나의 대답은 오직 과학입니다/닐 디그래스 타이슨 지음/배지은 옮김/반니/332쪽/1만 6900원 국제우주정거장(ISS)에서 우주비행사들이 생활한 지 꼭 20년이 됐다. 2000년 11월 2일 미국 우주비행사 1명과 러시아 우주비행사 2명이 최초로 미완성 ISS에 도착했고 이후 2명 이상의 우주비행사가 항상 그곳을 지켰다. 태양광 시설을 포함해 축구장 크기의 ISS는 무게만도 500t 가까이 된다고 한다. 신간 ‘나의 대답은 오직 과학입니다’는 ‘칼 세이건의 후계자’이자 ‘세계에서 가장 유명한 과학 커뮤니케이터’로 불리는 미국 천체물리학자 닐 타이슨의 우주와 종교, 철학과 삶에 대한 101가지 대답을 담았다. 유명인답게 그의 메일과 트위터에는 셀 수 없는 질문들이 쏟아진다. 과학에 관한 물음이 제일 많지만, 갖가지 삶의 문제에 대한 해답을 구하는 질문도 제법 많다. 책은 이 가운데 101개 편지를 가렸다. 한때 타이슨은 전국 초등학생들의 공공의 적이었다. 명왕성이 2006년 태양계 행성의 지위에서 떨어져 나갔는데, 행성의 조건에 맞지 않다는 점을 조목조목 밝혀 소행성으로 분류하자고 국제천문연맹에 건의한 장본인이다. 다시 행성으로 돌려놓으라는 초등학생들의 편지가 끝도 없이 이어졌다고 한다. 초등학교 3학년 매들린은 “이제 명왕성을 뭐라고 불러요?”라고 단도직입적으로 물으며 “명왕성에도 사람이 살아요? 만일 거기에 사람이 살면 그 사람들은 사라지게 되잖아요”라고 따졌다. 타이슨은 “만일 누군가 명왕성에 살고 있다면 그 사람들은 명왕성이 왜소행성으로 바뀐 후에도 계속 거기 살 수 있답니다”라고 달랜다. 이어지는 말이 철학적이다. “명왕성이 누군가가 좋아하는 행성이었다면, 이제부터는 누군가가 좋아하는 왜소행성이 되는 거예요. 해로울 건 아무것도 없습니다.” 과학자들이 권력을 얻으면 종교인들을 사자 먹이로 던질 거라는 공격적인 편지도 적잖다. 타이슨의 대답은 단호하다. “진화론이 없으면 생물학은 그 어떤 것도 전후 관계를 맞출 수 없고, 모든 인간이 특별하게 창조됐다고 생각하는 사람들이야말로 현재 번성을 구가하는 생물공학산업 분야에 한 발도 들여놓을 수 없다.” 이 외에도 외계인의 존재, 테러와 음모론, 신과 사후세계 등 흥미로운 질문과 답변이 빼곡하다. 101가지 질문에 모두 관심을 둘 필요는 없다. 구미 당기는 몇 가지 질문을 골라 보는 재미로 과학이라는 세계에 한 발 들어가 보는 것도 나름 괜찮은 선택이 될 것이다.

우주생물학의 블루칩인 목성의 얼음 달 유로파가 태양으로부터 멀리 떨어진 캄캄한 우주공간에서도 빛을 발할 것이라는 가설이 새로운 연구에서 제안되었다. 목성의 강한 복사가 지하 바다를 뒤덮고 있는 유로파의 얼음 표층을 비추고 있을 것으로 연구자들은 보고 있다. 소금기를 머금고 있는 유로파의 지하 바다는 태양계에서 생물체가 서식할 가능성이 가장 높은 장소로서, 우주생물학자들이 가장 가고 싶어하는 곳 중의 하나다. “만약 유로파가 목성의 복사를 받고 있지 않다면 지구의 달처럼 햇빛을 받지 않는 부분은 어둡게 보일 것”이라고 설명하는 대표저자 머티 구디파티 NASA 제트추진연구소 소속 과학자는 “그러나 유로파는 목성의 방사선 세례를 받기 때문에 어둠 속에서도 빛난다”고 밝혔다. 구디파티 연구팀은 목성의 강력한 자기장에 갇혀 엄청난 속도로 목성 주위에 확대하는 하전입자로 인해 유로파의 얼음 표층에 있는 유기분자가 어떤 영향을 받을 수 있는가에 대해 연구했다.연구팀은 유로파의 고에너지 전자 및 방사선 환경 테스트를 위해 얼음방(Ice Chamber)이라는 장비를 제작하여 메릴랜드에 있는 전자빔 시설로 가져갔다. 그들은 얼음 표층에 있을 것으로 추정되는 염화나트륨, 황산 마그네슘 등 다양한 소금으로 구성된 유로파 표면을 시뮬레이션한 후 방사선 영향을 테스트했다. 그 결과 방사선은 샘플을 빛나게 한다는 사실을 확인했다. 그러나 이것은 잘 알려진 사실로 별로 놀라운 일이 아니라고 연구원들은 말한다. 이 현상은 빠르게 움직이는 하전입자가 샘플에 침투하여 표면의 분자를 여기시켜 빛을 발하게 한다. 공동저자인 브라이아나 헨더슨 연구원은 "하지만 우리는 이런 결과를 전혀 예측하지 못했다"면서 "새로운 얼음 구성을 시도하고 같은 실험을 했을 때 빛이 달라 보였다"고 설명했다. 이어 "그래서 분광계로 조사해보니 각 얼음 유형은 다른 스펙트럼을 가진다는 사실이 드러났다"고 덧붙였다.유로파의 밤을 장식하는 이 빛은 햇살이 비치는 낮에는 보이지 않을 것으로 연구원들은 생각한다. 그러나 이 놀라운 현상은 단순한 매력 이상의 존재로, 그 색깔과 강도는 유로파의 얼음 지각의 구성에 대한 자세한 정보를 담고 있다고 연구팀은 설명한다. 그리고 유로파의 지하 바닷물이 표면으로 이동할 수도 있기 때문에, ”유로파의 얼음 표층을 깊이 연구하면 유로파가 생명에 적합한 조건을 가지고 있는지에 대한 단서를 얻을 수 있을 것“으로 구디파티는 기대한다. 연구팀은 2022년 NASA의 유로파 클리퍼 탐사선이 발사되면 비교적 가까운 거리에서 유로파의 야광을 관찰할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 유로파 클리퍼는 목성을 공전하지만 유로파를 10여 차례 근접비행하면서 면밀히 조사할 계획이다. 장차 유로파의 생명 서식 가능성을 평가하고 생명체 탐사에 나설 유로파 착륙선 임무를 계획하는 데 도움이 될 데이터를 수집한다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

우주공간에서도 1년 이상 생존할 수 있는 미생물의 비결을 과학자들이 알아낸 것 같다. 오스트리아·독일·일본 공동연구진은 진공상태의 우주공간에서 1년간 노출해도 살아남을 수 있는 세균인 ‘데이노코쿠스 라디오두란스’를 지상의 통제군과 비교 분석한 결과 몇 가지 변화가 있다는 사실을 확인했다고 밝혔다. 이번 연구에서 우주로 간 세균들은 국제우주정거장(ISS)의 외부에 설치돼 있는 선외실험플랫폼에서 1년간 머무르며, 자외선과 미소중력, 극심한 기온변화 그리고 건조상태에 노출됐다. 이전에도 비슷한 연구가 진행됐지만, 이들 연구자는 미생물이 극단적인 환경에서 살아남을 수 있는 능력의 비밀을 밝히기 위해 연구를 다시 진행했다. 참고로 이전 연구에서는 같은 세균 중 일부가 우주공간에서 3년간 생존한 것으로 보고됐다. 연구진은 건조 상태로 만든 이들 세균을 ISS로 보내 선외실험플랫폼 안에 집어넣고 1년간 놔뒀다. ISS는 지구저궤도(LEO)에 속하는 약 400㎞의 우주공간을 선회하므로, 이들 세균에는 LEO 세균이라는 이름이 붙여졌다. 이와 동시에 지상에서도 같은 표본을 1년간 놔뒀는 데 이들은 지상 세균이라고 연구자들은 부른다.1년 뒤 LEO 세균들을 가지고 지구로 귀환해 물로 되돌린 결과, 지상 세균들보다 생존율은 낮지만, 살아있는 표본을 확인할 수 있었다. 그런데 살아남은 LEO 세균들은 지상 세균들과 모습이 달라져 있는 것이다. LEO 세균들의 표면에는 소포체가 울퉁불퉁하게 뒤덮이는 복구 메커니즘이 셀 수 없이 많이 일어났으며, 일부 단백질과 메신저 리보핵산(mRNA·전령RNA)들이 풍부해진 것으로 확인됐다. 이들 세균이 이처럼 변한 정확한 이유는 아직 밝혀지지 않았지만, 연구자들은 몇 가지 가설을 내놨다. 우선, 세균들은 우주 환경에 노출된 뒤부터 급속히 복구를 진행하는 가운데 극단적인 스트레스 반응이 나타났고 이 때문에 소포체가 수 없이 생겼다. 이는 스트레스 생성물을 만들어냄으로써 세포의 생존율이 높였다는 것이다. 게다가 소포에는 영양소 획득이나 DNA 전달, 독소 이동, 쿼럼 감지 분자(박테리아 간 정보교환 시 사용하는 물질)에 중요한 단백질들이 함유돼 있어 우주공간 노출 뒤 내성 메커니즘의 활성화를 이끌어냈을 가능성이 있다. 이에 대해 이번 연구를 주도한 오스트리아 빈대학의 생화학자 테탸나 밀로예비치 박사는 “이런 연구는 생명체가 지구 외부에 존재할 수 있는 메커니즘과 과정을 이해하는 데 도움을 주며, 외부의 적대적 환경에서 생존하고 적응하는 방법에 관한 지식을 넓혀준다”고 설명했다. 이어 “이번 결과는 효율적인 분자적 내성 시스템 덕분에 더 오랜 기간 LEO 환경에서 D. 라디오두란이 생존할 수 있다는 점을 시사하며 이런 능력을 지닌 유기체가 더 길고 더 먼 여행을 할 수 있다는 점을 보여준다”고 덧붙였다. 이는 인류를 비롯한 지구의 생명체가 지구 밖에서 기원했을 수 있다는 ‘판스페르미아‘(panspermia)설에 힘을 실어주는 것이다. 즉 이 가설이 진실이라면 생명체는 생각보다 우주에 널리 퍼져 있을지도 모른다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘마이크로바이옴’(Microbiome) 최신호(10월 29일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

