지도 모릅니다. 하지만 혁신이 로켓에서만 있을 필요는 없습니다. 이렇게 신뢰성 높은 엔진을 제조할 수 있다면 3D 프린터는 다른 분야에서 필요한 다양한 금속 부품을 제작할 수 있기 때문입니다. 물론 모든 부품을 3D 프린터로 제작할 이유는 없겠지만, 복잡한 내부 구조를 가지고 소량 생산을 해야 하는 분야라면 3D 프린터가 혁신을 불러올 수 있습니다. 물론 아직은 시작 단계라 미래를 너무 장밋빛으로 생각하는 것은 금물입니다. 그러나 금속 소재를 출력할 수 있게 되면서 3D 프린터의 활용 범위가 더 커지고 있다는 점은 부인할 수 없는 사실입니다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com　

올 한해도 지구촌 곳곳에서 수억 년에서 수천 만 년 세월 속에 묻혀있던 수많은 신종 공룡들이 연구팀에 의해 발견됐다. 마치 박쥐같은 날개를 달고 중국땅을 날아다닌 기상천외한 모습의 공룡부터 북미대륙을 누빈 뿔공룡까지 올 한해 유명 학회지에 발표된 신종공룡들을 정리해 봤다. - 박쥐같은 날개 가진 신종 공룡　 지난 4월 중국 과학 아카데미 등 국제공동연구팀은 비둘기 만한 사이즈의 작은 공룡 ‘이치’(翼奇·기묘한 날개)를 확인했다는 연구결과를 유명저널 네이처(Nature)에 발표했다. 과거 허베이성의 한 호수 밑에서 화석으로 발견된 이 공룡은 약 1억 6000만년 전 살았던 종으로 무게는 380g 정도로 작은 크기다. 그러나 이 공룡은 티라노사우루스처럼 날카로운 이빨로 육식을 하는 수각류(獸脚類)다. 이 연구에서 드러난 공룡의 가장 큰 특징은 팔 부분에 곧고 길게 옆으로 뻗어나온 뼈다. 놀라운 사실은 이 조직이 날개 역할을 한다는 것으로 일반적으로 새가 갖는 깃털 대신 피부 조직의 막으로 이루어져 있다. 연구팀은 이를 근거로 이 공룡이 짧은 거리의 비행 능력이 있거나 혹은 낙하산 같은 용도로 날개를 사용했을 것으로 추정하고 있다. - 트리케라톱스 친척뻘 신종 공룡 ‘헬보이’ 　 지난 6월 캐나다 로열 티렐 고생물학박물관 연구팀은 머리에 왕관같은 주름 장식과 코와 눈 주위에 긴 뿔, 작은 뿔을 가진 신종 공룡을 발견했다고 발표했다. ‘세 개의 뿔 얼굴’이라는 의미를 가진 트리케라톱스(Triceratops)와 비슷한 외모를 가진 이 공룡은 이같은 특징 때문에 ’헬보이‘(Hellboy)라는 그럴듯한 별명도 얻었다. 헬보이는 만화와 영화 시리즈의 주인공으로 얼굴에 뭉뚝한 2개의 뿔이 있는 것이 특징. 당초 이 공룡은 10년 전 캐나다 알버타 올드맨 강 인근에서 우연히 발굴됐으며 지금까지의 연구를 통해 신종임이 확인됐다. 정식명칭은 라틴어로 왕이라는 의미를 가진 레갈리스(regalis)와 뿔을 가진 얼굴이라는 뜻의 케라톱스(ceratops), 발견된 사람의 이름 등을 따서 레갈리케라톱스(Regaliceratops peterhewsi)라고 명명됐다. - 7900만년 전 북미대륙 누빈 신종 ‘뿔 공룡'　 지난 7월 캐나다 로얄 온타리오 박물관 연구팀은 5년 전 앨버타에서 발굴된 여러 공룡 화석 중 일부가 ‘신종’ 임을 확인했다는 논문을 발표했다. 