7일 러시아 모스크바에 있는 한 연구시설에서 남성 3명과 여성 3명으로 이뤄진 참가자들이 폐쇄 공간에 갇혀 생활하는 실험이 시작됐다. 17일간의 유인 달 탐사를 가정한 이번 실험에 앞서 참가자 대표 마크 세로프는 “모든 임무를 완수하겠다”는 각오를 남기고 다른 참가자 5명과 함께 웃으며 모의 우주선 시설로 들어갔다. 국제 과학연구 프로젝트 ‘시리우스’(SIRIUS·Scientific International Research In a Unique terrestrial Station)에서 시행하는 이번 실험은 첫 번째 폐쇄 공간 실험으로, 앞으로 5년에 걸쳐 실험 기간은 단계적으로 늘어나 최장 365일까지 모의 실험 기간이 연장된다. 러시아 연방 국립과학센터(SSCRF) 산하 의생물학연구소(IBMP)가 미국항공우주국(NASA)과 함께 진행하는 이번 실험은 인간이 우주선을 타고 달까지 비행한 뒤 그 주위를 한 바퀴 돌고 다시 지구로 귀환하는데 필요한 조건을 재현한다. 프로젝트 총책임자인 러시아의 생물학자 올레크 오를로프 박사는 “모의실험은 우주선 개발과 함께 진행될 예정”이라고 밝혔다. 그는 “2020년대 중반까지 실제 달 탐사를 시행한다는 계획에 따라 준비해 나갈 예정”이라면서도 “실험의 또 다른 목적 중 하나는 장기간 우주 임무에 가장 적합한 성 비율을 조사하는 것”이라고 밝혔다. 참가자들 대부분은 러시아의 훈련받은 연구원들과 우주 비행사들이지만, 독일인도 1명 포함됐다. 프로젝트 심리학자 바딤 구시친 박사는 “러시아는 물론 옛소련 시절까지 우주선에 여성 승무원이 2명 이상 참여한 사례는 역사상 처음 있는 일”이라고 설명했다. 참가자들은 임무를 수행하기 위해 어떤 일이라도 하겠다고 약속한 뒤 용적 250㎥의 모듈 속에 갇혔다. 이번 실험에서는 폐쇄 공간에 놓인 상태가 인간의 몸과 마음에 어떤 영향을 주는지 살피게 된다. 한편 러시아는 지금까지 지상에서 폐쇄 공간 실험을 여러 차례 진행했다. 1967년에는 용적 24㎥의 금속 상자 안에 남성 3명을 1년 동안 가뒀고, 2010년에는 화성까지 비행을 가정해 다국적 남성 참가자 6명이 외부와 단절된 모듈에서 520일을 보냈다. 이 실험은 2011년 11월 종료됐다. 사진=AFP 연합뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

생물학에서 진화는 매우 엄밀한 뜻을 갖고 있다. 유전형질이 다음 세대로 전달되도록 유전자의 변화가 누적되어 일어나는 것을 의미한다.가장 간단한 유전정보를 가지고 있는 바이러스는 책 한 페이지에 담을 수 있을 정도의 1000바이트 정도의 정보를 갖고 있다. 박테리아의 유전자 정보는 책 100페이지 정도의 정보인 0.1MB보다 조금 더 많다. 인간의 유전자 정보는 CD 한 장에 담을 수 있을 정도인 750MB라고 한다. 세대를 이어 가면서 보다 복잡한 형질을 나타내 왔던 것이 생물의 진화이다. 세포 속 미토콘드리아는 어쩌다 다른 세포 속에 들어간 호기성 세포라고 한다. 약 5억 2000만년 전 출현한 삼엽충은 외부 빛 환경을 활용하기 위해 눈을 사용하기 시작했다. 이렇게 외부 환경과 적응하며 공생하면서 발전하는 것도 생물 진화의 한 과정이다. 지구상 생물 진화의 정점은 인간이다. 그런데 동물에서 인간으로의 진화는 DNA에 담긴 정보로만 설명하기엔 부족하다. DNA를 넘어 뇌라는 정보저장장치를 활용하면서 동물의 활동은 보다 복잡해진다. 뇌는 학습이 가능하기 때문이다. 그렇지만 뇌가 학습한 정보는 생물학적으로 다음 세대로 전달되지 않는다. 그런데 인간은 뇌로 많은 정보를 학습하고 그 기억을 처음에는 구전으로 나중에는 기록으로 후세에 전하기 시작했다. 이는 단세포 생물이 호기성 세포와 공존하면서 더 발전된 세포가 됐듯이 인간이란 개체와 사회가 주변 환경과 공생을 시작한 것으로 볼 수 있다. 처음으로 외부의 빛을 감지할 세포를 갖게 된 삼엽충의 발전이 비약적이었던 것처럼 인간은 망원경, 전자현미경 등의 도구로 눈의 한계를 넘어 주위 환경과 우주 전체에 대해 자신의 존재감을 알리기 시작한 것이다. 무생물인 도구까지도 자신의 일부로 활용한 것이다.실제로 지난 200년간의 과학기술의 발전은 인간의 신체적 한계를 극복하는 과정이었다. 증기기관은 인간이나 말의 근육이 가진 한계를 극복해 보다 많은 활동을 하게 해 줬다. 비록 그 장치가 신체에 직접 붙은 장치는 아니나 확장된 신체 활동을 돕는 것으로 볼 수 있다. 그동안 미지의 세계로 마지막까지 남아 있던 뇌의 활동에 대한 활발한 연구 덕분에 인간의 뇌에서 처리하고 저장할 수 있는 정보의 양을 완전히 뛰어넘는 발전을 눈앞에 두고 있다. 일부에서는 이를 4차 산업혁명이라고 하지만 인간 진화의 과정이라 볼 수도 있다. 정보 처리 능력의 발전과 이것을 후속세대로 전달한다는 측면에서 생물학적 진화와는 달라 보이지만 정보의 흐름과 전파면에서 보면 또 다른 진화라 할 수 있다. 생물학에서 진화는 오랜 시간이 걸린다. DNA라는 정보저장매체에 기록하기 위해서 걸리는 시간이 길기 때문에 여러 세대가 필요하다. 반면 뇌라는 정보저장매체에 기록하는 과정은 한 세대 내에 가능하다. 인간이 책을 발명하면서 기록의 속도는 빨라지기 시작했다. 컴퓨터와 전자기기를 이용한 정보의 기록 속도는 더 빨라졌고 이제는 인간이 다 파악하지 못할 정도가 됐다. 인간의 진화가 한 단계 더 나아가 이제는 외부의 뇌와 같은 기계와 공생하기 시작한 것이다. 인간의 고유영역이 파괴된다고 우려하는 이야기도 나오고 있으나 단순히 DNA의 유전자 정보 전달만으로 보는 기존 진화의 개념은 더이상 인간진화를 설명할 수 없고 앞으로 올 더 큰 진화도 이해할 수 없게 된다. 하나의 독립된 컴퓨터보다 외부저장장치 그리고 인터넷에 연결된 컴퓨터의 능력이 훨씬 우수하듯이 인간의 뇌는 이제 외부 저장 및 처리 장치의 도움을 받아 더 진화할 때 현재 인간이 갖고 있는 그 어떤 정보보다 나을 것이다. 이런 생각은 40년 전에 쓰인 칼 세이건의 ‘코스모스’에서 그 뿌리를 찾을 수 있다. 최근 매우 도전적 아이디어를 갖고 글을 쓰고 있는 맥스 테그마크 교수의 ‘라이프 3.0’이란 책에서 고민하는 인공지능 시대에 살아가야 하는 인간의 미래상이기도 할 것이다.