신비한 동식물의 세계를 모방하는 다양한 신제품이 인간의 삶을 풍족하게 하고 있다. ‘생태모방’(biomimetics)은 인간 사회의 기술·공학적 문제 해결을 위해 생물의 형태 및 기능, 생태 현상의 원리 등을 모방·응용하는 것으로 미래 신기술로 주목된다. 지구에 서식하는 생물은 진화를 거쳐 환경에 적응한 산물이다. 그걸 모방하는 생태모방은 전혀 새롭지 않고 역사도 오래됐다. 선사시대 맹수의 이빨을 모방해 화살촉을 만들었고, 레오나르도 다빈치는 새가 나는 모습에서 비행체를 설계했다. 호주 원주민들은 날개를 모방해 부메랑을 만들었다. 최근에는 국화과 한해살이풀인 도꼬마리의 가시에서 아이디어를 얻어 개발한 잠금장치 ‘벨크로’(일명 찍찍이)가 대표적이다. 불모지인 우리나라, 특히 생물·생태 분야에서 생태모방이 지속 가능한 발전의 수단으로 부상하고 있다. 생태모방은 생물의 다양성과 직결돼 자연환경의 ‘블루오션’이자 녹색산업을 선도할 수 있는 분야로 평가받는다.생태모방 기술은 항공우주·신소재·건축 등 전 분야로 확산되고 있다. 4차 산업혁명 시대 지속 가능한 발전을 위한 성장동력으로 인식되면서 세계 각국의 생태모방 기술 경쟁도 치열하다. 벨크로는 옷에 붙은 도꼬마리 가시가 아이디어를 제공했다. 구조가 갈고리와 고리 모양으로 돼 있는 것을 발견해 단추·지퍼가 필요 없는 벨크로 테이프가 만들어졌다. 연잎 표면이 물에 젖지 않고 깨끗한 이유가 연잎에 있는 아주 미세한 돌기(초소수 구조)에 따른 발수 효과 때문인 것으로 확인되면서 방수 페인트와 코팅제 등의 개발로 이어졌다. 상어 피부와 유사한 형태의 전신 수영복은 2008년 베이징올림픽에서 신기록 작성에 기여했다. 일본의 고속철도 신칸센은 물총새가 모델이다. 물을 튀기지 않고 소리 없이 물속으로 다이빙하는 물총새의 머리와 부리를 모방한 유선형 구조를 도입해 속도는 높이고 소음은 줄였다. 무통증 주삿바늘은 모기의 침을 모방한 기술이다. 최근에는 로봇·에너지 등의 연구가 활발하다. 벌새의 장거리 지구력을 모방한 헬리콥터, 홍합의 단백질을 사용해 수중에서도 접착 가능한 접착제, 코끼리 코와 문어의 촉수를 모방해 물건을 옮기는 로봇 등이 개발됐다. ●한국 생태모방, 2035년 경제적 가치 76조 국내에서는 혹등고래 지느러미 혹 형상과 조개 표면의 홈 구조를 가져와 소음 저감 및 에너지 효율이 높은 에어컨 실외기 팬(FAN)을 개발해 2015년 특허등록과 함께 상용화됐다. 국립생태원에서는 도토리거위벌레의 큰턱 기능(확공) 모방 연구를 진행 중이다. 거위벌레는 도토리에 작은 구멍을 뚫은 뒤 안쪽 내부를 넓게 파서 알을 낳아 안전하게 보호한다. 턱의 좌우가 벌어지는 특성을 활용해 양성종양 제거를 위한 의료용 절삭기기(확공용 드릴) 시제품을 제작했다. 또 한국기계연구원과 협력해 쓰레기 매립지 안정화 작업에 활용하기 위한 공학적 연구로 확대하고 있다. 생태모방보다 광범위한 ‘자연모사’도 주목받는다. 흰개미집의 환기 시스템을 모방한 짐바브웨의 이스트게이트센터와 세포의 격자 구조를 응용한 건축물 외관 디자인 등이 대표적이다. 전문가들은 생태적 특성이 아닌 모양 자체에서 기능을 발휘할 수 있다는 점을 예의 주시하고 있다.김기동 국립생태원 생태정보연구실장은 “국내 5만종에 달하는 생물자원에 대한 생태와 형태 등의 연구·분석을 단계적으로 진행할 계획”이라며 “생태모방은 최종 목표 달성 과정에서 산출되는 중간 연구물을 활용할 수 있다는 점에서 매력적”이라고 말했다. 미국의 경제성 분석 전문기관인 FBEI 보고서에 따르면 한국은 생태모방을 통해 주요 산업 분야에서 상당한 변화가 예측된다. 2035년 기준 생태모방의 경제적 가치로 76조원, 일자리 창출 65만개가 가능하다는 분석이다. 특히 오염 피해와 이산화탄소 배출, 기타 환경 피해가 10% 감소할 것으로 예측됐는데 이는 1조 5000억원의 비용 절감 효과가 있다. 생태모방 분야 특허와 관련 논문에 기반한 분석이나 한국의 높은 잠재력을 반영하는 대목이다. 2007~2016년 국내 출원된 생태모방 관련 특허는 1만 8963건으로, 미국에 이어 세계 2위 수준이다. 2016년 생태모방 관련 연구논문 발표 건수가 1600건으로 최고치를 기록한 뒤 최근 3년간 연평균 1450건 나오고 있다. 다만 보고서는 “생태모방이 주로 학문적인 분야에만 갇혀 있어 대중과 투자자가 인지할 수 있는 광범위한 상업적 적용이라는 벽을 허물지 못하고 있다”고 지적했다. 전문가들은 국내 생태모방 수준을 첫걸음을 내디딘 정도로 평가한다. 생물·생태 연구 주체인 국립생태원은 2016년에야 생태모방 연구 예산 40억원이 반영됐다. 더욱이 연구개발(R&D)비는 2019년(7300만원) 처음 배정된 후 올해 6400만원에 불과하다. 국립생태원은 생태모방 활성화를 위해 ‘생태모방 공유 플랫폼’을 2023년까지 구축해 2024년부터 서비스할 계획이다. 플랫폼에서는 국내외 생태정보 데이터베이스(DB) 등을 연계해 연구 및 산업화에 제공하고 전문가 네트워크 및 교육 등도 지원하기로 했다. 유호 환경부 자연생태정책과장은 “정책적인 생태모방 지원을 위해서는 많은 검토가 필요하기에 소속·산하기관의 연구 활성화를 뒷받침할 예정”이라며 “필요하면 정부 연구개발 과제로 활용하는 방안을 추진하겠다”고 밝혔다. ●환경오염 관리 등 선별적 접근 필요 생태모방은 지식의 원천인 생물·생태 특성을 이용해 연구 및 산업에 활용하기에 많은 시간과 예산은 물론 전문 인력이 필요하다. 아이디어를 발굴하면 생태적 지식 분석을 통한 기본 원리를 적립하고 관련 기술 발굴, 기술·공학적 타당성 검토를 거쳐 제품화가 이뤄지게 된다. 생태모방은 최종 목표 달성을 위해 최소 10년 이상 투자가 필요한 장기 프로젝트다. 생물·생태 전문가와 공학, 산업 연계가 필수적이고 결과는 제품 개발이기에 해외에서는 민간이 주도하고 있다. 국회입법조사처가 3월 발간한 ‘생태모방 기술의 동향과 과제’ 보고서는 “기술 개발 후 제품화·사업화까지의 기간인 ‘죽음의 계곡’은 일시적인 자금 지원으로는 견딜 수 없다”면서 “생태모방 기술을 미래 핵심 산업으로 발전시키기 위해서는 정부의 지속적인 지원이 필요하다”고 제언했다. 전문가들은 선별적인 접근을 주문한다. 도토리거위벌레의 큰턱 기능을 모방해 환경오염 관리를 하는 것처럼 딱정벌레의 공기 중 물 포집 기능, 이끼 표면 등을 연구해 물 문제 이슈에 대응하는 방식이다. 동물에 집중되는 생태모방을 식물로 확대할 필요성도 제기했다. 김완두 한국기계연구원 자연모사응용실 연구위원은 “생태모방, 자연모사는 범위가 지나치게 광범위해 타깃을 정해 접근하는 것이 필요하다”며 “긴 호흡이 필요한 분야이기에 초기는 공공이 주도하고 중간 단계는 공공과 민간 간 협업, 이후는 민간이 주도하는 형태가 요구된다”고 강조했다. 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