새롭게 확인된 이 공룡은 ‘케라톱스과’(Ceratopsidae)에 속하며 대표적인 ‘소속팀 선수’로는 ‘트리케라톱스’(Triceratops)가 유명하다. ‘세 개의 뿔 얼굴’이라는 의미의 트리케라톱스는 눈 위에 뿔을 가진 각룡으로 우락부락한 생김새와는 달리 초식동물이다. 화석의 발견자 이름을 따 ‘웬디케라톱스’(Wendiceratops pinhornensis)로 명명된 이 신종 공룡은 길이 6m, 몸무게 1t의 단단한 덩치를 자랑한다. 특히 웬디케라톱스는 입에 앵무새같은 부리가 있으며 뭉뚝한 코 뿔, 머리 뒤 왕관같은 프릴이 파마한 것처럼 앞으로 구부러진 것이 특징이다. - 9m 덩치 가진 신종 ‘오리주둥이 공룡’ 발견　 지난 9월 미국 알래스카와 플로리다 대학 연구팀은 과거 이 지역에서 발굴된 화석 중 오리같은 주둥이를 가진 9m 덩치의 신종 초식공룡(학명·Ugrunaaluk kuukpikensis)을 확인했다는 연구결과를 발표했다. 지금으로부터 약 6900만 년 전 알래스카에서 살았던 것으로 추정되는 이 공룡은 당초 ‘하드로사우루스’(Hadrosaurus)에 속하는 것으로 파악돼 왔다. 북미에서 자주 발견되는 하드로사우루스는 나뭇잎을 뜯어먹기 좋게 입이 오리처럼 넓적하며 이빨도 1000개 이상 촘촘히 나있어 들소보다도 강한 씹는 힘을 가졌다. 9m에 달하는 큰 덩치를 가졌지만 초식공룡 답게 성격이 온순하고 무리지어 사는 것이 특징. 특히 하드로사우루스는 백악기 후기 아시아와 유럽, 북미 전역 등 널리 분포했으며 우리나라에서도 화석이 발견된 바 있다.　 알래스카 대학의 연구대상에 오른 화석은 지난 1961년 알래스카주 북극해 연안에 있는 콜빌강에서 처음 발견됐으며 당시에는 일반 포유류의 뼈로 추측됐다. 추운 알래스카에서 공룡이 살 수 있었던 것은 당시 날씨가 지금보다 훨씬 따뜻했기 때문으로 이같은 이유로 먹잇감인 양치식물, 원시 개화식물, 침엽수 등이 풍부했을 것이라는 것이 연구팀의 설명. - 날카로운 28개 이빨가진 신종 익룡(翼龍) 발견　 지난 10월 브리검영대학 연구팀은 지금까지 보고된 바 없는 8종의 신종 동물들의 화석을 미국 유타주의 사막에서 발견했다는 연구결과를 척추고생물학 학회에서 발표했다. 실제 논문은 내년에 발표될 예정인 이 연구에서 가장 눈길을 끄는 것은 비행 파충류인 익룡(翼龍)의 발견이다. 공룡과 친척뻘인 익룡은 지구상에 등장한 첫번째 척추동물로 그 시기는 대략 2억 2000만 년 전이다. 아직 정식이름이 붙지 않은 신종 익룡은 약 2억 1000만년 전 지금의 북미 대륙 상공을 주름잡으며 먹잇감을 사냥했을 것으로 보인다. 특히 이 익룡은 초창기 등장한 종(種)답게 날카로운 이빨을 가지고 있다. 연구에 따르면 약 1.3m 날개폭을 가진 이 익룡은 2개의 송곳니와 28개의 이빨을 가지고 있으며 강력한 턱 힘으로 먹잇감을 아작아작 씹어먹었을 것으로 추정된다. - 몸길이 5m, 신종 ‘날개달린 랩터’ 발견　 지난달 미국 캔자스대학교 연구팀은 중부 다코다 지방에서 6600만 년 전 살았던 4.9m 크기의 새로운 공룡화석을 발견, ‘다코타랍토르 스테이니’(Dakotaraptor steini)라고 명명했다. 연구팀은 이 공룡이 5m에 육박하는 거대한 크기에도 불구하고 몸집이 작은 벨로키랍토르(벨로시랩터) 만큼이나 민첩하고 사나웠을 것으로 짐작된다고 밝혔다. 