현대의학에서 의공학을 이용한 의료기기의 중요성은 설명할 필요가 없다. 의료기기는 사전적 의미로 질병이나 장애의 진단, 예방, 치료를 위해 인체에 쓰며 해부학 또는 생리학적 현상을 조사하는 기기다. 또 의학, 생물학, 공학 등 광범위한 학문 분야에 기반한다.최근 의료기기 사용을 한의사에게 허용하는 내용의 법안이 국회에 제출됐다. 대한한의사협회는 “의료기관 이중 방문에 따른 시간과 경제적 비용 지출을 줄일 수 있을 것”이라며 환영 의사를 밝혔다. 하지만 대한의사협회는 “국민의 생명과 안전을 위협할 수 있다는 가장 근본적 문제점을 간과한 것”이라고 반박했다. 우리는 이 문제에 대해 고민하기 전에 한의학의 정의와 역할에 대해 정확히 알아야 한다. 한의학은 한국 전통의학에서 기원해 인체의 구조, 기능을 탐구하고 질병의 치료, 예방에 대한 방법과 기술을 연구하는 학문이다. 한의학은 사람의 몸을 또 다른 우주로 규정해 서로 관계없어 보이는 기관 사이에도 흐름이 있고 이것이 질병을 치료하는 데 중요한 요소라고 본다. 사람의 몸을 환원적 개체의 모임으로 보는 것이 아니라 하나의 유기체로 본다. 의료기기는 각 장기의 해부학적, 생리적 현상을 관찰해 진단에 도움을 주는 기기다. 그래서 인체의 여러 현상을 밝히는 과학기술이 고스란히 흡수됐다. 대표적인 예가 자기공명영상(MRI), 컴퓨터단층촬영(CT), 초음파검사 등이다. 이들 기기를 임상에 적용할 때는 광범위한 연구 결과를 바탕으로 각 학회가 정기적으로 개정하는 진단기준과 표준지침을 준수한다. 한의학에서 의료기기를 써야 한다면 단순히 서양의학 진단법을 가져다 쓰는 것이 아니라 한의학과 의공학적 연구에 기반한 ‘한의학 의료기기’ 개발을 목표로 해야 한다고 생각한다. 만약 한의학적 관점으로 혈이나 맥, 기를 측정하고 진단과 치료에 적용하고자 한다면 이를 객관화할 수 있는 기기를 개발하고 그 효능을 과학적으로 연구하고 증명하려는 노력이 필요하다. 단지 서양의학의 원리를 차용해 엑스레이나 초음파를 쓴다고 해도 단편적 이미지의 해석에 그쳐서는 안 된다. 정상적인 적혈구 응집반응을 ‘응혈’로, 초음파 입사각도의 변화로 생긴 종괴의 크기 변화를 ‘종양 완치’로 오인해 적절한 치료 기회를 박탈한 예들이 존재하기 때문이다. 어떤 한의학 교수는 “의료기기는 진단을 위한 도구일 뿐이며 이를 쓰는 것이 서양의학과 한의학을 구분하는 기준은 아니다”라고 주장한다. 하지만 이는 한의학의 근본을 부정하는 발언일 수도 있다. 현대 의료기기는 서양의학의 방법론으로 개발해 왔고 그 원리에 따라 적용해야 하는데 한의학적으로 이용하는 것 자체가 어폐가 있기 때문이다. 의공학 발전에 관심이 많은 의학자의 한 사람으로서 정부는 한의사에게 현대 의료기기의 사용을 허용할 것이 아니라 ‘한의학 의료기기’의 개발을 지원해야 한다고 본다. 서양의학에 기반한 기기를 차용한다고 해도 한의학적으로 어떻게 해석하고 적용할지에 대한 연구가 우선이며 현재로서는 학문적 기반이 취약하다. 서양의학의 미시적, 환원적 관점으로 해결할 수 없는 여러 질병이 한의학 치료로 호전되는 예들이 있다고 한다. 그렇지만 문헌을 찾아보려고 해도 과학적 규칙을 충실히 따른 논문을 찾기 어려운 것이 현실이다. 한의학의 과학화는 한의사의 의료기기 사용이 아니라 한의학의 학문적 바탕을 과학적으로 충실히 다지는 연구와 자체 기술 개발에서 출발해야 한다고 생각한다.

물리학상, 바이스 등 3인 수상 화학상, 저온전자현미경 3인 의학상, ‘생체시계’ 공로 3인 알베르트 아인슈타인의 ‘마지막 수수께끼’ 중력파의 실재를 확인해 우주의 신비를 한 꺼풀 벗긴 라이너 바이스(85) 미국 매사추세츠공과대(MIT) 명예교수와 배리 배리시(81) 캘리포니아공과대학(캘텍) 교수, 킵 손(77) 캘텍 명예교수가 노벨 물리학상을 수상했다.스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 지난 3일(현지시간) 수상자 발표 때 “중력파를 관측하는 데 성공해 우주 탄생과 진화 과정에 새로운 관점에서 접근할 수 있게 됐다”며 “천체물리학의 혁명”이라고 평가했다.바이스 명예교수 등은 대형 중력파 검출기 라이고를 통해 2015년 9월 14일 최초로 중력파를 검출했다. 중력파란 질량을 가진 물체가 움직일 때 중력의 영향으로 생기는 시공간의 일그러짐이 파도처럼 전달되는 현상으로 아인슈타인이 1916년 일반상대성이론에서 그 존재를 예측했었으나 직접 확인된 적이 없다. 4일 발표된 노벨 화학상은 ‘저온전자현미경’(Cryo-EM)을 개발해 신약개발·생화학 연구 발전에 결정적인 기여를 한 자크 뒤보셰(75) 스위스 로잔대 명예교수, 요아힘 프랑크(77) 미국 컬럼비아대 교수, 리처드 헨더슨(72) 영국 케임브리지대 교수에게 돌아갔다. 저온전자현미경이란 수분을 함유한 세포나 수용액에 존재하는 생체 고분자를 초저온 상태로 유지한 채 자연적인 상태로 관찰하는 전자현미경을 말한다. 기존 전자식 현미경에서는 강력한 전자선으로 인해 생물 시료가 손상돼 온전한 이미지를 얻는 데 어려움이 있었다. 지난 2일에는 제프리 C 홀(72) 미국 메인대 교수, 마이클 로스배시(73) 브랜다이스대 교수, 마이클 W 영(68) 록펠러대 교수가 노벨생리의학상 수상자로 선정됐다. 이들은 이른바 ‘생체시계’로 불리는 생물학적 주기 리듬을 조절하는 분자 메커니즘에 대한 발견 공로를 인정받았다. 강신 기자 xin@seoul.co.kr

39억 5000만 년 전 형성된 돌에서 지구 최초의 생명체 흔적이 발견됐다는 연구결과가 나왔다. 일본 도쿄대 연구진은 캐나다 래브라도 지역에서 채취한 바위에서 약 40억 년 전의 생명체 흔적을 찾아냈다고 밝혔다. 이는 현재 학계에서 인정한 지구상에서 가장 오래된 생명체 흔적의 기록보다 무려 1억 년 가까이 앞서는 기록이다. 연구진은 래브라도 지역에서 채취한 바위에서 흑연 입자를 발견했으며, 여기에서 생명체 활동의 부산물로 추정되는 탄소 동위원소 ‘12C’를 찾아냈다. 연구진은 이 돌이 약 39억 5000만 년 전 생긴 것으로 추정했을 때, 같은 시기에 생명체의 활동이 있었던 것으로 보인다고 설명했다. 또 흑연 입자에서 발견된 흔적의 '주인'은 세포 내에 핵을 갖지 않은 원시적인 생물로, 그 크기는 수십㎛에 불과하다. 지금까지 학계는 세계에서 가장 오래된 생명체 활동의 부산물, 즉 탄소 입자가 그린란드 바위에서 발견된 38억 년 전의 것으로 봤다. 또 지구가 38억 년 전에는 지구와 우주의 소행성 등이 끊임없이 충돌하는 후기 운석대충돌기(Late Heavy Bombardment)가 있었고 이것이 지구에 생명체가 등장하는 것을 어렵게 만들었기 때문에, 생명체의 출현은 38억 년 전 이후일 것이라는 예측이 지배적이었다. 하지만 도쿄대 연구진은 이번 발견을 토대로 45억 년 전 지구가 탄생한 뒤 2억 년 후인 43억 년 전에 바다가 형성됐고, 이후 후기 운석대충돌기가 있기 전에 이미 최초의 생물체가 등장한 것이라고 주장했다. 연구를 이끈 도쿄대 츠요시 고미야 교수는 라이브 사이언스와 한 인터뷰에서 “후기 운석대충돌기 이전에 지구상에 생물체가 등장했다는 것은 매우 놀라운 발견”이라고 설명했다. 이번 연구결과는 28일 국제학술지 ‘네이처’ 지에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