'외계인들이 우리를 지켜보고 있다?' 인류가 외계 생명체에 대한 탐색을 강화함에 있어 반드시 고려하지 않으면 안될 사항은 외계인 역시 우리를 탐색하고 있을지 모른다는 점이다. 새로운 연구는 생명체가 서식할 가능성이 있는 가까운 항성계를 1000개 이상 확인함에 따라 이 같은 문제를 제기하고 나섰다. 코넬대학 천문학 부교수이자 칼 세이건 연구소 소장인 리사 칼테네거 논문 대표저자는 "만약 그러한 별들의 행성에 외계인이 산다면 그들은 우리 행성의 대기에서 생명의 신호들을 발견할 수 있을 것"이라고 예측하면서 "우리는 쌍안경이나 천체망원경 없이도 외계인들이 살 만한 밝은 별들을 관측할 수 있다"라고 밝혔다. 천문학자들은 지금까지 발견된 4,000개 이상의 외계행성 대부분을 '트랜싯 방법'으로 발견했는데, 외계행성들이 모항성의 앞을 가로지를 때 일어나는 밝기의 감소를 탐지하여 외계행성을 찾아내는 기법이다. 미 항공우주국(NASA)의 유명한 케플러 우주망원경은 이 기법을 사용해 현재까지 발견된 3,750개의 외계행성 중 약 70 %를 발견하는 큰 성과를 거두었다. 이 방법은 케플러 망원경의 뒤를 이은 TESS 망원경에도 적용되고 있다.​ 머지않아 연구자들은 생명 신호를 찾기 위해 가까운 외계행성의 대기를 스캔할 수 있게 될 것이다. 그것은내년 말에 발사될 예정인 NASA의 98억 달러짜리 제임스 웹 우주망원경이 수행할 많은 작업 중 하나가 될 것이다. 또한 2025년에 완성될 지상 기반의 거대마젤란 망원경도 이러한 작업을 수행할 것으로 보인다. 새로운 연구의 공동저자인 리하이 대학 물리학 부교수 조슈아 페퍼는 지구 자체를 트랜싯 기법으로 발견할 수 있는 위치의 별들을 찾아나섰다. 과학자들은 TESS와 유럽의 별 매핑 우주선 가이아의 데이터 세트를 면밀히 조사한 결과, 태양을 공전하는 궤도면인 황도와 나란한 100파섹(약 326 광년) 이내의 공간에서 그 같은 별들을 찾았다. 참고로 지구가 태양면을 가로지르는 것을 보려면 이러한 정렬이 필요하다. 이러한 탐색으로 1004개의 주계열 별들의 목록이 작성되었다. 우리 태양처럼 별의 중심에서 수소를 헬륨으로 융합하는 별들이다. 그 별들 중 508개가 지구의 태양면 통과를 관측함으로써 "지구의 이동을 최소 10시간 동안 관찰할 수 있도록 보장"한다고 칼테네거와 페퍼는 지난 20일(현지시간) 영국의 '왕립천문학회 월간공보 서신'에 발표했다. 그러나 칼테네거와 페퍼가 찾아낸 1,004개의 별을 공전하는 행성의 수는 파악하지 못하고 있으며, 따라서 생명체가 서식할 만한 세계가 얼마나 있는지에 대해서도 아무런 정보도 갖지 못한 상태이다. TESS와 같은 외계행성 사냥꾼이 계속 작업을 진행함에 따라 생명체 서식 가능 외계행성의 수는 더욱 명확히 밝혀질 것으로 기대된다.​ "이 새로운 연구는 앞으로 우주 생물학자들의 이정표 역할을 할 수 있을 것"이라고 전망하는 칼테네거는 "우리가 소통하기를 원하는 외계 지성체들을 발견하고자 한다면 가장 먼저 눈길을 주어야 할 별지도를 지금 우리 팀이 만든 것"이라고 새 연구의 성과를 규정했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

뉴호라이즌스, 새로운 지평을 향한 여정/앨런 스턴·데이비드 그린스푼 지음/김승욱 옮김/푸른숲/540쪽/2만 5000원 2006년 1월 19일 미국 플로리다주 케이프커내버럴 공군기지에서 발사된 명왕성 탐사선 뉴호라이즌스호. 2015년 여름 태양과 지구 사이 거리 약 1억 5000㎞의 40배나 더 떨어져 있는 행성에서 뉴호라이즌스가 보내온 ‘예쁜 하트’ 모양의 명왕성 사진은 7개 대륙 전 신문의 첫 페이지를 장식하며 사람들의 눈과 마음을 사로잡았다. 명왕성 플라이바이(근접비행) 당일 명왕성을 보려는 미 항공우주국(NASA) 웹사이트 접속자 수는 20억명을 넘었다.명왕성과 그 탐사선 뉴호라이즌스는 당시 폭발적인 인기와 성공의 아이콘이었지만 정작 그곳에 닿기까지의 과정은 전쟁이나 다름없었다. ‘뉴호라이즌스, 새로운 지평을 향한 여정’은 두 과학자가 태양계 아홉 번째 행성을 향해 간 탐사의 모든 것을 스릴러처럼 엮어 낸 역작이다. 탐사 프로그램을 이끈 행성과학자 앨런 스턴과 그 곁에서 자문 역할을 했던 우주생물학자 데이비드 그린스푼 두 사람이 털어놓는 프로젝트의 전말은 손에 땀을 쥐게 하는 장면의 연속이다. 인류가 유일하게 탐사하지 못한 고독한 행성이었던 명왕성은 너무 멀리 떨어져 있는 탓에 별 관심을 받지 못한 채 우주 탐사계획에서 번번이 밀리기 일쑤였다. 책은 저자들을 비롯해 20~30대 젊은 과학자와 엔지니어들이 정치판과 과학계의 편견, 반대를 뚫고 탐사에 성공하기까지 과정에 초점을 맞춘다.우주 탐사는 기획과 위성 개발, 지상국 통신, 자료 수신을 포함해 보통 10년 정도가 소요된다. 뉴호라이즌스는 세 배에 가까운 시간이 걸렸다. 1989년 시작한 탐사 제안서는 2001년에야 승인됐고 2002년 제작에 들어간 위성은 3년 만에 완성돼 그 이듬해 우주로 날아갔다. 무려 17년 만에 탐사의 꿈이 현실이 됐다. 긴 비행 끝에 2015년 명왕성 궤도에 도달했으니 기획부터 근접비행까지 장장 26년이 걸린 셈이다. 탐사에 관여한 과학자와 엔지니어는 2500명에 달한다. 그 험난한 대장정을 전투처럼 치러 낸 열정과 끈기는 책 곳곳에서 실감나게 전해진다. 우주선 제작 착수 자금 확보를 위해 탐사계획서를 작성했다가 무산된 것만도 여섯 번이다. 전방위로 뻗쳐 있는 정치적 압박과 거대 기업의 방해로 프로젝트 자체가 무산될 위기도 여러 번 겪었고 심지어 2006년에는 명왕성이 태양계에서 퇴출됐다. 탐사 프로젝트 가부를 결정하는 태양계 탐사소위원회(SSES)의 회의 모습은 그 힘겹고 어려웠던 탐사의 여정을 단적으로 보여 준다. 여러 위원들의 반대로 좌초 위기에 빠진 명왕성 탐사 프로젝트를 성사시킨 전설적인 대기 물리학자 도널드 헌텐의 회의 발언이 인상적이다. “젠장! 탐사선이 명왕성에 도착할 때쯤 나는 세상에 없을 겁니다. 설사 살아 있다 해도 그런 상황을 의식할 수 있는 상태가 아닐 거예요. 그래도 이건 우리가 해야 하는 일이 맞습니다.” 인류 역사상 가장 먼 곳을 향해 탐사여행을 떠난 뉴호라이즌스는 2021년 4월 명왕성 궤도의 끝에 도착한 뒤 지구에서 보낸 명령을 받아 전원이 꺼지면서 장렬한 최후를 맞는다. 저자들은 “명왕성을 탐사하기 위해 애쓴 사람들의 이야기는 성공 가능성이 희박했다는 점에서 가슴이 아프고, 언뜻 막다른 길처럼 보이던 순간 아슬아슬하게 빠져나온 일들을 돌이켜보면 어찌 성공할 수 있었을까 싶지만 이 계획은 실제로 성공했다”고 쓰고 있다. 김성호 선임기자 kimus@seoul.co.kr

태양보다 훨씬 무거운 별은 짧고 굵은 인생을 살다 간다. 이들은 상대적으로 짧은 시간 동안 엄청난 에너지를 방출하면서 뜨겁고 밝은 별로 살다가 마지막 순간에 초신성 폭발로 생을 마감한다. 그때의 밝기는 은하계 전체와 맞먹을 정도다. 만약 지구에서 매우 가까운 거리에서 초신성 폭발이 발생하면 초신성에서 나오는 엄청난 방사선에 지구 생명체가 대량 사멸할 수도 있다. 일부 과학자들은 원인이 확실치 않은 대량 멸종 사건 중 일부가 초신성 폭발과 연관이 있을지 모른다고 생각한다. 예를 들어 260만 년 전 플라이오세(선신세) 말에 생성된 지층에는 철-60(60Fe) 동위원소가 풍부한데, 초신성 폭발이 원인일 가능성이 커 과학자들의 주목을 받았다.독일 뮌헨공대(TUM)의 과학자들은 추가적인 증거를 확인하기 위해 깊은 바다 밑에 있는 망간각(manganese crust)을 조사했다. 망간각은 심해저에 있는 광물 덩어리인 망간단괴와 비슷한 해저 광물 덩어리이지만, 생성 과정은 전혀 다르다. 망간각은 암석 위에 직접 광물이 붙어 자라난 덩어리로 단면을 보면 마치 나이테처럼 시간에 따른 성장 흔적이 남아 있다. 당연히 더 안쪽에 있는 부분이 더 오래된 것으로 과학자들은 위치를 통해 나이를 알아낼 수 있다. 뮌헨공대의 귄터 코쉬네크 박사는 250만 년 전 생성된 망간각에서 극소량이지만, 망간-53(53Mn) 동위원소의 존재를 확인했다. 망간-53은 지구에는 거의 존재하지 않는 희귀한 동위원소이므로 지구 밖에서 망간-53이 유입된 것으로 의심할 수 있다. 연구팀은 초신성 폭발로 인해 생성된 철-60이나 망간-53이 소행성과 운석을 통해 지구로 유입된 것으로 보고 있다. 연구팀에 의하면 이 초신성 폭발을 일으킨 별의 질량은 태양의 11배에서 25배 사이로 추정된다. 이전 연구에 의하면 폭발 거리는 대략 130광년 정도다. 상당히 가까운 거리이긴 하지만 지구 생명체가 완전히 파괴될 정도로 가까운 거리는 아니다. 그래도 당시 지구 기후와 생태계에 상당한 영향을 미쳤을 가능성이 있다. 일부 과학자들은 초신성 폭발이 오존층 파괴를 일으켜 생태계에 큰 피해를 주었거나 구름 생성을 촉진해 지구 기온을 낮췄을 가능성을 생각하고 있다. 하지만 초신성 폭발 때문에 생물이 대량으로 멸종하고 새로운 지질 시대가 시작됐다는 가설은 아직은 좀 더 검증이 필요하다. 가까운 거리에서 초신성이 폭발했다고 해도 그냥 하늘에 밝게 빛나는 별 이상의 의미가 없었을 수도 있기 때문이다. 아직은 지구 생태계에 미친 영향에 대해서 자신 있게 말하기 힘들다. 과학자들의 다음 과제는 이 시기 초신성 폭발이 지구에 미친 영향을 알아내는 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