다코타랍토르는 뒷다리 가운뎃발가락에 낫 형태의 긴 발톱이 달려있었는데 그 길이는 24㎝에 달한다. 과학자들은 이 발톱이 먹이의 내장을 꺼내는 용도로 쓰였거나 먹이가 도망가지 못하도록 붙잡는데 사용됐을 것으로 짐작하고 있지만 아직 어느 쪽으로도 확신하지는 않은 상태다. 다코타랍토르의 또 다른 특징은 날개와 깃털을 가지고 있었다는 점이다. 전문가들은 이 공룡의 앞다리에서 ‘깃혹’(quill knobs, 일부 동물의 아래팔뼈에 있는, 깃털이 부착되는 혹)을 발견, 이와 같이 짐작하고 있다. 다만 몸의 크기를 고려했을 때 비행 능력은 없었던 것으로 추정된다 - 오리처럼 주둥이 튀어나온 신종 공룡 ‘슈퍼덕’ 발견　 지난달 미국 몬타나 주립대 등 공동연구팀은 지역 내 주디스강 지층에서 약 7950만년 전 살았던 것으로 추정되는 신종 공룡을 발견했다. 오리주둥이 같은 입을 가져 ‘슈퍼덕’(Superduck)이라는 별칭이 붙은 이 공룡(학명·Probrachylophosaurus bergei)은 길이 9m, 몸무게는 5톤 정도의 초식공룡이다. 특히 이 공룡은 다른 오리주둥이 공룡종(種)들과 구분되는 특징을 갖고 있는데 그것은 바로 눈 위에 나있는 일종의 볏이다. 마치 자신의 종을 상징하는 문양처럼 나있는 이 볏은 나뭇잎처럼 보이며 눈 위 머리의 일부를 덮고있다. - 거북+앵무새 닮은 신종 ‘갑옷공룡’ 발견 최근 호주 퀸즈랜드 대학 연구팀은 '민미'의 화석을 3D 스캔으로 분석한 결과 ‘신종 공룡’으로 확인됐다는 연구결과를 관련 학회지(PeerJ)에 발표했다. 지난 1989년 퀸즈랜드 리치몬드에서 처음 발굴된 민미 화석은 손상되지 않은 채 거의 완벽한 상태로 보존돼 전세계 학자들의 큰 관심을 받았다. 몸 길이가 약 3m 안팎인 민미는 몸 전체가 마치 거북선을 연상시키듯 가시같이 뾰족한 뼈(스파이크)로 덮여있는 것이 특징으로 이 때문에 ‘갑옷공룡’에 포함됐다. 또한 민미는 다른 갑옷공룡처럼 4족 보행으로 하는 초식성으로, 뿔난 꼬리로 육식공룡을 물리쳤을 것으로 추정된다. 그러나 공룡학자들을 괴롭힌 것은 다름아닌 민미의 ‘족보’였다. 발견 초기 연구팀들은 민미를 주로 북미대륙에 살았던 갑옷공룡 ‘안킬로사우루스’(ankylosaurus)로 분류했으나 이후에는 스테고사우루스(Stegosaurus), 노도사우루스 (Nodosaurus)와도 유사한 특징이 나타나면서 아리송한 존재가 됐다. 이번에 민미는 ‘쿤바라사우루스’(Kunbarrasaurus ieversi)라는 ‘공룡다운’ 이름을 갖게됐으며 아메리카 대륙과 호주 대륙에 살았던 공룡들의 연결고리로 평가받았다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

거품 논란도 있기는 하지만, 3D 프린터 기술은 21세기 새로운 연금술로 불리고 있습니다. 현재는 응용범위가 다소 제한적이지만, 점차 산업 전반에 파급효과가 커지고 있는 것도 사실입니다. 많은 기업이 3D 프린터의 가능성을 시험하고 있는데, 미 항공우주국(NASA) 역시 그 가능성을 시험하고 있습니다. NASA는 이미 국제 유인 우주 정거장(ISS)에서 최초의 우주 3D 프린터를 테스트했으며 심지어 우주에서 음식을 출력하는 3D 프린터 연구에 자금을 지원하기도 했습니다. 