역대 최장 명절 연휴를 맞아 국립과천과학관이 풍성한 볼거리와 즐길거리, 가족단위의 다양한 과학·문화 프로그램을 준비했다. 조상과 미래 후손의 명절 의 모습, 우주에서 보내는 명절, 한가위와 달에 대한 이야기·사진전, 디지털시대 한글의 의미 등 과천과학관 만의 특별한 프로그램을 경험할 수 있다. 지난 2일 부터 9일까지 진행되며 추석당일은 휴관이다.과거와 미래의 추석 명절 모습과 의미를 알아보는 ‘한가위 시간여행’은 전문 과학해설사와 함께하는 시간 여행이다. 과거 조선시대 선조들이 한가위를 맞이하는 모습을 살펴보고, 미래 후손들이 우주에서 추석 명절을 보낼 수 있다면 어떤 모습일까? 상설전시관에서 진행하는 ‘3인 3각 사이언스’는 추석 전통 명절놀이와 함께 과학의 원리를 체험할 수 있는 프로그램이다. 선조들이 달에 토끼가 산다고 믿은 이유, 전통 한옥 온돌의 과학원리 등을 알아보는 삼인 삼색 사어언스 쇼다. ‘열려라 비밀의 Moon’, ‘알갱이의 매직쇼’, ‘Hot한 온돌 쇼’ 등으로 나눠 진행된다.추석 명절 보름달과 관련된 여러 프로그램도 준비돼 있다. 천체관측소에서 망원경으로 보름달을 관측하고, 스마트폰으로 촬영해보는 ‘한가위 스마트 달맞이’와 월령별 달사진 15점을 볼 수 있는 사진전 등이 열린다. 또 한글날을 맞아 디지털 정보화시대에 맞춰 새롭게 변신해가는 한글의 모습을 살펴볼 수 있는 의미있는 행사도 있다. 천체투영관과 중앙홀에서 한글날 기념 특별강연과 한글 탄생·보급·변천사를 다룬 전시회, 한글 관련 체험 등 다양한 프로그램이 진행된다. 이외에도 남·북극의 자연환경과 우리나라 과학기지의 연구사업 등을 소개하는 극지체험 특별전시도 마련돼 있다. ‘미지의 세계로 출발’, ‘과학기지와 탐험’, ‘극지의 생물과 환경’, ‘극지의 자원과 미래’ 4개 주제로 극지 진출과 연구의 중요성을 소개한다. 최근 많은 인기를 얻고 있는 드론에 대해 배울 수 있는 ‘한가위Flying드론’은 중앙홀에서 5회로 나눠 진행된다. 대형 드론의 비행 시연과 직접 드론을 조정해 볼 수 있는 시뮬레이터 체험을 통해 드론의 비행 원리를 이해하고 드론의 매력에 빠져볼 수 있다. 각 프로그램에 따라 온라인 사전예약이나 현장에서 접수하며, 상설전시관 입장료는 추석연휴 기간에 50％ 할인된다. 더 자세한 사항은 국립과천과학관 홈페이지(http://www.sciencecenter.go.kr)에서 확인가능하다. 남상인 기자 sanginn@seoul.co.kr

39억 5000만 년 전 형성된 돌에서 지구 최초의 생명체 흔적이 발견됐다는 연구결과가 나왔다. 일본 도쿄대 연구진은 캐나다 래브라도 지역에서 채취한 바위에서 약 40억 년 전의 생명체 흔적을 찾아냈다고 밝혔다. 이는 현재 학계에서 인정한 지구상에서 가장 오래된 생명체 흔적의 기록보다 무려 1억 년 가까이 앞서는 기록이다. 연구진은 래브라도 지역에서 채취한 바위에서 흑연 입자를 발견했으며, 여기에서 생명체 활동의 부산물로 추정되는 탄소 동위원소 ‘12C’를 찾아냈다. 연구진은 이 돌이 약 39억 5000만 년 전 생긴 것으로 추정했을 때, 같은 시기에 생명체의 활동이 있었던 것으로 보인다고 설명했다. 또 흑연 입자에서 발견된 흔적의 '주인'은 세포 내에 핵을 갖지 않은 원시적인 생물로, 그 크기는 수십㎛에 불과하다. 지금까지 학계는 세계에서 가장 오래된 생명체 활동의 부산물, 즉 탄소 입자가 그린란드 바위에서 발견된 38억 년 전의 것으로 봤다. 또 지구가 38억 년 전에는 지구와 우주의 소행성 등이 끊임없이 충돌하는 후기 운석대충돌기(Late Heavy Bombardment)가 있었고 이것이 지구에 생명체가 등장하는 것을 어렵게 만들었기 때문에, 생명체의 출현은 38억 년 전 이후일 것이라는 예측이 지배적이었다. 하지만 도쿄대 연구진은 이번 발견을 토대로 45억 년 전 지구가 탄생한 뒤 2억 년 후인 43억 년 전에 바다가 형성됐고, 이후 후기 운석대충돌기가 있기 전에 이미 최초의 생물체가 등장한 것이라고 주장했다. 연구를 이끈 도쿄대 츠요시 고미야 교수는 라이브 사이언스와 한 인터뷰에서 “후기 운석대충돌기 이전에 지구상에 생물체가 등장했다는 것은 매우 놀라운 발견”이라고 설명했다. 이번 연구결과는 28일 국제학술지 ‘네이처’ 지에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

영화 ‘인디아나 존스’의 주인공은 일반인들에게 전형적인 고고학자의 모습으로 각인돼 있다. 그는 페도라를 눌러쓰고 낡은 크로스백을 맨 채 성궤, 성배, 누르하치 유골 등을 찾아 유럽 전역은 물론 아프리카와 아시아 전역을 이 잡듯이 뒤지고 다녔다.실제 고고학자들도 인디아나 존스처럼 먼지를 뒤집어쓰고 유물을 찾으러 이리저리 뛰어다닐까. 19~20세기 초 고고학자들이 몸으로 때우는 현장 작업자 같은 분위기였다면 20세기 말~21세기의 고고학자들은 인공위성이나 컴퓨터 프로그램, 각종 실험기구를 활용하는 과학자의 모습에 가깝다. 지난 8일 스웨덴 스톡홀름대 고고학과, 웁살라대 고고학 및 고대사학과, 국립진화생물학센터 공동연구진이 ‘미국 자연 인류학지’에 발표한 논문만 봐도 고고학자들은 과학자에 가깝다는 것을 알 수 있다. 연구팀은 10세기 바이킹 전사의 전형적 무덤으로 알려진 스웨덴 비르카섬의 Bj581호 봉분의 부장품과 유골의 DNA 분석과 방사선 동위원소 분석을 실시한 결과 키 170㎝ 정도의 30대 여전사라는 사실을 140년 만에 밝혀냈다.올해 2월에는 울산과학기술원(UNIST) 박종화 교수와 영국, 아일랜드, 러시아, 독일 공동연구진이 두만강 위쪽 러시아 극동지방에 위치한 ‘악마문 동굴’에서 발견된 고대 동아시아인의 게놈을 해독한 결과 현대 한국인은 남방계와 북방계 아시아인이 융합된 유전체를 보유하고 있으며 특히 남방계 아시아인 게놈이 더 강하게 나타나고 있다는 사실을 세계 최초로 밝혀냈다. 역시 첨단 유전체 분석법으로 고대 역사를 복원한 것이다. 이렇듯 고고학계에서는 유물에 대한 DNA 분석을 통해 과거를 추적하는 ‘DNA 고고학’이라는 분야가 주목받고 있다. DNA 고고학은 고고유전학(Archaeogenetics)이나 고유전학(Paleogenetics)이라는 이름으로 불리기도 하지만 약간씩 차이를 보이고 있다. DNA 고고학은 유적지에서 발굴되는 유기체의 DNA를 연구해 유전적 특징을 과학적으로 규명하는 것으로 혈연, 민족 간 유연관계, 집단이나 문화의 이동에 대한 고고학적 정보를 자연과학적으로 분석한다. 고고유전학은 고고학적 해석을 위해 분자유전학적 기술과 고고학을 접목한 것이고 고유전학은 유전학적 입장에서 생물의 진화와 과거 생물의 특징에 대한 연구를 하는 분야다. 이뿐만이 아니다. 고고학자들은 땅속에 묻힌 고대 도시를 찾기 위해 인공위성이나 항공기에 탑재된 레이저 관측 장비를 활용하기도 한다. 미국 앨라배마대 고고학자들은 미국 항공우주국(나사)의 지원을 받아 700㎞ 상공의 인공위성으로 이집트 나일강 유역 사카라와 타니스 지역을 대상으로 수만장의 적외선 사진을 촬영한 뒤 분석했다. 그 결과 땅속에 묻혀 있는 피라미드 17개와 고대 무덤 1000개, 거주 유적지 3000개를 발견하기도 했다. 또 항공기에 탑재한 레이저 레이더(라이다·LIDAR) 역시 울창한 삼림 지역에 숨겨져 있는 유적지를 발굴하는 데 유용하다. 라이다는 레이저를 발사해 산란되거나 반사되는 것을 측정해 대상물까지의 거리와 위치를 정확하게 측정하는 한편 지표면의 모형을 3차원으로 구현하는 데 쓰이는 장치다. 최근 발전하고 있는 로봇 기술도 고고학에서 중요한 위치를 차지하고 있다. 로봇을 활용해 내부 구조를 정확히 파악하기 어려워 사람이 접근하기 어려운 무덤 내부를 탐사하거나 오랜 시간 잠수가 필요한 수중 난파선을 조사한다. 인디아나 존스처럼 힘겹게 땅속에 파묻힌 무덤이나 참호 같은 곳에 목숨을 걸고 들어가는 것은 영화에서나 나오는 이야기가 된 것이다.빅데이터 처리나 시뮬레이션 같은 정보통신 기술들도 고고학에서는 중요하게 다뤄지고 있다. 오래된 고대인의 뼈나 유품에서 미량의 DNA 조각을 채취해 분석할 경우 방대한 게놈 정보가 나온다. 전문가들은 이 같은 방대한 데이터를 비교, 분석해 고인류의 복잡한 관계망을 파악할 수 있게 해 주는 알고리즘과 빅데이터 처리기술이 고고학의 새로운 장을 열었다고 평가하고 있다. 마틴 존스 영국 케임브리지대 고고학과 교수는 “DNA 고고학에서는 고대 유물에서 곰팡이나 세균 오염 없는 순수한 DNA를 추출하는 것이 중요하다”며 “오염 없는 DNA 추출과 첨단 과학기술의 활용은 현대 고고학을 정밀과학 수준까지 끌어올렸다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1997년 10월 15일 지구를 떠난 카시니 호가 20년에 걸친 토성 대탐사 미션을 마치고 지난 15일 토성 대기권에서 산화했다. 20년에서 꼭 한 달 빠지는 19년 11개월 만의 임종이었다. 카시니는 불타는 마지막 순간까지 햇빛이 닿지 않는 토성의 어두운 면 사진과 함께 토성 대기 데이터를 지구로 전송하는 마지막 임무를 수행했다. 미항공우주국(NASA)이 카시니를 토성과의 충돌 코스로 틀어 토성 대기권에서 불태운 이유는 혹시 토성계에 존재할지도 모르는 생명체를 보호하기 위한 것이다. 카시니가 지구를 떠날 때 카시니 프로젝트 과학자인 아만다 스필커의 딸은 유치원에 다니고 있었는데, 이제는 장성하여 결혼까지 했다. 그 오랜 시간 동안 카시니를 보살폈던 NASA 과학자들과 엔지니어들에게 카시니의 임종이 가져다준 상실감은 일반인들로서는 잘 가늠하기 어려울지도 모른다. 카시니의 마지막 산화와 함께 프로젝트의 종료가 정식으로 선언되었을 때, NASA 제트추진연구소 관제실에 근무하던 엔지니어 낸시 밴더메이(사진 왼쪽)는 흐르는 눈물을 손수건으로 닦았다. 그녀 외에도 눈물을 흘린 사람들은 많았다. 인류의 감정이 기계와 무생물에게까지 이어질 수 있음을 보여준 사례라고 할까. ‘소 롱’(So Long) 카시니! 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