해외 연구진이 지구와 유사한, 혹은 지구보다 생명체가 서식하기에 더 나은 환경을 가졌을지 모를 새로운 외계 행성을 발견했다. 미국 워싱턴주립대학 연구진은 4500개 이상으로 알려진 외계행성 중 생명체가 거주할 수 있을 것으로 추정되는 ‘초 거주가능(super habitability) 행성’ 24개를 발견했다고 밝혔다. 이 행성은 지구에 비해 조금 더 이른 시기에 생성됐고, 질량이 조금 더 크며, 습도와 기온이 조금 더 높을 것으로 예측된다. 연구진은 이러한 특징 및 지구보다 비교적 차갑고 더 오래된 또 다른 별의 특징이 복합적으로 섞인다면, 생명체가 발전할 수 있는 더 나은 조건이 될 수 있다고 내다봤다. 비록 이러한 행성은 지구에서 100광년 이상 떨어져 있어서 현재 인류가 직접 방문하는 것은 어렵다. 하지만 이같은 발견은 우주의 다른 곳에서 생명체를 찾는데 큰 도움이 될 수 있을 것으로 기대를 모았다. 연구진은 “초 거주 행성이 생명체 존재의 조건을 충족할 수는 있지만, 현재 우리가 가진 망원경으로는 이를 눈으로 확인할 수는 없다. 이 때문에 실제로 생명체가 거주한다는 것을 의미하지는 않으나 향후 몇 년 내 새로운 기술을 적용해 이를 확인할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 연구진이 밝힌 새로운 기술은 미국항공우주국(NASA)의 제임스 웨브 우주 망원경, 유럽우주국(ESA)의 외계행성 탐사선 플라토 등이다. 연구진은 현재보다 진화한 망원경 및 탐사선 기술을 이용해 현재보다 생명체가 거주하기에 더욱 적합한 행성을 찾을 수 있으므로, 단지 지구와 닮은 ‘두 번째 지구’를 찾는 데에만 안주해서는 안 된다고 강조했다.전문가들은 생명체가 서식하기에 가장 적합한 행성은 지구의 나이인 약 45억 년 보다 더 오래된 50억~80억 년의 행성이라는 주장을 꾸준히 내세워 왔다. 크기와 질량 면에서도 지구보다 10%가량 큰 행성이 생명체가 거주하기에 적합하다고 판단한다. 예컨대 지구보다 질량이 1.5배인 행성은 방사성 붕괴(방사성 원소의 불안정한 원자핵이 입자나 방사선의 방출을 통해 안정한 원자핵으로 변하는 현상)가 더 쉽고, 이를 통해 더욱 오랫동안 따뜻한 기온을 유지할 수 있다. 이렇게 지구보다 조금 더 높은 온도가 유지되는 동시에 생명체의 핵심인 물, 습기까지 주어진다면 생명체가 서식하기에 더없이 양호한 환경이 될 수 있다. 연구진은 “이번에 발견한 24개 행성 후보 중 생명체 서식을 위한 모든 기준을 충족하는 행성은 단 하나도 없다. 하지만 특정 부분에서는 우리 지구보다 훨씬 더 나은 환경을 가지고 있는 것만은 확실하다”고 강조했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 우주생물학(Astrobiology) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

얼마 전 금성 대기에서 발견된 ‘생명체 흔적’은 지구에서 유래한 것일 수도 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 하버드대 연구진은 최근 금성 대기에서 발견된 미량의 수소화인(PH₃) 기체가 지구를 스쳐간 소행성에 유입된 미생물이 생성한 것일 수 있다는 이론을 제시했다. 이 개념은 2017년 호주 상공에서 지구 대기를 스친 뒤 다시 우주로 날아간 소행성 사례에서 시작됐다.연구진은 당시 소행성이 지구 대기권에서 약 1만 마리에 달하는 미생물 군집을 획득해 다른 행성으로 옮겼을 가능성이 있다고 본다. 소행성은 우주로 돌아가기 전 1분 30초 동안 시속 27만2700㎞ 이상의 속도로 지구 대기를 횡단했다. 궤적을 토대로 소행성의 무게는 최대 60㎏으로 추정됐다. 미국 코넬대가 운영하는 출판전 논문·자료 저장소 ‘아카이브’(ArXiv.org)에 9월 22일자로 공개된 이번 연구는 지난 37억 년간 지구 대기를 스쳐간 수많은 소행성 가운데 적어도 60만 개가 금성과 충돌했다고 지적했다. 연구진은 논문에서 “상층 대기권에서 지구 생명체가 존재하는지는 알려지지 않았지만, 이처럼 지구를 스쳐간 소행성들은 잠재적으로 지구와 금성의 대기 사이에서 미생물을 옮겼을 수도 있을 것”이라면서 “결과적으로 금성 생명체의 가능성 있는 기원은 근본적으로 지구 생명체의 기원과 구별할 수 없을지도 모른다”고 명시했다. 기존 연구에서는 지구 생명체가 지표에서 상공 77㎞ 정도까지만 발견되는 것으로 나타났었다. 지구를 스치가는 소행성은 상공 85㎞에 도달할 때까지 막대한 열에 노출되지 않는다. 이는 이보다 낮은 고도로 내려오면 지구 대기에서 미생물을 획득하더라도 살아남을 가능성이 없다는 것이다. 이에 대해 연구진은 “상층 대기권 안에 있는 미생물의 존재 여부와 밀도를 조사하려면 추가적인 연구가 필요하다”고 지적했다. 연구진은 또 지구를 스쳐간 소행성은 다른 행성 대기에 진입하고 나서 분해되기 전 ‘히치하이킹’한 미생물들이 구름 속에 방출될 수도 있다는 점에 주목했다. 이 점에 대해서는 “금성의 거주 가능한 구름마루(cloud deck, 구름의 꼭대기부분) 표본을 조사할 수 있는 미래의 탐사선은 잠재적으로 지구 밖 미생물을 직접 발견할 것”이라고 예상하며 “특히 현장에서 미생물을 직접 분석하거나 대기의 표본을 지구로 회수하는 능력은 임무를 성공하기 위한 설계 과정에서도 매우 중요할 것”이라고 앞으로 탐사 계획에 대해서도 지적했다. 이어 “금성과 지구에서 정확히 같은 게놈 물질과 헬리시티(소립자가 운동하는 방향의 스핀 성분 값)를 발견하는 것은 판스페르미아에 관한 결정적 증거로 여겨질 것”이라고 덧붙였다. 여기서 판스페르미아는 생명은 지구상의 무기물에서부터 진화하지 않았고 멀리 있는 행성에서 날아온 박테리아 포자 형태에서 발생되었다는 이론을 말한다. 이번 연구에 앞서 지난 14일 영국 카디프대의 제인 그리브스 교수가 이끄는 국제 연구진은 금성 대기에서 생명체 존재를 증명할 생명지표(biosignature) 흔적을 찾았다고 국제 학술지 ‘네이처 천문학’에 발표했다.국제 연구진은 하와이 마우나케아천문대의 제임스 클러크 맥스웰 전파망원경과 칠레의 아타카다 대형 밀리미터 집합체(ALMA) 전파망원경을 사용해 금성 표면의 50~60㎞ 상공 대기에서 미량의 수소화인(PH₃) 기체를 발견했다. 10억개 대기 분자 중 10~20개가 수소화인 분자였다. 수소화인은 인(P) 원자 하나와 수소(H) 원자 3개가 결합한 물질로 지구 실험실에서 합성하거나 늪처럼 산소가 희박한 곳에 사는 미생물이 만든다. 국제 연구진은 금성에서도 구름에 있는 미생물이 수소화인을 생성했을 가능성이 있다고 밝혔다. 국제 연구진은 금성 대기에서 발견된 수소화인이 생명체 존재를 아직 입증한 것은 아니지만, 인류가 알지 못하는 생명 현상이 존재할 수도 있다는 여지를 열어야 한다면서 수소화인의 기원에 대해 더 자세히 탐구하려면 추가적인 연구가 필요할 것이라고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

간헐천을 내뿜는 토성 위성 엔셀라두스가 과학자들이 생각했던 것보다 훨씬 더 역동적인 천체일 가능성을 보여주는 증거가 발견되었다. 미 항공우주국(NASA)의 퇴역한 토성탐사선 카시니의 데이터를 사용하여 생성된 새로운 이미지는 엔셀라두스의 북반구가 비교적 최근에 얼음으로 재포장되었음을 보여준다. 이 새로운 정보는 카시니가 우주로 얼음물을 내뿜는 100개 이상의 간헐천을 발견한 남반구의 상황에 비견될 만한 지질학적 활동으로 평가되었다. 이 같은 발견은 카시니의 가시광선 및 적외선 매핑 분광기(VIMS)로 분석으로 얻은 것으로, VIMS는 반사된 태양광을 사용하여 엔셀라두스의 열 신호를 조사하는 방법으로 북부 변화를 발견한 것이다. 프랑스 낭트대학의 VIMS 과학자이자 공동 연구자인 가브리엘 토비 박사는 “카시니의 적외선 눈 덕분에 우리는 시간을 거슬러올라가 북반구의 넓은 지역이 얼마 전까지만 해도 지질학적 활동을 했다는 것을 알 수 있게 되었다”고 밝혔다. 팀은 VIMS 데이터를 카시니가 캡처한 가시적 이미지와 결합하여 여러 영역의 적외선 및 가시광선 파장으로 엔셀라두스의 새로운 글로벌 지도를 제작했다. 이 지도는 적외선 신호가 최근 엔셀라두스의 지질학적 활동과 관련이 있음을 보여준다고 연구원들은 설명한다. 예컨대, 열 신호는 엔셀라두스의 남극 근처에 있는 ‘호랑이 줄무늬’의 균열과 일치한다는 것이다. 호랑이 줄무늬는 엔셀라두스의 지하 바다에서 물과 기타 물질을 우주공간으로 뿜어내는 간헐천의 출구이다.　​ 그러나 이 새로운 지도에서 적외선이 엔셀라두스의 북반구에서 잡아낸 모습을 보고 과학자들은 놀라고 있다. 이 데이터는 얼음 표면이 북쪽에서도 발생했음을 시사하지만, 그 과정은 아직 명확하게 밝혀지지 않고 있다. 더 많은 얼음 제트가 그 원인일 수도 있지만, 지각의 균열을 통한 얼음의 느린 움직임일 때문일 수도 있다고 연구진은 밝혔다.엔셀라두스는 태양계에서 외계 생명체가 서식할 수 있는 가장 유망한 거주지 중 하나로, 우주생물학자들이 가장 가고 싶어하는 천체다. 엔셀라두스는 지하 바다와 지질학적 활동 외에도 유기체가 이용할 수 있는 에너지원을 가지고 있을 가능성이 높다. 엔셀라두스의 해저에서 일어나는 화학반응은 지구의 심해 열수 분출구 근처에서 서식하는 미생물의 화학반응과 유사할 것으로 추측된다. 가까운 미래에 엔셀라두스를 대상으로 한 미션이 계획되고 있지 않고 있는 만큼, 연구팀은 이전 미션에서 수집된 데이터에 의존해서 연구를 이어가야 할 상황에 있다. 카시니 데이터는 이러한 정보를 제공하는 데 지속적인 도움을 제공할 것으로 보인다. 1999년에 발사된 NASA의 토성 탐사선 카시니는 토성을 비롯하여 많은 위성들에 대한 데이터를 수집하는 등 토성의 경이로움을 밝혀낸 지 13년이 지난 후, 2017년 연료 고갈로 인해 마지막 미션 ‘그랜드 피날레’를 완료한 후 토성 대기로 뛰어들어 산화함으로써 미션을 마무리했다. 새로운 연구는 지난달 ‘이카루스’ 저널 온라인판에 게재되었다. 연구는 프랑스 국립과학연구센터(CNRS)의 행성학 및 지구역학연구소 연구원인 로젠 로비델이 이끌었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