아예 우주 기지를 3D 프린터로 제작하는 야심찬 계획도 있습니다. 아직은 그렇게 널리 사용될 것 같지 않은데, 이렇게 큰 관심을 보이는 이유는 뭘까요? 그것은 3D 프린터가 보여줄 가능성 때문입니다, NASA는 이미 금속 3D 프린터 부분에 막대한 투자를 했으며, 이제 실제 로켓 엔진을 3D 프린터로 출력하는 단계에 거의 도달했습니다. - 로켓 엔진을 3D 프린터로? 일단 이 제목만 보면 ‘왜 그래야 하는가?’라는 의구심부터 들 수밖에 없습니다. 금속을 3D 프린터로 출력해서 부품을 만드는 모습은 놀랍기는 하지만, 과연 현재 상태에서 무슨 이득이 있느냐는 의문을 품을 만하기 때문입니다. NASA의 엔지니어들은 이 질문에 대한 명확한 답을 알고 있습니다. 비용과 제조 시간을 크게 단축하고 신뢰성도 높일 수 있다는 것입니다. 현재 사용되는 대형 로켓 엔진은 매우 크고 복잡합니다. 그러다 보니 일회용으로 쓰고 버리는 엔진이라도 그 제작 과정은 1년이나 걸렸습니다. 생산 수량이 적다 보니 생산 과정을 자동화시키는 거대한 공장을 세우는 것은 도저히 수지 타산이 맞지 않는 것이죠. 물론 구조가 복잡해 기존의 방식으로는 대량 생산도 어렵습니다. 그런데 복잡한 엔진 부품을 한 번에 출력할 수 있다면 어떨까요? 3D 프린터 몇 대로 그 일을 할 수 있다면 거대한 공장도 필요없고 온종일 일을 할 테니 시간도 크게 단축될 것입니다. 과정을 자동화해서 인건비를 크게 절감하는 것은 말할 필요도 없습니다. - 레이저를 이용해서 엔진 부품을 만들다 금속 소재를 3D 프린터로 출력하는 일은 쉽지 않습니다. 금속은 대개 매우 높은 온도에서 녹기 때문이죠. 주로 사용하는 방법은 금속을 조금씩 녹여서 붙이는 것인데, 이 과정이 말처럼 쉽지는 않습니다. 하지만 NASA의 엔지니어들은 상당히 신뢰성 높은 금속 3D 프린터 기술을 개발했습니다. 올해 상반기 NASA의 마셜 우주 비행 센터의 소재 및 가공 연구소의 과학자들은 선택적 레이저 융해(selective laser melting) 방식을 이용해 만든 풀 스케일 로켓 부품을 공개했습니다. 쉽게 말하면 미세한 구리합금을 레이저로 녹여서 붙이는 방식으로 만든 것입니다. 위에 보이는 제품(사진 아래)은 로켓 연소실 라이너로 섭씨 수천 도의 고온을 견뎌야 합니다. 하지만 현재 있는 금속 합금 중 이런 고온에서 안정적인 것은 없습니다. 그래서 부품 벽 내부에 200개에 달하는 미세한 관을 만들고 여기로 영하 173도의 액체 수소를 흘려보내 온도를 식히는 방식을 사용합니다. 당연히 기존의 방식으로는 제작이 어려워 비용과 시간이 오래 걸렸지만, 이제는 한 번에 출력할 수 있습니다. 그런데 이렇게 만든 부품이 실제 초고온/고압 환경에서도 잘 버틸까요? 아무래도 기존의 제작 방식보다 못 미더운 것이 사실입니다. 그래서 NASA의 과학자들은 몇 년째 연소 테스트를 진행 중입니다. - 실용화를 목전에 둔 3D 프린팅 로켓 엔진 최근 NASA에서 공개한 테스트에서 3D 프린팅 로켓 엔진은 2만 파운드의 추력과 섭씨 3,000도가 넘는 고온 환경에서 성공적으로 작동했습니다. 