1997년 10월 15일 지구를 떠난 카시니호가 20년에 걸친 토성 대탐사 미션을 마치고 지난 9월 15일 토성 대기권에서 산화했다. 20년에서 꼭 한 달 빠지는 19년 11개월 만의 임종이었다. 카시니는 불타는 마지막 순간까지 햇빛이 닿지 않는 토성의 어두운 면 사진과 함께 토성 대기 데이터를 지구로 전송하는 마지막 임무를 수행했다. 미 항공우주국(NASA)이 카시니를 토성과의 충돌 코스로 틀어 토성 대기권에서 불태운 이유는 혹시 토성계에 존재할지도 모르는 생명체를 보호하기 위한 것이다. 카시니가 지구를 떠날 때 카시니 프로젝트 과학자인 아만다 스필커의 딸은 유치원에 다니고 있었는데, 이제는 장성해 결혼까지 했다. 그 오랜 시간 동안 카시니를 보살폈던 NASA 과학자들과 엔지니어들에게 카시니의 임종이 가져다 준 상실감은 일반인들로서는 가늠하기 어려울지도 모른다. 카시니의 마지막 산화와 함께 프로젝트의 종료가 정식으로 선언되었을 때, NASA 제트추진연구소 관제실에 근무하던 엔지니어 낸시 밴더메이(사진 왼쪽)는 흐르는 눈물을 손수건으로 닦았다. 그녀 외에도 눈물을 흘린 사람들은 많았다. 인류의 감정은 기계와 무생물에게까지 이어질 수 있음을 보여준 사례라고나 할까. So Long Cassini! 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

-15일 21시 ‘죽음의 다이빙’ 으로 20년 미션 끝​ 미 항공우주국(NASA)의 토성 탐사선 카시니가 20년에 걸친 미션을 끝내고 15일 오전 7시55분(한국시각 15일 저녁 8시55분)께 토성 대기권으로 뛰어들어 최후를 맞았다. 그러나 실제로는 이보다 83분 전 카시니는 토성 대기 속에서 유성처럼 불타면서 산화했다. 카시니가 마지막 보낸 라디오 시그널이 토성에서 지구 간의 16억 ㎞를 오는 데 83분이 걸리기 때문이다.　 지구를 떠난 지 20년, 토성 궤도에 진입한 지 13년째를 맞아 20년에 걸친 장대한 토성 미션을 끝낸 카시니는 토성 대기권에서 산화함으로써 토성의 일부가 되었다. 카시니는 토성 대기와의 마찰로 불타기 전 ​2분 동안 토성 대기 성분 데이터를 지구로 전송하는 최후의 미션을 완료한 후 전소되었다. 카시니가 마지막으로 보낸 영상은 토성의 빛이 닿지 않은 면을 찍은 사진으로, 이 사진을 전송한 후 45초 만에 전소되었다. 카시니와 마지막 인사를 나누기 위해 캘리포니아주 나사제트추진연구소에 모인 NASA의 전현직 연구원 1500여 명과 연구진들은 카시니의 마지막 신호가 전달된 뒤 박수를 치고 서로 끌어안으며 아쉬움을 표현했다. 그중에는 ‘페어 웰 카시니’를 읊조리며 눈물을 흘리는 사람들도 적지 않았다. NASA가 카시니를 토성과의 충돌 코스로 틀어 토성 대기권에서 불태운 이유는 혹시 토성계에 존재할지도 모르는 생명체를 보호하기 위한 것이다. ​ 만약 카시니를 토성 궤도에 그대로 방치할 경우, 카시니에 있을지도 모르는 지구 미생물과 발전용으로 쓰던 플루토늄 방사성 물질이 토성계의 환경을 오염시켜, 혹시 존재할지도 모르는 토성계의 생명체에 치명적인 결과를 가져올 수 있기 때문이다. 8년 동안 목성 궤도를 돌면서 미션을 수행한 NASA의 갈릴레오 탐사선이 2003년 9월 21일에 목성과의 충돌로 최후를 맞은 것도 같은 이유다. 　 카시니 호가 20년 전 지구를 떠날 때의 이름은 카시니-하위헌스로, 크게 NASA-ASI(이탈리아우주국)의 카시니 궤도선과 유럽우주국(ESA)이 합작한 하위헌스 탐사선으로 이루어져 있었다. ​카시니는 이탈리아 출신의 프랑스 천문학자 조반니 카시니의 이름에서 따왔고, 하위헌스는 네덜란드의 천문학자이자 물리학자인 크리스티앙 하위헌스(흔히 호이겐스로 불림)의 이름에서 따왔다. 두 사람 공히 토성 관측에 큰 업적을 남긴 과학자로, 카시니는 토성 고리 사이의 틈인 카시니 틈과 위성 4개를 발견했고, 하위헌스는 타이탄의 발견과 함께 갈릴레오가 토성의 귀라고 생각했던 토성 고리가 토성 본체와는 완전히 격리된 고리임을 처음으로 밝혔다. 모두 38억 달러(한화 약 4조 2000억원)가 투입된 대규모 프로젝트인 카시니-하위헌스 호는 1997년 10월 발사되어 7년의 비행 끝에 2004년 6월 30일 토성에 도착했다. 카시니-하위헌스는 토성 주위를 공전하는 탐사선으로는 최초이며, 토성을 방문한 기체로는 네 번째이다. 카시니-하위헌스는 토성까지 가기 위해 세 행성에서 중력도움을 받았다. 현재 인류가 가진 자원과 로켓으로 태양의 중력을 뿌리치고 나아갈 수 있는 한계는 목성 정도까지다. 카시니가 7년 만에 토성까지 날아간 것은 중력도움(gravity assist)이 결정적이었다. ​ 중력보조라고도 하는 이 중력도움은 영어로는 스윙바이(swing-by), 또는 플라이바이(fly-by)라고도 하는데, 한마디로 ‘행성궤도 근접 통과’로 행성의 중력을 슬쩍 훔쳐내는 일이다. ​즉, 탐사선의 속도를 높이기 위해 천체의 중력을 이용한 슬링 숏(slingshot;새총쏘기) 기법으로, 행성의 중력을 이용해 우주선의 가속을 얻는 기법이다. 행성의 입장에서 본다면 우주선의 엉덩이를 걷어차서 가속시키는 셈으로, 이론상으로는 행성 궤도속도의 2배에 이르는 속도까지 얻을 수 있다. 카시니-하위헌스는 지구를 출발해 1차로 금성의 중력도움으로 추진력을 받은 뒤 지구와 목성을 플라이바이하여 얻는 가속으로 토성에 도착했다. ​ 하위헌스 탐사선은 카시니에 탑재되어 토성까지 간 후 2005년 1월 본체에서 분리되어 토성의 최대 위성인 타이탄의 표면에 연착륙하는 데 성공했다. 이는 외부 태양계의 천체에 최초로 성공한 연착륙이다. 한편, 궤도 진입을 한 후 수명이 4년 정도로 예상되었던 카시니호는 그 3배가 넘는 13년 동안 294회 토성 궤도를 선회하면서 탐사를 계속했다. 지난 4월부터 토성 대기층과 고리 사이의 공간으로 뛰어드는 최후의 미션으로 22차례의 다이빙인 ‘그랜드 피날레’를 완료한 카시니는 마지막으로 9월 12일 오전 타이탄을 플라이바이하여 속력을 떨어뜨린 후 충돌 코스를 타고 이날 토성 대기권으로 뛰어든 것이다.　 카시니의 주요 탐사성과 중에는 얼음 위성 엔셀라두스의 남극 지역에서 뿜어져나오는 물과 기타 물질로 이루어진 간헐천의 발견을 들 수 있다. 미션 과학자들은 이 간헐천의 존재가 엔셀라두스의 지각 아래 거대한 바다가 있다는 증거라고 보고, 그 바다에 어쩌면 생명체가 서식하고 있을지도 모른다는 가능성을 조심스레 내놓았다. 토성 최대의 위성 타이탄의 지표에서 액체 탄화수소로 이루어진 바다와 호수를 발견한 것도 카시니였다. 이는 지구 바깥의 천체에서 발견된 최초의 액체 바다로, 이 메탄 바다에 미생물이 살고 있을 가능성이 있다고 과학자들은 생각하고 있다. 카시니의 새로운 발견 중에는 토성 위성 8개도 포함되어 있다. 그중 질량이 1000억kg보다 작은 두 개를 제외한 6개 위성에 이름이 붙었다. 다프니스, 아에가에온, 메토네, 안테, 팔레네, 폴리데우케스다. 발사 이후 20년 동안 지구-태양 간 거리의 약 50배에 달하는 70억km를 여행한 카시니-하위헌스가 보내온 데이터 양은 100GB급 휴대용 저장장치(USB메모리) 6개 분량(635GB)이다. ​ 이 자료로 현재까지 발표된 논문만 무려 3948건에 달하며, 카시니가 토성 대기에 진입하면서 실시간으로 보내는 자료가 전해지면 토성계에 대해 더 많은 연구 성과가 발표될 것으로 보인다. 카시니 탐사를 이끈 사우스웨스트연구소의 린다 스필커 박사는 “카시니는 사라졌지만 남겨놓은 과학적 성과는 여전히 우리를 점령할 것”이라며 “평생 보내온 데이터 더미에서 우리는 수십년 간 새로운 발견을 계속해 나가겠다”고 강조했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