금성의 대기에 포스핀(phosphine, PH3)이 상당량 함유돼 있다는 관측 결과가 발표됐다. 제인 그리브스 영국 카디프 대학 연구진은 14일(이하 현지시간) 시작된 영국 왕립천문학회의 온라인 기자회견을 통해 금성 대기에서 방출되는 전파 스펙트럼 흡수선을 천체 망원경으로 확인했다고 밝혔다. 이들의 논문은 네이처 천문학 저널에 게재됐다. 처음에는 미국 하와이 마우나케야 산 정상의 제임스-클라스-맥스월 망원경을 이용해 희미한 형태로 관측됐고 나중에 칠레 아타카마 대형 밀리미터 집합체 망원경에 의해 더 선명한 형태로 확인됐다. 관측된 흡수선의 세기와 형태는 사가와 히데오 교토 산업대학 교수가 연구개발한 모델에서 10억개의 입자당 포스핀 분자가 20개 있을 때의 경우와 맞아떨어졌다. 포스핀은 목성이나 토성처럼 대기의 대부분이 수소로 이루어져 있고 강력한 대기압을 가진 행성에서 화학적으로 합성될 수 있는 것으로 알려진 가스다. 하지만 금성의 포스핀은 두 행성과 달리 수소도 풍부하지 않고 대기압도 충분히 높지 않아 이번에 관측된 양의 포스핀 가스가 절로 합성될 수 있는 여건이 아닌 것으로 알려져 있었다. 포스핀 분자는 하나의 인(燐) 원자에 수소 원자 셋이 결합해 이뤄진다. 지구에서는 생명체, 예를 들어 펭귄과 같은 동물의 위장 속이나 산소가 부족한 늪지 같은 곳에 미생물 형태로 존재한다. 물론 공장 같은 곳에서 만들어질 수 있지만 금성에 공장이 존재하지도 않고 펭귄 같은 동물도 없다. 따라서 그리브스 교수 연구진은 우리가 전혀 모르는 방식으로 금성의 대기 환경에서 포스핀을 합성해 낼 수 있는 방법이 있거나 지구 대기에서의 생명체와 유사한 미생물이 금성의 대기에 존재할 가능성이 있다고 봤다. 금성의 표면은 극단적인 온실 효과 때문에 섭씨 500도에 가깝고 대기압이 90으로 높아 생명체의 존재 가능성이 태양계의 다른 행성들보다 낮게 점쳐져 왔다. 인류의 생명체 탐사도 화성이나 토성의 위성인 유로파와 타이탄 등에 집중하는 것도 이 때문이다. 그런데 이번 그리브스 교수 발표로 금성의 우선 순위가 높아질 여지가 만들어졌다. 금성은 지구에 가깝기도 하다. 연구 팀의 사라 시거 교수는 포스핀 가스가 금성의 생명체에서 생성됐다면 그 생명체는 금성의 대기 중에 미생물의 형테로 존재할 것으로 추측한다고 발표하였다. 지구도 표면으로부터 41㎞ 떨어진 성층권에 박테리아가 떠다니는데 금성도 거의 같은 50~60㎞에 박테리아가 존재할 수 있다는 얘기다. 금성에는 과거 20억년 동안 풍부한 물을 갖고 있어서 지구처럼 생명이 탄생했을 가능성이 높은데 온실효과가 진행되면서 지표면의 생물은 멸종하고 대기 중의 미생물만이 바뀐 환경에 적응해 대기 순환에 따라 흘러다니며 포스핀을 합성하며 살아가고 있다는 것이다. 일단 금성의 지표와 대기에서는 유황이 다량 함유돼 있어 지구 생명체가 전혀 생존할 수 없기 때문에 금성의 생명체가 존재한다고 해도 지구의 것과는 상당히 다른 구성일 것이라고 추정했다. 그리브스 교수는 “평생 동안 우주의 생명체 존재 가능성을 파고들었지만 이번 연구 결과는 나로선 믿기지 않는 대목이 많다. 하지만, 맞다. 다른 분들이 우리가 놓친 것이 무엇인지 말해줬으면 한다. 우리 논문과 데이터를 자유롭게 접근할 수 있도록 했다. 이런 것이 과학이 굴러가는 방식”이라고 말했다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr 영국 BBC 보도와 티스토리의 블로거 ‘My External Knowledge Storage’ 내용과 2년 전 네이버 블로거 ‘잉여로운 우주 이야기’ 내용을 참고해 작성했습니다.

특수 처리한 우주식품이 장내미생물 교란장염유발 세균 증가, 염증억제 세균 감소장내미생물 불균형 우주인 건강 악영향 평소 과학에는 전혀 관심이 없더라도 건강에 조금만 신경 쓰는 사람이라면 요즘 가장 많이 듣는 용어가 다름아닌 ‘장내미생물’일 것이다. 사람 몸에 있는 미생물 숫자는 인간 세포 수와 비슷하거나 약간 많은 39조개로 대부분 소장, 대장 같은 소화기관에 집중돼 있다. 이들 소화기관에 있는 미생물을 장내미생물이라고 하는데 인체가 분해할 수 없는 영양소를 분해해 소화할 수 있도록 도와주는 수준으로만 알고 있었다. 그렇지만 최근 들어 비만은 물론 대장암을 비롯한 여러 암, 면역계 질환, 치매나 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환, 우울증, 양극성장애 같은 신경정신질환에까지 영향을 미친다는 연구 결과들이 잇따라 공개되고 있다. 그야말로 장내미생물 연구 ‘전성시대’이다. 이번에는 유럽 과학자들이 지구와는 전혀 다른 환경인 우주에서 우주인들이 건강하게 생존하는 데 장내미생물이 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다.이탈리아 볼로냐대 약학·생물공학과, 브라질 파라이바연방대 식품공학과, 프랑스 소르본대 부속 피티에 살페트리에르병원, 심장대사·영양학 연구소, 리옹1대학 의생명과학연구소, 독일 베를린 응용과학대, 본대학 식품영양과학연구소 공동연구팀은 유익한 장내미생물이 혹독한 환경의 우주여행에서 우주인들의 신체적, 정신적 건강을 유지하는 데 중요한 역할을 할 것이라고 13일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 ‘첨단 생리학’(Frontiers in Physiology) 9일자에 실렸다. 지난 7월 미국, 중국, 아랍에미리트(UAE)가 동시에 화성탐사선을 발사하고 2022년 유럽, 2024년에는 일본이 화성탐사를 계획하는 등 많은 나라들이 화성탐사에 주목하고 있다. 현재는 지구 밖 생명체 존재를 확인하기 위해 화성에 탐사선을 보내고 있지만 궁극적인 목표는 사람이 거주할 수 있는 ‘제2의 지구’를 만들겠다는 것이다. 그렇지만 2016년 12월 세계적인 과학저널 ‘사이언스’는 인간이 화성과 그 너머 우주공간을 여행할 때 발생할 수 있는 5가지 문제점을 지적했다. 사이언스가 제시한 우주여행의 5가지 걸림돌은 △우주방사선 △고독감 △우주곰팡이 △미세중력 △인적오류이다. 특히 미세중력은 오랜 시간이 걸리는 유인 우주탐사에서 가장 큰 문제가 될 수 있다. 무중력에 가까운 미세중력은 우주인의 뼈와 근육을 약화시켜 각종 디스크 질환을 쉽게 일으킬 수 있다. 이 때문에 국제우주정거장(ISS)에 장기간 거주하는 우주인들에게는 근육손실을 막기 위해 매일 약 2시간씩 운동을 하도록 하고 있지만 골밀도가 낮아지는 것은 운동으로도 막기가 힘들다. 뿐만 아니라 미세중력은 시신경과 안압에도 영향을 미쳐 시력 약화를 가져온다.연구팀은 미세중력으로 인한 근육량 감소와 골밀도 저하는 소화기관에도 영향을 미친다고 지적했다. 더군다나 우주라는 특수한 환경에서 보관하기 위해 동결건조한 뒤 방사선조사로 무균 상태로 만들기 때문에 지구에서 먹는 음식과 비슷하게 만든다고는 하지만 맛과 영양이 떨어질 수밖에 없다. 더군다나 특수한 과정으로 만들어지기 때문에 우주인의 식단은 장내미생물을 교란시킬 수 있게 된다는 것이다. 연구팀은 우주여행과 관련한 앞선 여러 연구를 분석한 결과 같은 임무를 수행하는 우주인들의 장에서는 장염을 유발하는 박테리아는 증가하고 항염효과를 보이는 유익한 세균은 줄어들었다고 밝혔다. 이는 감염과 염증에 취약하게 만들고 영양실조, 위장장애를 가속화시킬 수 있으며 면역체계 결핍, 신경정신질환, 인지력 저하를 유발시킬 수 있다고 지적했다. 연구를 이끈 마르티나 헤어 본대학 교수는 “이번 연구는 장내미생물의 작은 변화라도 미생물과 숙주 사이에 복잡하게 얽혀 있는 균형관계를 붕괴시킬 수 있음을 보여 주고 있다”고 말했다. 거대한 우주를 탐사하고 정복하기 위해서는 작은 우리 몸속부터 제대로 관리하는 것이 필요하다는 것을 보여주는 이번 연구 결과는 언젠가 유인 우주탐사에 나설 한국에 많은 시사점을 주고 있다.