예를 들어 연료를 공급하는 터보 펌프(turbopump)의 경우 9만 rpm이라는 엄청난 회전속도를 견뎌냈고, 액체 산소와 수소를 주입하는 인젝터는 영하 240도의 극저온에서도 정상적으로 작동했습니다. 이 부품들은 모두 3D 프린터로 출력한 것입니다. 브레드보드(Breadboard)라고 명명된 테스트 엔진은 앞으로도 여러 차례 테스트를 거칠 것입니다. 실제 로켓이나 우주선에 탑재하기 전에 신뢰성을 충분히 확보해야 하기 때문이죠. 이 엔진은 부품의 75%를 3D 프린터로 출력한 것입니다. 참고로 NASA에 의하면 이 엔진의 출력은 대형 로켓의 1단으로는 부족하지만, 화성 착륙선이나 2단 이상의 로켓 엔진으로는 지금도 사용이 가능한 수준입니다. 앞으로 화성의 대기에서 직접 메탄가스와 산소를 추출해서 연료를 만드는 실험에 대비해 이 엔진은 액체 수소 이외에 메탄가스 연소도 가능합니다. 과거의 제조 방식으로는 1년 정도 걸렸을 엔진 제작은 3D 프린터로 복잡한 부품을 출력하면서 몇 개월로 기간이 짧아졌습니다. 들어가는 부품 수도 줄었습니다. 터보 펌프의 경우 부품 수를 45%나 줄였다고 합니다. 덕분에 조립이 쉬워지는 것은 물론 제품의 신뢰성도 높아졌습니다. - 금속 3D 프린터의 미래 3D 프린터로 엔진 부품을 만들게 되면 문제가 되는 부분을 간단하게 수정해서 출력할 수도 있고 다양한 크기와 모양의 부품도 한 프린터에서 출력할 수 있습니다. 이는 로켓 제조 부분에서 혁명이 될지도 모릅니다. 하지만 혁신이 로켓에서만 있을 필요는 없습니다. 이렇게 신뢰성 높은 엔진을 제조할 수 있다면 3D 프린터는 다른 분야에서 필요한 다양한 금속 부품을 제작할 수 있기 때문입니다. 물론 모든 부품을 3D 프린터로 제작할 이유는 없겠지만, 복잡한 내부 구조를 가지고 소량 생산을 해야 하는 분야라면 3D 프린터가 혁신을 불러올 수 있습니다. 물론 아직은 시작 단계라 미래를 너무 장밋빛으로 생각하는 것은 금물입니다. 그러나 금속 소재를 출력할 수 있게 되면서 3D 프린터의 활용 범위가 더 커지고 있다는 점은 부인할 수 없는 사실입니다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com　

과학자들이 인간의 지능과 직접 관련된 두 유전자 집단을 처음으로 식별해냈다고 영국 일간지 데일리메일이 21일(현지시간) 보도했다. ‘M1’과 ‘M3’으로 명명된 이들 ‘유전자 네트워크’는 한 개인이 자신의 기억과 집중, 처리속도, 추리를 제어함으로써 얼마나 똑똑한지 결정하는 것으로 나타났다. 또한 이들 과학자들은 결정적으로 유전자 네트워크를 스위치처럼 제어할 수 있다는 사실도 확인했다. 각 유전자 네트워크는 수백 개의 유전자로 구성돼 있다. 영국 임페리얼칼리지 런던(ICL) 마이클 존슨 박사가 이끈 국제 연구팀은 이제 이런 스위치를 빈틈없이 식별하고 이를 제어하는 방법을 분석하고 있다. 연구는 아직 초기 단계에 있지만, 연구팀은 인간의 인지 기능을 향상하기 위해 이런 유전자 네트워크의 지식을 사용할 수 있는지를 궁극적으로 조사할 계획이다. 이에 대해 마이클 존슨 박사(의학부)는 “유전자가 지능에 중요한 역할을 하는 것은 알고 있었지만, 지금까지 어떤 유전자가 적절한지는 알지 못했다”면서 “이번 연구는 지능 관련 유전자 중 일부에 주목하고 이런 유전자가 어떻게 상호작용하는지를 강조한다”고 설명했다. 