천문학자들은 지금까지 수천 개 이상의 외계 행성을 찾아냈다. 이 가운데는 지구와 매우 흡사해 제2의 지구라고 불릴 만한 행성도 존재한다. 하지만 이들은 우리 은하계에 존재할 수천억 개 이상의 행성 중 극히 일부에 불과하다. 과학자들은 이들 가운데 지구처럼 생명체가 존재하는 행성이 어딘가 있을 것으로 기대하고 연구를 계속하고 있다. 그런데 여기서 한 가지 의문이 들 수 있다. 우리가 외계 행성들을 찾아낼 수 있다면 외계인 역시 똑같이 지구를 찾아낼 수 있지 않을까? 나사의 행성 사냥꾼 케플러 우주 망원경은 식현상(transit)을 이용해서 외계 행성을 찾는다. 지구에서 관측할 때 별 앞으로 외계 행성이 지나가면서 미세하게 밝기가 줄어드는 것을 포착하는 것이다. 물론 반대로 외계 행성에서 봤을 때 지구가 태양 앞을 지나면 미세하게 밝기가 감소하는 것을 알 수 있다. 퀀즈 대학 및 막스 플랑크 연구소의 과학자팀은 지구 - 태양의 식현상을 관측할 수 있는 외계 행성을 조사했다. 연구 결과 우리 은하계에서 태양을 관측할 경우 지구를 포함해 가장 안쪽 궤도를 공전하는 행성 3개 중 하나를 발견할 가능성은 1/40 정도인 것으로 나타났다. 2개를 발견할 가능성은 그 10분의 1 정도이고 3개 모두를 관측할 수 있을 가능성은 다시 그 10분의 1 정도로 매우 낮았다. 세 행성 중 지구를 관측할 수 있는 위치는 우리 은하계에서 옆으로 누운 S자 모양으로 분포한다. (위의 사진에서 파란색 선) 연구팀은 지금까지 알려진 외계 행성 가운데 68개에서 태양계에 암석형 행성이 하나 이상 있다는 사실을 확인할 수 있으며 지구의 존재를 확실히 알 수 있는 행성은 9개 정도라고 발표했다. 이는 물론 외계인이 지구인과 동일한 수준의 기술력을 가지고 있다고 가정할 경우다. 다만 아쉽게도 이 9개 행성 가운데 생명체가 살수 있는 외계 행성은 없다. 하지만 우리가 발견한 외계 행성은 전체의 극히 일부라서 이 연구만으로 결론을 내리기는 어렵다. 우리가 다른 별을 보고 외계인이 있을까 궁금해하는 것처럼 지적 외계인도 지구를 보면서 혹시 생물체가 사는 것은 아닐까 하고 호기심을 가질지도 모른다. 이 질문에 대한 답을 얻기 위해서는 지금보다 더 강력한 망원경과 관측 장비가 필요하다. 그리고 인류는 여기에 끊임없이 투자하고 있다. 당장에는 어려울지 모르지만, 미래의 인류는 이 질문의 답을 알아낼 가능성이 크다. 어쩌면 외계인도 마찬가지일지 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

오늘 토성 대기권 진입해 산화 “마찰열로 1분 안에 사라질 것” 송신하며 불타 ‘죽음의 다이빙’ 혹시 모를 생명체 보호하려 폐기미국 항공우주국(나사)의 무인 토성 탐사선 ‘카시니’호가 20년의 긴 여정 끝에 임무를 마치고 15일 토성 대기권에 진입해 산화하는 ‘죽음의 다이빙’을 시작한다. 카시니호는 지구 이외 다른 행성에서 물의 존재를 확인해 생명체 서식 가능성을 알리는 역할을 해 왔다.카시니호 탐사를 이끈 사우스웨스트 연구소 헌터 웨이트 박사는 13일(현지시간) 나사 제트추진연구소에서 열린 기자회견에서 “카시니호가 15일 토성 대기권에 진입해 산화할 예정”이라고 발표했다. 그는 이어 “카시니호가 지난 11일 토성의 위성인 타이탄을 지나친 뒤 12일부터 마지막 임무를 위해 토성 대기권에 접근하기 시작했다”며 “토성 대기 속으로 들어가면 뜨거운 마찰열로 1분 안에 불타 사라질 것”이라고 밝혔다. 카시니호가 토성 대기에서 자료를 보내는 동시에 불타 사라진다고 해서 마지막 임무에 ‘죽음의 다이빙’이라는 이름이 붙었다. 최근 22번째 토성 고리 진입 및 탐사 활동을 마친 카시니호는 연료가 거의 바닥나 곧 통제할 수 없는 상태가 된다. 이에 나사는 카시니호를 토성 대기권 진입과 함께 산화시키기로 결정했다. 스티브 월 나사 제트추진연구소 팀장은 “혹시나 있을지 모를 생명체를 보호하기 위한 목적”이라고 설명했다. 제어가 불가능한 카시니호가 토성의 위성인 엔켈라두스나 타이탄에 떨어질 경우 선체에 묻어 있을지 모르는 지구 미생물과 핵연료에서 나온 플루토늄 방사성물질이 생명체가 사는 환경을 오염시킬 수 있다는 것이다. 나사는 같은 이유로 8년간의 임무를 마친 갈릴레오 탐사선도 2003년 9월 목성 대기에서 불태우는 방식으로 폐기했다. 카시니호는 토성 대기권에서 파괴되기 직전 안테나를 지구 쪽으로 돌려 토성 대기를 분석한 데이터를 전송하는 마지막 임무를 마친 뒤 사라질 예정이다. 토성 대기권은 75%가 수소이고 나머지는 헬륨 등으로 이뤄진 것으로 알려져 있지만 정확한 구성은 밝혀지지 않았다. 카시니호는 1997년 10월 15일 미 플로리다주 케네디 우주센터에서 발사돼 7년 뒤인 2004년 7월 토성 궤도에 진입하며 본격 탐사에 돌입했다. 인류가 보낸 탐사선으로는 처음으로 토성 둘레를 공전하는 데 성공했다. 이후 카시니호는 토성과 타이탄, 엔켈라두스 등을 다니며 지구로 영상과 사진, 분석 자료 등을 전송했다.카시니호가 얻은 가장 큰 수확은 지구 밖에도 생명체가 있을 수 있다는 단서를 잡은 것이다. 카시니호는 2005년 엔켈라두스에서 거대한 수증기 기둥과 얼음으로 덮인 분출물을 촬영해 물의 존재를 직접 확인했다. 당시 카시니호가 보내온 사진과 영상 등을 분석해 엔켈라두스의 물기둥에서 수소분자와 이산화탄소를 탐지한 나사는 “생명체가 거주할 수 있는 조건을 충족한다”는 내용의 중대 발표를 하기도 했다. 심현희 기자 macduck@seoul.co.kr