지구상에서 가장 더운 곳으로 알려진 이란의 루트 사막에서 신종 갑각류가 발견됐다. 이 갑각류는 지금까지 4종만 확인된 팔로크립투스(Phallocryptus)속으로 분류되는 담수동물에 속한다. 미국 과학전문 매체 사이언스데일리 등 외신에 따르면, 독일 슈투트가르트 자연사박물관의 호세인 라자이 박사와 이란 테헤란대의 알렉산더 V 루도프 박사는 사막의 생태와 생물다양성, 지질학 그리고 고생물학을 더 잘 이해하기 위해 루트 사막을 탐험하는 동안 이와 같은 발견을 해냈다. 오스트리아 빈 자연사박물관의 갑각류 전문가이자 연구 공동저자인 마틴 슈벤트너 박사는 이 표본을 과학적으로 더 연구한 결과 이들은 신종 민물 갑각류에 속하는 것으로 나타났다고 밝혔다.이들 생물학자는 2017년 탐험에 참여했다가 2018년 비행기 추락 사고로 안타깝게 숨진 이란 생물학자 하디 파히미 연구원을 기리기 위해 이 생물에 ‘팔로크립투스 파히미’(Phallocryptus fahimii)라는 학명을 붙였다.곤충 전문가인 라자이 박사는 “루트 사막 남부에 있는 작은 계절성 호수에서 이 종을 실제로 발견했다. 이렇게 극단적인 곳을 탐험할 때는 특히 물을 찾을 때 항상 경계심을 갖게 된다”면서 “이렇게 뜨겁고 건조한 환경에서 갑각류를 발견한 것은 정말 세상을 놀라게 한 성과였다”고 말했다. 이들 연구자의 연구는 팔로크립투스 파히미가 지금까지 확인된 팔로크립투스 4종과 전체적인 형태학과 유전학에서 어떻게 다른지를 설명한다. 슈벤트너 박사는 또 “이들 갑각류는 말라버린 침전물 속에서 몇십 년간 생존할 수 있으며 수생 서식지가 다시 채워지는 다가오는 우기에 부화할 것이다. 이들은 사막 환경에서 사는데 완벽하게 적응했다”면서 “러트 사막에서도 생존할 수 있는 이들의 능력은 회복력을 강조한다”고 말했다. 루트 사막은 이란에서 두 번째로 큰 사막이자 세계에서 27번째로 큰 사막으로, 이란 남동부 케르만주와 시스탄에발루체스탄주에 걸쳐 있다. 페르시아어로는 ‘다시티 루트’(Dasht-e-Lut)라고 하는데, ‘루트’는 페르시아어로 물이 없고 식물이 자라지 않는 척박한 땅을 가리킨다. 산으로 둘러싸인 내부의 분지에 있어 강수량이 적고 기온이 높아 매우 건조한 대륙성 아열대 기후를 나타낸다. 다양하고 독특한 사막 지형들이 형성돼 있는 이 사막의 면적은 약 5만2000㎢이며 전체 길이는 320㎞, 너비는 160㎞에 이른다. 미국항공우주국(NASA)의 지구관측위성인 ‘테라’에 설치된 중간해상도 영상 분광계(MODIS·Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer)를 통해 측정한 사막 지표면에 쌓인 모래의 온도가 70.7℃에 이르러 세계에서 가장 건조하고 뜨거운 곳으로 기록돼 있으며 최근에는 기온이 80.3℃까지 상승한 것으로 기록됐다. 비정상적 고온의 원인은 루트 사막에서 널리 볼 수 있는 검은 현무암이 열을 흡수해 지표 온도를 높이기 때문이다. 하루 평균 기온은 겨울에 -2.6°C, 여름에 50.4°C까지 다양하며 연간 강수량은 30㎜를 넘지 않는다. 비가 오면 일시적인 수원이 생기지만 우기가 끝나면 다시 고갈된다. 수생 동물이 영구적으로 살 수 있는 환경도 존재하지 않는다. 따라서 이 신종 동물이 루트 사막의 혹독한 환경에 어떻게 적응할 수 있었는지 그 비밀을 조사할 필요가 있다고 이들 연구자는 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘줄로지 인 더 미들 이스트’(Zoology in the Middle East) 최근호(8월 5일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

중앙아메리카 남부 코스타리카에서 신비로운 무지갯빛을 내는 운석이 공개됐다. 전문가들은 이 운석이 생명체 기원의 비밀을 품고 있을 것으로 기대하고 있다. 스페이스닷컴 등 과학전문매체의 24일 보도에 따르면 지난해 4월 코스타리카에서 발견된 이 운석은 세탁기 정도 크기의 거대한 유성이 지구 대기권에서 부서지면서 생긴 파편으로, 당시 코스타리카의 두 마을에서 공통으로 발견됐다. 코스타리카국립대학 지질학과 연구진이 1년가량의 연구 끝에 공개한 운석의 분석 결과에 따르면, 해당 운석은 탄소질 콘드라이트로 확인됐다. 80~85%가 점토로 이뤄진 탄소질 콘드라이트는 유기화합물이 포함돼 있긴 하나 생물에 의해 만들어진 것은 아니며, 태양계 초기에 만들어진 이후 열변성을 받지 않은 채 유지된 것이기 때문에 태양계에서 가장 초기의 성질을 보유한 물질로 여겨진다. 이 때문에 전문가들은 이 운석의 모체인 소행성이 초기 태양계부터 존재했으며, 궁극적으로 우리 태양계의 매우 오래된 별에서 관찰할 수 있는 특징들을 담고 있을 것으로 기대했다. 구체적으로 연구진은 이 암석에서 100여 개의 각기 다른 아미노산을 발견했다. 이중 일부는 지구상의 생명체에게서도 매우 드물게 발견되거나 알려지지 않은 것들이다. 무게는 약 1.1㎏ 정도이며 오묘한 무지갯빛을 내는 것이 특징이다. 연구진은 “이 운석은 45억 6000만 년 전부터 존재해 온 소행성의 일부분으로 보여진다”면서 “특히 이번에 공개한 운석은 수십억 년 동안 오염되지 않은 채 보존돼 있었으므로, 연구가치 뿐만 아니라 희소가치도 매우 높다”고 설명했다.이번에 공개된 운석은 지난해 당시, 한 가정집 지붕을 뚫고 떨어져 발견된 것으로 알려졌다. 당시 코스타리카 아과스자르카스에 거주하던 한 여성은 저녁 무렵 거실에서 텔레비전을 보다가 지붕을 뚫고 떨어진 운석과 처음 마주했다. 이 여성은 당시 인터뷰에서 “떨어진 돌을 만졌을 때 여전히 온기가 있었다”고 밝혔다. 한편 운석은 희소성과 종류 등에 따라 천차만별의 경제적 가치를 지닌다. 희귀한 운석의 경우 ‘우주의 로또’로 불릴 만큼 높은 가격을 자랑하는데, 1㎏에 최소 1억 원 이상을 호가하기도 한다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

곰벌레는 지구에서 가장 강력한 내성을 지닌 생명체로 유명하다. 절대영도에 가까운 영하 272℃부터 물 끓는 점을 웃도는 150℃까지 극한의 온도에서 살아남고 극도의 탈수 상태에서도 세포질을 유리화해 세포 형태를 유지하기 때문. 또 고선량의 방사선을 견딜 수 있어 우주 공간에서 열흘 넘게 살아남은 사례가 보고되기도 했다. 지금까지 지구에서 알려진 어떤 다세포 생명체도 물곰으로도 불리는 이들 완보동물에 맞먹는 내성을 지니고 있지 않다. 그런데 최근 이들 생명체의 극강 내성에 숨겨진 비밀에 근접한 연구가 진행돼 관심이 쏠리고 있다. 곰벌레의 DNA는 특수 단백질로 보호돼극단적인 온도와 방사선은 생물의 DNA를 파괴한다. 하지만 몸길이 50㎛(1㎛는 1m의 100만분의 1)~1.7㎜로 현미경으로 봐야 보이는 다리 8개의 무척추동물인 이들 곰벌레는 수분이 없는 곳에서 탈수 상태가 돼도 ‘툰’(tun)이라는 가사 상태가 됨으로써 살아남을 수 있다. 툰 상태에서는 세포질이 앞서 설명한 바와 같이 유리화돼 건조 상태에 강해지고 DNA는 손상 억제(damage-suppressor·이하 Dsup) 단백질이라고 부르는 특수 단백질로 감싸여 높은 내성을 갖는다. 2016년 연구자들이 곰벌레의 이런 내성 유전자(Dsup)를 인간 세포에 이식함으로써 세포의 방사선 내성을 극적으로 높이는 데 성공했지만, Dsup이 어떤 구조로 DNA를 보호하는지 그 상세한 분자 메커니즘은 풀리지 않았다. 특수 단백질이 DNA에 ‘전기 실드’ 제공그래서 스페인의 연구자들은 Dsup과 DNA의 상호작용을 슈퍼컴퓨터를 이용해 시뮬레이션했다. 그런데 의외의 사실이 드러났다. 이는 곰벌레의 특수 단백질(Dsup)이 DNA에 ‘정전 차폐’(electrostatic shielding·전기 실드)를 제공한다는 것이다. 정전 차폐는 어떤 공간을 외부 힘의 장으로부터 차단하거나 내부 힘의 장을 외부와 차단하는 것을 말한다. 이들 연구자는 며칠에 걸친 슈퍼컴퓨터의 연산 끝에 Dsup가 ‘기본적으로 무질서’하며, ‘높은 유연성’을 갖추고 있는 것을 확인했다. 이런 무질서함과 높은 유연성 덕분에 Dsup은 위 이미지와 같이 DNA 형태에 딱 맞게 결합할 수 있었다. 중간의 붉은 선이 DNA로 그 주위에 Dsup 2개가 둘러싸고 있다. 또 Dsup의 결합에 의해 DNA의 주위에는 특수한 전기력선들을 형성하는 것으로 나타났다. 이 전기력선들이 정전 차폐가 돼 방사선이나 자유라디칼(활성산소)로부터 DNA를 전기적으로 차폐하고 있는 것으로 여겨진다. 왜 이렇게 강한 내성을 지닌 것일까? 이번 연구를 통해 Dsup이 DNA와 비특이적으로 결합해 DNA를 방사선과 활성산소의 피해로부터 보호하기 위해 구조적인 지원뿐만 아니라 전기적 차폐를 제공했음을 시사했다. Dsup은 자외선 차단제처럼 DNA를 보호해 곰벌레의 불멸성을 높이고 있었던 것이다. 하지만 곰벌레의 생존 능력은 지구에서 생활하는 데 있어 ‘오버 스펙’이라고 할 수 있다. 보통 지구상의 다세포 생물에 우주 공간에서 열흘 이상 살아남을 능력은 필요 없다. 마찬가지로 우주 방사선에 대한 내성과 절대 영도에서 150℃를 넘는 폭넓은 온도에서 살아남는 능력도 잉여일 것이다. 이런 능력이 탈수 상태에 대한 내성을 높여간 결과로 얻어진 부산물인지 아니면 과거 곰벌레는 이런 스펙을 요구하는 환경에 노출됐을 가능성도 생각할 수 있다. 그런 환경은 진공이고 강렬한 방사선이 날아오며 절대 영도와 물 끓는 점을 넘는 온도였을지도 모른다. 일반적으로 이런 환경은 안정된 대기가 존재하는 지구가 아니라 우주에 존재한다. 곰벌레가 우주에서 진화했는지 어떤지는 모르지만, 어쨌든 남아도는 스펙의 출처는 앞으로도 탐구 대상이 될 것이다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’(Science Advances) 최신호(8월 7일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