이어 "흥미로운 점은 발견한 유전자가 지능과 연결돼 활동하는 모든 유전자 집단을 다룰 수 있음을 의미하는 하나의 공통의 규칙을 공유하기 쉽다는 것”이라면서 “연구는 아직 이론적 단계지만 유전자가 함께 작동해 지능을 향상할 수 있음을 시사한다”고 말했다. 이번 연구에서는 간질로 신경외과적 수술을 받은 환자들의 뇌를 조사했으며 이들 뇌에서 발현한 수천 개의 유전자를 분석했다. 그다음 지능지수(IQ) 검사를 수행한 건강한 사람들의 유전적 정보도 조사했다. 연구팀은 또 자폐 스펙트럼 장애(ASD)와 지적 장애와 같은 신경 질환을 가진 사람들의 유전적 정보도 조사했다. 이런 데이터를 종합, 컴퓨터 모델화를 통해 연구팀은 건강한 인지 능력에 관여하는 유전자 네트워크들을 식별할 수 있었다고 밝혔다. 특히 연구팀은 건강한 사람 중에서 지능에 영향을 주는 일부 유전자가 변이를 일으키면 인지 능력이 손상되고 간질을 일으키는 유전자와 같다는 것을 발견했다. 이에 대해 존슨 박사는 “이런 지능의 특성은 각자의 위치에 선수를 배치하는 축구팀처럼 큰 유전자 집단이 함께 작동하는 것에 좌우됐다”고 설명했다. 이어 “우리는 인간 뇌가 많은 복잡한 정보에 직면했을 때 새로운 기억을 생성하거나 현명한 결정을 내리는 인지 능력에 영향을 주기 위해 유전자가 함께 작동하는지 컴퓨터 분석으로 식별했다”면서 “어린 시절 심한 간질이나 지적 장애가 발생한 원인이 이런 일부 유전자에 있다는 것도 발견했다”고 덧붙였다. 또 연구팀은 이번 연구가 거대한 게놈의 데이터 집합을 건강과 질병 모두에서 인간의 뇌 기능에 관한 새로운 경로를 발견하는 데 사용하는 방법을 보여준다고 말한다. 연구팀은 이번 연구는 간질과 같은 신경발달 질환의 더 나은 치료는 물론 이런 치명적인 질병과 관련한 인지 장애를 개선하거나 치료하는 데 깊은 이해를 제공할 것이라고 기대감을 나타냈다. 한편 이번 연구결과는 뇌과학 분야 권위지인 ‘네이처 뉴로사이언스’(Nature Neuroscience) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“미국 연방준비제도이사회(연준)의 금리 결정은 마치 소련 정치국의 소수 지도부가 빵의 가격을 결정하던 것과 같다.” 미국 공화당 대선 경선 후보인 랜드 폴 상원의원은 연준이 9년여 만에 금리 인상을 단행한 지난 16일(현지시간) 연준이 계획경제체제의 소련처럼 자의적으로 금리를 결정한다고 신랄하게 비판했다. 폴 의원은 이날 연준의 금리 결정 방식을 소련의 빵값 결정 방식에 비유하면서 “소련은 결국 빵의 가격 결정 문제를 해결하지 못해 붕괴됐다”며 “정부가 임금과 물가를 통제하는 것은 명백한 실수”라고 주장했다. 그러면서 “미국은 연준에 돈의 가격(금리)을 결정하는 권한을 거리낌 없이 부여했다”고 강조했다. 세계경제를 좌지우지하는 미국 중앙은행 격인 연준에 대해 정치적이며 반시장적이라는 비판이 제기됐다. 탄생 102년을 맞은 연준은 그 자체가 ‘달러 가치’라고 할 정도로 신용받는 기관이다. 연준에 대해 전 세계가 주목하는 이유다. 하지만 최근의 이런 비판은 연준의 독립성에 도전하려는 것이다. 