공상과학(SF) 영화와 소설에서 가장 많이 등장하는 소재는 다름 아닌 ‘외계인’입니다. 그동안 수많은 SF에 등장한 외계인들은 다양한 모습으로 인류의 친구로, 때로는 인간을 말살하고 지구를 식민지화하려는 정복자로 묘사돼 왔습니다.세대에 따라 다르겠지만 외계인 하면 가장 먼저 떠오르는 이미지는 영국 소설가 허버트 웰스가 1898년에 펴낸 ‘우주전쟁’에 등장하는 다리가 여러 개 달린 문어 모양이나 1982년 스티븐 스필버그의 영화 ‘ET’에 등장하는 다리가 짧고 목이 길며 머리가 큰 모습일 것입니다.그렇다면 외계인은 정말로 있을까요. 최근 급속히 발전하고 있는 학문 분야 중 하나인 우주생물학은 지구를 포함한 우주에서 생명의 기원과 본성, 진화를 연구합니다. 우주생물학에서 중요한 세 가지 질문은 ‘생명이 거주할 수 있는 곳은 얼마나 많을까’, ‘생물학은 지구에서만 적용 가능한가’, ‘우주 어딘가에 지적이며 소통 가능한 문명은 있는가’입니다. ●40년 전 보이저 1·2호 발사 이런 궁금증을 풀기 위해 인류는 지금으로부터 40년 전인 1977년 9월 5일 ‘보이저 1호’를 발사했습니다. 보이저 2호는 이보다 2주 앞선 1977년 8월 20일에 먼저 발사됐지요. 미국 항공우주국(NASA)은 쌍둥이 탐사선을 동시에 발사하려고 했지만 1호에 문제가 발생해 2호를 우선 발사했던 것입니다. 2주 차를 두고 발사된 보이저 1, 2호는 지금 이 시간에도 ‘그랜드 투어’라고 불리는 성간(Interstellar) 여행 중입니다. ●지구 정보 담긴 ‘골든 레코드’ 탑재 보이저호에는 다른 우주 탐사선들과 달리 독특한 점이 있습니다. 혹시 모를 외계 문명과의 조우를 위해 55개 언어로 된 인사말과 지구 환경 및 인류 문명을 암시하는 사진 118장, 지구를 대표할 음악 27곡, 지구와 생명의 진화를 표현한 소리 19개가 담겨진 ‘지구의 소리’라는 이름의 골든 레코드가 실려 있다는 것입니다. 지름 30㎝ 정도의 이 금박 LP레코드판 안에는 한국어로 ‘안녕하세요’란 말도 또렷하게 녹음돼 있습니다. 골든 레코드를 기획, 제작하고 우주로 내보낸 총책임자는 ‘코스모스’의 저자로 유명한 칼 세이건 박사입니다. 세이건 박사는 골든 레코드에 어떤 사진과 음악을 넣어야 할 것인지에 대해 무척 고민을 많이 했다고 합니다. 지구를 대표한다는 것을 넣어 놨는데 그것을 보고 외계인이 자칫 지구 문명에 대해 오해하면 안 된다고 생각했기 때문이지요. 사실 세이건 박사와 당시 골든 레코드를 만든 연구자, 제작자들은 외계인이 골든 레코드를 읽을 것이라는 확신을 갖지는 않았답니다. 그럼에도 골든 레코드판의 수명을 10억년 정도로 한 것은 언젠가는 만날 외계 생명체에게 지구 문명을 알리고 우리를 찾아올 수 있도록 하는 단서를 만들기 위해서였다고 합니다. 외계 지적생명체 탐사 프로젝트 ‘세티’의 창설자 중 한 명이자 보이저호에 실린 골든 레코드의 기술감독이었던 프랭크 드레이크 박사가 만든 ‘드레이크 방정식’은 인류 문명과 교신 가능한 외계 문명의 수를 계산할 수 있게 해 줍니다. 물론 방정식에 들어 있는 변수 중 은하에 있는 별의 개수와 행성을 갖는 항성(별)의 비율 이외에는 정확한 정보가 없기 때문에 계산된 문명의 수는 최소 10개에서 최대 수백만 개까지 다양합니다. 어쨌든 이 넓은 우주에 인간만이 유일하게 문명을 갖고 있다고 이야기할 수 없다는 말입니다. ●‘점’에 사는 인생, 너그럽게 살기를 1990년 2월 14일 지구에서 61억㎞ 정도 떨어져 있는 보이저 1호가 지구를 찍은 사진을 보내왔습니다. 그 사진을 본 세이건 박사는 지구를 ‘창백한 푸른 점’이라고 표현했습니다. 우주에서는 보잘것없는 하나의 점에서 살면서 사람들은 자기 이익을 위해 아웅다웅 싸워 대는 것이 안타깝다고도 했습니다. 빛 공해 때문에 도심에서는 밤하늘의 별을 보기가 쉽지는 않겠지만 가끔은 밤하늘을 올려다보며 세상과 타인에 대해 좀더 너그러워지고 겸손해졌으면 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

토성 탐사선 카시니가 20년에 걸친 미션을 끝내고 오는 15일(국내시간) 토성 대기권으로 뛰어들어 최후를 맞는다. 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA), 이탈리아 우주국이 합작한 카시니-하위헌스 토성 탐사선은 1997년 10월 발사되어 7년의 비행 끝에 2004년 6월 30일 토성에 도착했다. 모두 32억 달러가 투입된 대규모 프로젝트인 카시니-하위헌스 호는 크게 NASA 카시니 궤도선과 ESA 하위헌스 탐사선으로 이루어져 있다. 카시니-하위헌스는 토성 주위를 공전하는 탐사선으로는 최초이며, 토성을 방문한 기체로는 네 번째이다. 카시니는 이탈리아 출신의 프랑스 천문학자 조반니 카시니의 이름에서 따왔고, 하위헌스는 네덜란드의 천문학자이자 물리학자인 크리스티앙 하위헌스(흔히 호이겐스로 불림)의 이름에서 따왔다. 두 사람 모두 토성 관측에 큰 업적을 남긴 과학자로, 카시니는 토성 고리 사이의 틈인 카시니 틈을 발견했고, 하위헌스는 갈릴레오가 토성의 귀라고 생각했던 토성 고리가 토성 본체와는 완전히 격리된 고리임을 처음으로 밝혔다. 하위헌스 탐사선은 카시니에 탑재되어 토성까지 간 후 2005년 1월 본체에서 분리되어 토성의 최대 위성인 타이탄의 표면에 연착륙하는 데 성공했다. 이는 외부 태양계 천체에 최초로 성공한 연착륙이다. 한편, 카시니 궤도선은 토성에 도착한 다음날 궤도 진입에 성공한 이래 현재까지 13년 동안 토성을 선회하면서 탐사를 계속하고 있는 중이며, 이제 며칠 뒤 토성 대기층으로 뛰어들어 스스로를 파괴함으로써 20년 미션의 종지부를 찍을 예정이다. 카시니의 주요 탐사성과 중에는 얼음 위성 엔셀라두스의 남극 지역에서 뿜어져나오는 물과 기타 물질로 이루어진 간헐천의 발견을 들 수 있다. 미션 과학자들은 이 간헐천의 존재가 엔셀라두스의 지각 아래 거대한 바다가 있다는 증거라고 보고, 그 바다에 어쩌면 생명체가 서식하고 있을지도 모른다는 가능성을 조심스레 내놓았다. 토성 최대의 위성 타이탄의 지표에서 액체 탄화수소로 이루어진 바다와 호수를 발견한 것도 카시니였다. 이는 지구 바깥의 천체에서 발견된 최초의 액체 바다로, 이 메탄 바다에 미생물이 살고 있을 가능성이 있다고 과학자들은 생각하고 있다. NASA가 카시니를 토성 궤도에 그대로 방치하지 않고 굳이 토성과의 충돌 코스로 틀어 토성 대기층에서 불태우려 하는 것은 혹시 토성계에 존재할지도 모르는 생명체를 보호하기 위한 것이다. 만약 카시니가 이들 위성에 떨어진다면 카시니에 있을지도 모르는 지구 미생물과 발전용으로 쓰던 플루토늄 방사성 물질이 환경을 오염시켜 치명적인 결과를 가져올 수도 있기 때문이다. 8년 동안 목성 궤도를 돌면서 미션을 수행한 NASA의 갈릴레오 탐사선이 2003년 9월 21일에 목성과의 총돌로 최후를 맞은 것도 같은 이유였다. 연료가 소진되어 가는 카시니를 더이상 통제할 수 없게 되기 전에 지구의 관제소에서 충돌 코스로 방향을 잡으라는 명령을 보낼 것이며, 카시니는 그 명령에 따라 토성 대기층으로 뛰어들게 된다. 불타 없어지기 전까지 토성 대개층의 성분 데이터를 지구로 송신하는 것이 카시니의 최후의 미션이 될 것이다. 카시니는 속력을 줄이기 위해 12일 오전 타이탄을 지나는 마지막 비행을 시작한다. 죽음의 다이빙은 9월 15일 오후 9시로 예정되어 있으며, 카시니가 토성 대기 1500㎞ 상공에 도달하면 엄청난 열로 인해 1분 안에 소진될 것으로 예상된다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