중앙아메리카 남부 코스타리카에서 신비로운 무지갯빛을 내는 운석이 공개됐다. 전문가들은 이 운석이 생명체 기원의 비밀을 품고 있을 것으로 기대하고 있다. 스페이스닷컴 등 과학전문매체의 24일 보도에 따르면 지난해 4월 코스타리카에서 발견된 이 운석은 세탁기 정도 크기의 거대한 유성이 지구 대기권에서 부서지면서 생긴 파편으로, 당시 코스타리카의 두 마을에서 공통으로 발견됐다. 코스타리카국립대학 지질학과 연구진이 1년가량의 연구 끝에 공개한 운석의 분석 결과에 따르면, 해당 운석은 탄소질 콘드라이트로 확인됐다. 80~85%가 점토로 이뤄진 탄소질 콘드라이트는 유기화합물이 포함돼 있긴 하나 생물에 의해 만들어진 것은 아니며, 태양계 초기에 만들어진 이후 열변성을 받지 않은 채 유지된 것이기 때문에 태양계에서 가장 초기의 성질을 보유한 물질로 여겨진다. 이 때문에 전문가들은 이 운석의 모체인 소행성이 초기 태양계부터 존재했으며, 궁극적으로 우리 태양계의 매우 오래된 별에서 관찰할 수 있는 특징들을 담고 있을 것으로 기대했다. 구체적으로 연구진은 이 암석에서 100여 개의 각기 다른 아미노산을 발견했다. 이중 일부는 지구상의 생명체에게서도 매우 드물게 발견되거나 알려지지 않은 것들이다. 무게는 약 1.1㎏ 정도이며 오묘한 무지갯빛을 내는 것이 특징이다. 연구진은 “이 운석은 45억 6000만 년 전부터 존재해 온 소행성의 일부분으로 보여진다”면서 “특히 이번에 공개한 운석은 수십억 년 동안 오염되지 않은 채 보존돼 있었으므로, 연구가치 뿐만 아니라 희소가치도 매우 높다”고 설명했다.이번에 공개된 운석은 지난해 당시, 한 가정집 지붕을 뚫고 떨어져 발견된 것으로 알려졌다. 당시 코스타리카 아과스자르카스에 거주하던 한 여성은 저녁 무렵 거실에서 텔레비전을 보다가 지붕을 뚫고 떨어진 운석과 처음 마주했다. 이 여성은 당시 인터뷰에서 “떨어진 돌을 만졌을 때 여전히 온기가 있었다”고 밝혔다. 한편 운석은 희소성과 종류 등에 따라 천차만별의 경제적 가치를 지닌다. 희귀한 운석의 경우 ‘우주의 로또’로 불릴 만큼 높은 가격을 자랑하는데, 1㎏에 최소 1억 원 이상을 호가하기도 한다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

인간을 포함한 모든 생물이 작은 세포 하나에서 시작하듯이 별 역시 크기와 형태가 다양해도 중력에 의해 뭉친 작은 가스 덩어리에서 시작한다는 공통점이 있다. 과학자들은 별의 탄생하는 과정을 알아내기 위해 많은 연구를 진행했지만, 본격적으로 핵융합 반응을 일으켜 빛나기 이전 단계의 가스 구름을 찾아내기는 쉽지 않았다. 작고 어두울 뿐 아니라 대부분 큰 성운 내부 깊숙한 곳에 자리잡아 고성능 망원경으로도 보이지 않기 때문이다. 일본 오사카 부립 대학의 천문학자인 카즈키 토쿠다와 그 동료들은 현존하는 가장 강력한 전파 망원경 중 하나인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해 지구에서 430광년 떨어진 가스 성운인 황소자리 분자구름(Taurus Molecular Cloud) 내부를 관측했다. 황소 자리 분자 구름은 많은 별이 탄생하는 가스 성운으로 지구에서 비교적 가까운 거리에 있어 별의 생성과 진화 과정을 연구하는 과학자들에게 중요한 연구 대상이다. 연구팀은 ALMA의 성능을 최대한 활용해서 황소자리 분자구름 내부 깊숙한 곳에서 생성되고 있는 가스 덩어리 32개와 아기 별 9개를 추가로 발견했다. 사실 관측이 쉽지 않은 영역이지만, 일반적인 광학 망원경보다 긴 파장을 관측하는 밀리미터/서브밀리미터 전파 망원경인 ALMA의 관측 능력을 최대로 끌어내 포착하는 데 성공한 것이다. (사진) 이 가스 덩어리들은 아직 임계 질량에 도달하지 못해 핵융합 반응이 일어나지 않은 상태로 앞으로 가스를 더 모아 아기 별로 진화하는 과정에 있다. 연구팀은 이 가스 덩어리들이 부화를 기다리고 있는 별의 ‘알’(stellar egg)이라고 설명했다. 32개의 별의 알 가운데 12개는 다른 것보다 더 많이 자라서 이미 내부 구조를 지니고 있는 것으로 추정된다. 연구팀은 별의 알이 별로 부화하는데 필요한 가스의 밀도가 대략 입방 센티미터 당 수소 100만개 정도라는 사실을 확인했다. 이는 별에 비해 상당히 낮은 밀도이지만, 주변 가스에 비해서는 밀도가 높기 때문에 상대적으로 강한 중력으로 더 많은 가스를 흡입해 커지는 데 충분하다. 점점 커지면서 중력이 더 강해지면 결국 내부 핵융합 반응이 일어나는 데 충분한 질량에 도달해 아기 별로 탄생한다. 오래 전 태양 역시 비슷한 과정을 거쳐 태어났을 것이다. 과학자들은 과거로 돌아갈 순 없지만, 발생 초기 단계에 있는 별과 가스 성운을 연구해 태양과 태양계 행성들이 어떻게 생성되었는지 알아낼 순 있다. 앞으로 더 강력한 망원경과 관측 기술을 통해 과학자들은 그 과정을 더 자세히 알아낼 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

화성과 목성 사이 소행성대에 위치한 왜소행성 세레스(Ceres)의 지하에 바다가 숨겨져있다는 놀라운 연구결과가 발표됐다. 지난 10일(현지시간) 미 항공우주국 제트추진연구소 등 국제공동연구팀은 세레스의 오카토르 크레이터(Occator crater) 아래에 거대한 바다가 숨겨져 있다는 연구결과를 국제 학술지 네이처 천문학, 네이처 커뮤니케이션즈지 등에 발표했다.지름이 950㎞로 소행성대에 있는 천체 중 가장 큰 세레스는 크고 작은 수많은 크레이터가 존재하는 왜소행성(dwarf planet·행성과 소행성의 중간 형태의 천체로 행성과 달리 주변의 다른 천체를 끌어들이지 못한다)이다. 이중 가장 주목을 받은 지역이 북반구에 위치한 오카토르 크레이터(Occator crater)다. 폭이 무려 92㎞, 깊이 4㎞의 오카토르는 일찌감치 NASA의 돈(Dawn) 탐사선에 포착된 후 사진으로 공개돼 언론의 주목을 받아왔다. 그 이유는 유독 반짝반짝 빛나는 거대한 하얀 점을 가지고 있었기 때문이다.지난 2018년 10월 돈 탐사선은 임무가 종료될 즈음 세레스 표면 기준 35㎞ 아래까지 내려가 생생한 모습을 적외선 촬영했고 이를 바탕으로 국제공동연구팀은 분석에 들어갔다. 그 결과 이곳에 해빙에서는 흔한 물질이지만 지구 밖에서 한번도 발견된 적 없는 복합 하이드로할라이트(hydrohalite)의 존재를 확인했다. 이는 소금물에서 발생하는 미네랄로 연구팀은 이를 근거로 그 아래에 염분이 풍부한 물이 존재한다는 결론을 내렸다. 특히 연구팀은 세레스의 중력을 분석해 숨겨진 바다의 깊이가 약 40㎞, 폭인 수백㎞에 달할 것으로 추측했다.연구에 참여한 이탈리아 국립천체물리학연구소 마리아 크리스티나 드 상티스 박사는 "하이드로할라이트의 존재는 세레스에 바닷물이 있다는 확실한 증거"라면서 "이제는 세레스도 토성과 목성의 위성 중 일부처럼 '오션월드'라 부를 수 있다"고 설명했다. 이어 "세레스에서 하이드로할라이트가 발견된 것은 우주생물학적으로도 매우 중요하다"면서 "이 물질이 생명체가 존재하는데 필수적이기 때문"이라고 덧붙였다. 　 한편 탐사선 돈은 세레스와 소행성 베스타를 탐사하기 위해 지난 2007년 8월 발사됐으며 지난 2018년 통신 두절되며 11년 간의 임무를 마쳤다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