보수적이고 자유지상주의적인 정치인과 경제학자들은 2008년 이전에 연준이 금리를 낮은 수준으로 유지해 많은 사람이 빚을 내며 부동산을 매수했고, 결국 서브프라임모기지 사태가 발생하면서 금융위기를 맞게 됐다고 비판했다. 이들은 또 금융위기 사태 이후 연준이 경기 부양을 위해 과도하게 돈을 찍어내는 양적 완화를 단행했다고 주장했다. 2011년 릭 페리 전 텍사스 주지사는 벤 버냉키 당시 연준 의장이 버락 오바마 대통령을 재선시키기 위해 경제 거품을 조장한다고 비판한 바 있다. 연준이 금리를 인상하지 않기로 결정한 지난 10월 도널드 트럼프는 “재닛 옐런 의장이 금리 인상을 미룬 이유는 오바마 대통령과 힐러리 클린턴 민주당 후보의 지지율에 악영향을 미치지 않기 위해서”라고 주장했다. 연준에 대한 미국 보수파의 불만이 높아지면서 지난달 19일 공화당은 의회의 연준 통제를 강화하는 법안을 하원에서 통과시켰다. ‘연준 감독 개혁과 현대화 법안’(FORM Act)으로 명명된 이 법안은 연준의 투명성을 높이기 위한 회계감사, 정책감독의 강화를 골자로 한다. 법안은 기존에 연준 회계감사를 독립 기관인 연준 감찰국(OIG)이 진행하던 것을 의회 소속의 회계감사원(GAO)이 진행하도록 했다. 또 회계감사원이 연준과 연방공개시장위원회(FOMC)의 정책 결정 및 집행도 감독하도록 규정했다. 이 법안에서 가장 논란이 된 부분은 연준의 금리 결정 권한을 대폭 축소한 것이다. 법안은 연준이 인플레이션과 고용 등의 경제 지수를 변수로 한 ‘수학 공식’을 만들어 이 공식에 따라 금리를 결정하도록 했다. 연준의 금리 결정이 이 공식에서 벗어날 경우 연준 의장은 의회 청문회에 출석해 공식을 따르지 않은 이유에 대해 해명해야 한다. 이 밖에도 2008년 글로벌 금융위기 당시 부도 위기에 직면한 기업들을 구제하는 데 활용됐던 연준의 긴급자금 지원 권한도 엄격히 제한했다. 오바마 대통령과 옐런 의장은 이 법안에 대한 반대 입장을 분명히 했다. 오바마 대통령은 이 법안에 대해 거부권을 행사할 것이라고 밝혔다. 옐런 의장은 “이 법안은 통화정책 결정자들을 방해하고 FOMC의 독립성을 파괴하는 재앙”이라면서 “특히 법안에 규정된 ‘수학 공식’과 같은 단순한 규칙에 따라 금리가 결정됐다면 실업률은 지금보다 훨씬 높고 물가상승률은 목표치인 2%에 비해 턱없이 낮았을 것”이라고 비판했다. 전문가들도 연준의 금리 결정이 단순한 수학 공식에 의해 결정되거나 의회의 입김에 크게 흔들릴 경우 경제에 악영향을 미칠 것이라고 전망했다. 미국 경제전문 온라인매체 더스트리트는 “경제 상황과 조건은 매우 복잡하다”면서 “정책 결정에서 고려할 변수와 목표를 미리 결정해 단순화한다면 경제에 큰 영향을 미칠 수 있는 중요한 변수들을 빠뜨릴 위험이 있다”고 말했다. 할 스콧 하버드대 법학 교수는 “의회의 통제를 강화하고 연준의 권한을 제한한다면 2008년과 같이 긴급한 금융위기가 닥쳤을 경우 연준이 신속하고 단호하게 대응하기 어렵다”고 주장했다. 하지만 연준이 독립성은 보장받아야 하지만 투명성 또한 확보하는 노력이 있어야 한다는 목소리도 나온다. 