과학자들은 생명 현상이 지구뿐 아니라 우주의 다른 곳에서도 생길 수 있다고 보고 있다. 생명체를 이루는 물질은 우주에 매우 흔하고 생명체가 살만한 천체 역시 무수히 많기 때문이다. 하지만 이들 모두가 지구에서 멀리 떨어진 위치에 있어 현재 있는 망원경으로 관측이 쉽지 않다. 따라서 많은 과학자가 강력한 차세대 망원경에 기대를 걸고 있다. 그중에서 가장 큰 기대를 받는 것은 천문학의 역사를 새로 썼다는 평가를 받는 허블 우주 망원경의 후계자 제임스 웹 우주 망원경(JWST·James Webb Space Telescope)이다. 과학자들은 2018년 발사 예정인 제임스 웹 우주 망원경이 허블 우주 망원경보다 훨씬 강력한 성능으로 태양계에서 생명체 존재 가능성이 큰 천체를 관측해 중요한 정보를 제공할 것으로 기대하고 있다. 특히 관심이 집중되는 장소는 목성의 위성 유로파다. 유로파는 얼음 표면을 가진 위성으로 내부에 액체 상태의 바다가 존재할 가능성이 매우 높다. 내부에는 목성의 중력에 의한 마찰열로 얼음이 녹을 수 있기 때문이다. 최근에는 유로파 주변에서 균열을 타고 나온 것으로 보이는 수증기가 발견되어 간헐천의 존재 역시 예측되고 있다. 그러나 여기까지 탐사선을 보내기 위해서는 10년 이상의 시간이 필요하다. 현재 목성권에서 탐사를 하는 주노 우주선은 궤도가 달라 유로파를 정밀 관측할 수 없다. 제임스 웹 우주 망원경은 강력한 성능으로 목성까지 가지 않고도 유로파 주변의 수증기를 관측하고 그 구성 성분을 확인할 수 있다. 이 망원경에 근적외선 분광기(near-infrared spectrograph (NIRSpec))와 중간 적외선 측정기(mid-infrared instrument (MIRI))가 있어 여러 유기 분자에서 나오는 고유한 파장을 분석할 수 있기 때문이다. (사진) NASA는 여기서 나오는 자료를 토대로 유로파를 연구할 수 있으며, 앞으로 발사할 유로파 탐사선의 임무 역시 사전에 조율할 수 있다. 유로파 관측보다 더 힘든 목표는 내부에 바다를 지닌 것으로 알려진 토성의 위성 엔셀라두스다. 거리가 먼데다 크기가 작아서 제임스 웹 우주 망원경으로 봤을 때 엔셀라두스의 크기는 유로파의 10분의 1 수준에 불과하다. 하지만 과학자들은 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 성능으로 유기 분자 검출에 성공할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 역시 이 데이터는 앞으로 보낼 엔셀라두스 탐사선 개발에 큰 도움이 될 것이다. 물론 유로파나 엔셀라두스에 생명체가 존재하는지 확인하려면 직접 탐사선을 보내야 한다. 유기 분자가 생물의 기본 물질이지만, 그 자체로 생명체를 의미하지는 않기 때문이다. 하지만 어디서 어떻게 탐사할지 계획을 세우려면 구체적인 정보가 필요하다. 제임스 웹 우주 망원경이 성공적으로 발사되면 과학자들은 여기에 필요한 귀중한 정보를 얻게 될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지구에서 대략 40광년 떨어진 트라피스트-1 (TRAPPIST-1)은 매우 작고 어두운 적색왜성이다. 하지만 최근 연구에서 무려 7개나 되는 지구형 행성을 거느린 것으로 드러나 과학계의 관심을 집중시키고 있다. 가장 큰 궁금증은 역시 이 행성 가운데 생명체가 존재하는 행성이 있는지다. 트라피스트 - 1 자체는 대단히 어두워 만약 지구 - 태양 거리에 행성이 있다면 명왕성만큼 추운 행성이 될 것이지만, 최근 발견된 7개의 행성은 매우 가까운 거리에 있어 일부는 액체 상태의 물이 존재할 수 있다. 하지만 온도만이 생명체 존재 가능성을 결정하는 요소는 아니다. 최근 연구에서는 트라피스트-1 주변의 강력한 항성풍과 방사선 때문에 지구 같은 대기를 보존하기 어려울 것이라는 주장이 나왔다. 이에 따르면 주변 행성들이 대기를 잃어버려 화성처럼 춥고 생명체가 살기 힘든 건조한 행성이 될 가능성이 크다. 생명체 존재 가능성을 결정하는 다른 중요한 요소는 행성계의 나이다. 태양보다 무거운 별은 매우 밝게 빛나지만 대신 수명이 짧아 설령 생명체가 살만한 온도가 된다 해도 금방 사라질 수밖에 없다. 반면 트라피스트 - 1 같은 작은 별은 역설적으로 어두운 대신 수명이 태양보다 훨씬 길다. 만약 주변에 생명체가 살 수 있는 행성이 있다면 고등한 생물로 진화하는데 필요한 시간은 충분한 셈이다. 처음 연구에서는 트라피스트-1의 나이가 적어도 5억 년 이상이라는 점은 알았지만, 정확한 나이에 대해서는 알지 못했다. 캘리포니아 대학의 연구팀은 다양한 관측 데이터를 종합해서 이 별의 나이가 54억 년에서 98억 년 사이라는 점을 밝혀냈다. 만약 생명체가 있는 행성이 하나라도 있다면 지구보다 나이가 훨씬 많아 지금쯤 다양한 생물체가 진화했을 가능성이 큰 셈이다. 지구 생명체의 기원은 거의 38억 년 이전으로 거슬러 올라갈 수 있지만, 인간처럼 고도의 지능을 가진 생물체가 등장한 건 20만 년 전이며 과학 문명을 일군 것은 극히 최근의 일이다. 따라서 고도의 지능을 지닌 외계인이 나타나는 데도 그만큼의 오랜 시간이 필요할 가능성이 높다. 트라피스트 - 1이 나이가 태양계보다 많다는 점은 그래서 흥미로운 소식이다. 하지만 과학자들은 트라피스트-1 행성계에 생명체가 살만한 행성이 있는지에 대해서 확신을 하지 못하고 있다. 현재까지 나온 증거는 모두 간접적인 것에 불과하며 행성 자체를 직접 관측하지 못했기 때문이다. 이 질문에 대한 답은 결국 강력한 차세대 망원경이 가지고 있다. 현재 건설 중인 39m 구경의 초거대 망원경 E-ELT나 역사상 가장 강력한 망원경이 될 제임스 웹 우주 망원경을 통해 적색왜성 주변의 행성을 직접 관측해 대기를 분석할 수 있다면 훨씬 자신 있게 생명체 가능성에 대해 이야기할 수 있을 것이다. 당장에는 알기 어렵지만, 결국 인류가 언젠가 답을 찾아낼 가능성이 크다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