인간에게 지하세계(언더랜드)는 대체로 보관, 생산, 처리 공간이라는 세 개의 역할 이미지로 집약된다. 실제로 인류는 먼 옛날부터 사람 몸을 땅에 묻고 동굴 벽에 그림을 그리거나 흔적을 남겼다. 지하 광산에서 광물을 캐내 쓰며 바다 밑에선 석유와 가스를 줄창 뽑아낸다. 그런가 하면 재앙을 미리 차단하려 곳곳에 핵폐기물 처리시설을 짓는다. 지하세계는 인간과 그토록 밀접하게 얽혀 있지만 홀대받거나 잊혀진 영역으로 남기 일쑤이다. `언더랜드´는 `세계적인 자연 작가´로 주목받는 영국 왕립문학협회 회원 로버트 맥팔레인이 6년여 지구촌 곳곳의 지하세계를 찾아 맛깔나는 이야기로 버무려낸 역작이다. 우리 발밑에 있어 왔고 여전히 존재하지만 의식하지 못한 채 살아왔던 언더랜드를 실감나게 소환한다. 그린란드의 깊고 푸른 빙하와 나무가 소통하는 지하 네트워크, 청동기시대 매장지와 도시 지하묘지 카타콤, 우주 탄생 순간 형성된 암흑물질과 인류세에 닥칠 핵 미래까지 방대한 언더랜드를 펼쳐 보이는 `심원의 시간 여행´인 셈이다.책의 큰 묘미는 지구촌 곳곳에 산재한 고분, 광산, 도시, 빙하, 동굴의 언더랜드에 얽힌 절절한 사연들이다. 파리의 지하 공동묘지와 이탈리아 북동쪽 카르스트 지대의 처형장에서 건져낸 이야기들은 대표적이다. 파리에선 18~19세기 성 이노센트 묘지가 포화상태에 빠지면서 지하 채석장으로 무려 600만구의 유골을 옮겼다고 한다. 이탈리아 북동쪽 카르스트 지형의 땅속 동굴과 숲은 제2차 세계대전 중 민간인과 군인 수천 명이 학살당한 이른바 `포이베 대학살´ 현장으로 여전히 사람 뼈와 총알이 발견되고 있다. 1959년 영국의 피크 동굴 탐사에 나섰다가 사다리를 헛디뎌 땅속 암벽 틈에서 사망한 옥스퍼드대 철학과 학생 닐 모스의 사연도 눈에 띈다. 닐 모스의 아버지는 그곳에서 더이상 다른 사람들이 위험해지는 것을 원치 않는다며 아들의 시신을 수직굴 속에 영원히 봉안해 달라고 부탁했는데 이후 피크 동굴의 이 구역은 `모스의 방´으로 불리고 있다.저자는 그린란드에서 마주한 빙하의 푸른 빛에 감탄하면서도 지구온난화로 녹아내리고 파열하는 모습에 눈물을 쏟는다. 핀란드 남서부 올킬 루오토섬의 암반 깊숙한 곳에서 진행 중인 고준위 핵폐기물 봉인 작업을 지켜보면서 인간이 미래에 할 수 있는 일이 무엇일지를 놓고 고민에 빠진다. `우리는 좋은 조상인가.´ 소아마비 예방 백신을 개발한 미국의 면역학자 조너스 소크가 던진 이 질문대로 “인간은 자신이 빚어낸 것들의 오랜 사후 세계에 더 큰 책임이 있다”고 저자는 말한다. 그 지적대로 지금 지구촌 곳곳에선 ‘잠자는 거인’의 어두운 힘이 오랜 잠에서 깨어나고 있다. 북극의 영구 동토층과 알프스, 히말라야의 빙하가 녹아 잠겨 있던 메탄과 고대 생물 사체가 드러나고 있는 형편이다. 1957년 미 육군 공병단이 그린란드 북서쪽에 건설한 비밀 지하 기지 `캠프 센추리´에선 유독성 폐기물이 떠오르기 시작했다. 최대 200여명의 병사를 수용할 수 있는 이 지하 마을은 1967년 미군이 떠난 뒤 버려졌는데 기온이 상승하면서 얼음 밑에 그대로 방치된 방사성 폐기물을 포함한 기반 시설에서 오염물질이 부상하고 있다. 저자는 “오랫동안 묻혀 있던 골칫거리 역사가 다시 등장하고 있다”며 이렇게 경고한다. “생성과 파괴가 끊임없이 반복되는 지구 역사의 오랜 이야기가 현재의 성급한 욕심과 분노를 거둘 것이다.” 김성호 선임기자 kimus@seoul.co.kr

레이저 발사로 北 미사일 무력화…30분마다 北 살피는 위성 “레이저 요격 시험 사격을 시작하겠습니다. 셋, 둘, 하나, 사격 개시!” 지난 2일 충남 태안 국방과학연구소(ADD) 안흥시험장에서 창설 50주년을 맞아 첨단무기 합동시연회가 개최됐다. 무인기와 로켓 등을 레이저빔으로 무력화 시키는 ‘레이저 요격장치’가 사격통제관으로부터 발사 명령이 내려지자 북한 노동미사일 모형에 일직선으로 발사됐다. 열영상카메라로 볼 수 있는 20kw의 레이저 빔은 발사가 시작된지 약 5초가 지나자 미사일 모형의 한 가운데를 정확히 관통했다. 미사일 모형은 연기를 내뿜고 철이 녹아내리며 무력화됐다. 사격이 완료된 뒤 확인한 미사일에는 작은 크기의 구멍이 나 있었다. 한국의 레이저 무기화 기술은 이미 상당 수준에 이르렀다는 평가다. 아직 레이저 무기를 전력화한 나라는 없다는 점에서 한국도 개발에 속도를 내고 있다. 현재 레이저 발생기술은 미국과 약 5년의 격차가 나며, 나머지 기술은 1~2년 수준으로 보고 있다. 레이저 요격무기는 조만간 군에 배치돼 드론이나 미사일 등을 방어할 계획이다. 5일 창설 50주년을 맞은 ADD는 1970년 8월 6일 대통령령 제5267호, 법률제225호에 따라 특별법에 의한 특수법인으로 출범했다. 1974년 2월 충남 대전에 항공사업본부가 신설되고, 1976년 경남 진해에 해상·수중사업본부가 만들어졌다. 1983년 1월 연구소 본부가 지금의 위치인 대전으로 이전해 오늘날 모습을 갖췄다. 현재 탄도미사일과 위성 등 각종 첨단무기를 개발하며 세계 9위의 국방과학기술력을 만들었다. 최근 세계 군사 능력의 트랜드는 ‘무인 기술’이 핵심이다. ADD도 무인수송차량과 무인수상정 등 사람이 직접 탑승하지 않아도 되는 무기들을 개발하고 있다. 앞으로 기갑 및 기계화부대에 배치되는 무인수색차량은 자율주행기능이 탑재돼 위험 지역에서 임무수행이 가능하다. 목표 지점을 입력하면 장애물 등을 회피하면서 기동한다. 6륜 독립구동으로 제자리 선회가 가능해 기동성이 확보되며, 험지에서도 기동할 수 있다.‘자율터널탐사 로봇’도 병력 투입이 제한되는 갱도나 지하시설, 오염지역에서 활약하게 된다. 최대속도 약 10㎞로 지하로 들어가 탑재된 레이더와 영상 카메라 등으로 2D·3D 지도를 작성한다. 휴대전화에 어플리케이션을 설치해 조종이 가능하며, 진입 중 자동으로 중계기를 떨어뜨려 통신 기능을 유지한다. 특히 전 세계가 ‘우주 전쟁’ 양상에 돌입한 만큼 ADD도 위성 체계 개발에 한창이다. ADD는 경제성과 기동성이 우수하고 소형화·경량화 된 ‘초소형 SAR 위성군 체계’를 개발하고 있다. 소형화된 위성군 체계로 빠른 재방문주기를 갖게 돼 정찰 능력을 확보할 수 있다는 평가다. 32개 군집위성을 통해 30분 단위의 재방문주기로 북한을 들여다 볼 수 있게 된다. ‘인공지능’(AI) 기반의 무기들도 앞으로 전력화 계획을 가지고 있다. AI가 바다 속 소음을 탐지해 물체를 식별하는 ‘음탐식별 기술’과 드론 및 기동장비에 설치된 센서를 이용해 부분 가림 표적을 AI에 의해 자동으로 식별하는 ‘자동인식 기술’도 전력화를 앞두고 있다. 또 물체를 직접 보지 않고도 컴퓨터 그래픽으로 구현한 가상데이터를 통해 표적을 탐지할 수 있는 ‘딥러닝 물체탐지 기술’도 확보했다.코로나19 치료제 개발 한창…동물 실험 효과 입증 첨단 무기뿐만이 아니라 코로나19 치료제 개발에도 한창이다. ADD는 그동안 북한에서 내려온 ‘한탄 바이러스’로 전방 지역 장병들의 감염 사례가 자주 발생하면서 치료제를 개발해 왔다. 지난 2월부터 코로나19가 한국에도 심각하게 확산하자 코로나19 방향으로 연구를 시작했다. ADD는 최근 코로나19 유전체 정보를 이용한 합성생물학 기술로 억제 유전자 치료제(siRNA)를 설계하고 동물에서 효능을 입증했다. 기존 민간 업체에서 개발 중인 치료제와 다른 점은 유전체 정보를 기반으로 바이러스가 자기복제를 하는 과정에서 취약점을 찾아 복제하지 못하도록 공격하는 것이다. ADD는 유전자 정보를 바탕으로 확보한 1000개의 후보 물질 가운데 최종 1개를 영장류와 햄스터를 대상으로 실험한 결과 발열 완화와 바이러스 감소 등 긍정적인 결과를 얻었다. 현재 논문 제출까지 완료됐으며 비임상 실험과 임상 실험을 준비하고 있다. 임상 실험에 돌입하기까지는 약 1년이 소요될 것으로 바라보고 있다. ADD 관계자는 “항체 개발은 비용과 개발이 비싸다는 단점이 있다”며 “합성생물학 기술은 유전체 분석을 통해 표적을 빨리 찾아 공격할 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 이날 내부 행사로 진행된 5주년 기념식은 정경두 국방부 장관과 왕정홍 방사청장 및 역대 소장과 전·현직 연구원들이 참석한 가운데 개최된다. 남세규 ADD 소장은 “미래 50년은 비닉무기 개발에 집중하고, AI, 양자레이더, 합성생물학 및 우주분야와 같은 첨단과학에 과감히 도전할 것”이라고 말했다. 태안 이주원 기자 starjuwon@seoul.co.kr