마크 레본트 미 의회 거시경제정책 전문위원은 이달 의회에 제출된 연구보고서에서 “연준에 대한 감독과 연준의 정책 결정 과정에 대한 투명한 공개는 다른 문제”라고 강조했다. 그는 “감독을 강화할 경우 연준의 정치적 독립성을 저해할 수 있다”면서 “경제학자 대다수는 연준이 정치적 독립성이 보장될 때 더 나은 정책을 생산한다고 결론 내린다”고 말했다. 그는 그러면서도 “연준의 정책 결정 과정 등 내부 정보에 대한 투명한 공개는 의회와 국민이 연준의 결정을 더 잘 이해할 수 있게 할 것”이라면서 “투명성의 강화는 연준이 특정 정파와 기업을 부적절하게 도와준다는 정실주의 논란을 불식시키는 데 도움을 줄 것”이라고 분석했다. 박기석 기자 kisukpark@seoul.co.kr

전세계적인 화제를 모으고있는 영화 ‘스타워즈: 깨어난 포스’의 개봉과 맞물려 새삼 화제로 떠오른 위성이 있다. 바로 토성으로부터 18만 6000km 떨어진 궤도를 22시간 37분을 주기로 공전하는 위성 미마스(Mimas)다. 이 위성에 ‘데스 스타’(Death Star·죽음의 별)라는 별칭이 붙어있는 이유는 ‘스타워즈’ 속 제국군의 우주 요새인 데스 스타의 모습과 미마스가 닮았기 때문이다. 미마스는 지름 390km의 비교적 작은 위성인데, 독특하게 생긴 거대한 크레이터가 눈동자처럼 보이기도 한다. 물론 데스 스타는 파괴돼 사라졌지만 새로운 스타워즈 시리즈에는 이보다 한층 업그레이드 된 스타킬러가 등장한다. 미마스는 1789년 영국의 천문학자 F.W.허셜이 발견했으며 독특한 이 크레이터는 그의 이름을 따 허셜 크레이터(Herschel crater)로 명명됐다. 미국의 우주전문매체 스페이스닷컴은 "우리의 데스 스타는 멀고 먼 은하계가 아닌 태양계 안에 있다" 면서 "영화 속 데스 스타보다 미마스는 약 160km 더 넓다"고 전했다. 사진=NASA/JPL/SSI 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

포스코강판은 세계 최초로 양산에 성공한 알루미늄도금강판을 미국 자동차부품사인 AP 이미션스 테크놀로지스(이하 AP사)에 매년 1만t 이상 4년간 공급하기로 했다고 포스코가 20일 밝혔다. ‘슈퍼 알코스타’로 명명된 이 알루미늄도금강판은 기존 제품과 동일한 내열성과 가공성을 유지하면서도 부식에 견디는 힘은 3배가량 강해진 고내식(高耐蝕) 제품이란 설명이다. AP사는 미국 내 교체용 자동차 배기계 생산 1위 업체다. 포스코강판 소재가 적용된 머플러에는 ‘포스코 슈퍼 알코스타’란 이름이 명기된다. 미국 시장을 통한 제품 홍보 효과를 활용해 중국 등 여타 시장을 보다 효과적으로 공략할 수 있을 것으로 보인다. 포스코는 “주력 제품인 배기 계통의 품질을 고급화해 전 제품의 프리미엄 효과를 노리는 AP와 슈퍼 알코스타의 개발에 성공한 포스코강판의 이해가 잘 맞아떨어졌다”면서 “포스코강판 소재가 적용된 머플러에는 ‘포스코 슈퍼 알코스타’가 명기될 것”이라고 밝혔다. 포스코강판은 내년 4월 말 슈퍼 알코스타 전용 생산설비를 준공한다. 이번 장기계약을 통해 신제품을 조기에 양산할 수 있는 기반을 조성했다. 포스코강판은 슈퍼 알코스타를 2018년까지 전 세계에 35만t 이상 판매할 계획이다. 주현진 기자 jhj@seoul.co.kr