‘세계에서 가장 큰 공룡’의 타이틀을 차지할 주인공이 공개됐다. 이 공룡은 ‘최강의 육식공룡’이라 부르는 티라노사우루스 렉스를 난쟁이처럼 보이게 할 정도로 거대하다. 주인공은 2012년 아르헨티나 남부에서 발견된 신종 공룡인 파타고티탄 마요룸(Patagotitan Mayorum)이다. 화석이 발견 지역인 파타고니아와 그리스 신화 속 거인 이름을 따 ‘파타고티탄 마요룸’이라고 명명된 이 공룡은 거대한 몸집에서 알 수 있듯 초식공룡이었다. 파타고티탄 마요룸의 몸무게는 69~76t으로 추정된다. 이는 우주왕복선의 무게와 매우 비슷하다. 몸길이는 37m, 목 아래 어깨까지의 길이만 6m에 달하는 것으로 추정되며, 티타노사우루스라 불리는 목이 긴 거대한 공룡에 속한다. 연구를 이끈 아르헨티나 에지디오 페루글리오 고생물학박물관의 디에고 폴 박사는 파타고티탄 마요룸이 티타노사우루스 중에서도 몸집이 가장 크고 무거운 종(種)이었다는 사실을 연구를 통해 밝혀냈다고 전했다. 파타고티탄 마요룸은 약 1억 년 전 지구상에 서식했으며, 당시 함께 서식했던 티라노사우루스 렉스 등 사나운 육식공룡과는 비교가 되지 않을 정도의 몸집 차이를 보였다. 폴 박사는 “티라노사우루스 렉스가 파타고티탄 마요룸과 나란히 있으면 마치 난쟁이처럼 보일 수 있다”면서 “두 공룡을 비교하는 것은 사자와 코끼리를 비교하는 것과 마찬가지”라고 설명했다. 또 “티타노사우루스는 기존에 이미 알려진 공룡이지만 파타고티탄 마요룸은 발견된 적이 없었던 완전히 새로운 종”이라면서 “이 공룡은 비록 몸집은 매우 컸지만 행동이 너무 느려서 위협적이지 않았을 것”이라고 덧붙였다. 현재 미국 자연사박물관에는 이 공룡의 두개골을 본따 만든 조형물이 설치돼 있으며, 화석만으로도 엄청난 몸집과 키를 확인할 수 있다. 한편 파타고티탄 마요룸 이전에는 또 다른 티타노사우루스 종인 아르헨티노사우루스가 가장 큰 공룡으로 알려져 있었다. 자세한 연구결과는 ‘영국왕립학회보 B’(journal Proceedings of the Royal Society B) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

크리스 프랫, 조이 살다나가 주연한 SF영화로 더 잘 알려진 ‘가디언즈 오브 더 갤럭시’는 미국의 만화출판사 마블 코믹스가 만든 슈퍼히어로 팀입니다. 지구인과 외계인 사이에서 태어난 스타로드의 지휘 아래 다양한 종족으로 구성된 이 팀은 멤버 구성만큼이나 다양한 개성을 보이지만 우주 행성들끼리의 갈등과 외계인의 위협을 좌충우돌하며 해결해 내는 일종의 ‘우주 해결사’들입니다.●임기 3년에 연봉은 최대 2억 1078만원 내년 개봉 예정인 영화 ‘어벤져스-인피니티 워’에는 마블 코믹스에 등장하는 슈퍼히어로들이 모두 등장하는데 ‘가디언즈 오브 더 갤럭시’ 팀도 이야기의 중요한 한 축을 담당한다고 합니다. 사실 많은 사람들이 일촉즉발의 위기 상황에 나타나 지구와 인류를 구하는 슈퍼히어로는 만화나 영화 같은 상상 속에나 있는 존재들로 알고 있습니다. 그렇지만 최근 미국의 우주개발을 담당하는 항공우주국(나사)에서 실제로 ‘가디언 오브 더 갤럭시’를 뽑는다는 구인광고를 내 화제가 되고 있습니다. 물론 나사의 농담도 아니고 SF영화 대본이나 만화 시나리오도 아닌 실제 미국 정부의 웹사이트에 올라온 구인광고입니다. 영화의 주인공들처럼 우주 전체나 ‘우리 은하’를 보호하는 정도는 아니지만 외계의 위협으로부터 지구를 보호하는 임무를 가진 ‘행성 보호관’(planetary protection officer)입니다. 나사가 찾고 있는 행성 보호관의 임기는 3년에 연봉은 최대 18만 7000달러(약 2억 1078만원)이며 업무상 출장이 잦고 보안 등급은 ‘비밀’(secret)이라고 합니다. 행성 보호관의 자격 요건으로는 반드시 미국 시민권자이거나 국민이어야 하며 물리학, 수학, 공학 분야 학위가 있어야 한다고도 합니다. 장난처럼 보이지만 행성 보호관은 1967년 1월 국제우주조약이 체결되면서 처음 만들어진 직책입니다. 국제우주조약은 우주 천체의 탐사와 이용활동에 관한 기본원칙을 정한 것으로 1967년 16개국이 서명해 발효된 국제법이지요. 현재 전 세계 125개국이 서명해 가입된 상태입니다. ●우주탐사 때 오염 방지정책 수립 맡아 행성 보호관의 임무는 ‘인간이나 로봇이 우주 탐사를 하러 나가거나 돌아올 때 유기물 및 생물학적 오염을 피할 수 있도록 하는 정책을 수립’하는 것이라고 하네요. 사실 지구의 미생물이나 유기물질은 우주탐사 과정에서 의도적으로나 의도하지 않게 다른 행성으로 운반될 수 있습니다. 이 때문에 행성 보호관은 나사뿐만 아니라 전 세계 우주 관련 모든 비행임무를 감독하는 것입니다. 물론 지구인이 우주를 오염시키는 것뿐만 아니라 외계인이 지구에 왔을 때도 행성 보호관의 감독하에 놓이게 됩니다. 실제 이 구인광고는 지난달 13일에 공개됐지만 지난 3일 나사가 운영하는 트위터에 게시된 이후 폭발적인 관심을 끌게 됐다고 합니다. 이 구인광고를 본 전 세계 누리꾼들은 갖가지 패러디 구인광고를 소셜네트워크서비스(SNS)에 올려 공유하면서 웃음을 주고 있다네요. 현재 나사의 행성 보호관은 2014년 임기를 시작한 캐서린 콘리 박사입니다. 콘리 박사는 “16~17세기 대항해시대에 구대륙 사람들이 신대륙으로 건너오면서 각종 질병을 퍼트려 신대륙의 원주민과 생태계를 파괴했던 것에서 볼 수 있듯이 인간이 다른 행성을 오염시키지 않고 탐사함으로써 현지 모습 그대로 유지하도록 하는 것이 우주탐사에서 가장 중요한 포인트”라고 강조했습니다. 인공지능(AI)의 등장으로 미래 일자리가 지금보다 더 줄어들 것이라는 우려가 커지고 있는 마당에 행성 보호관 구인광고를 보니 ‘이제는 직장을 찾아서 우주로까지 눈을 돌려야 하나’란 생각이 들어 씁쓸해지기도 합니다. edmondy@seoul.co.kr

과학 꿈나무들에게 국내 최고 수준의 생명공학 특강을 들을 수 있는 기회를 제공하는 제13회 ‘생명공학캠프’가 7일 닷새간의 일정을 시작했다. 행사는 서울신문이 주최하고 서울대 농업생명공학대학이 주관한다.캠프 1기 학생 45명과 학부모들은 이날 서울대 관악캠퍼스 농업생명과학대학 허영인홀에서 입소식을 가졌다. 2기 학생 45명의 입소식은 9일 열린다. 이들은 2박 3일간 캠퍼스에서 합숙하며 서울대 교수의 생명공학 특강을 듣고 교수 및 대학원생들과 함께 실험·실습에 참여한다. NIE 워크숍에서는 생명공학 관련 기사를 이용해 신문을 제작하고 발표하는 기회도 갖는다. 전북 전주 서곡중에 다니는 김가빈(14)양은 “DNA, 단백질 등을 연구할 수 있다고 해서 이번 캠프에 참가하게 됐다”면서 “장래에 생명공학을 연구하는 것이 꿈인데 이번 캠프를 통해 꿈에 대한 확신을 가질 수 있을 것 같다”고 말했다. 대전 갑천중 구해본(15)군은 “직접 실험하고 체험하는 프로그램이 많아 참가 신청을 했다”면서 “엔지니어가 꿈인데 이번 캠프는 생명공학을 어떻게 관심 분야와 융합시킬 수 있을지를 고민하는 시간이 될 것”이라고 말했다. 이석하 서울대 농업생명과학대학 학장은 이날 입소식 축사에서 “우리나라가 생명공학에 대한 경쟁력을 갖추려면 훌륭한 인재를 길러내는 것이 매우 중요하다”면서 “청소년들에게 생명공학에 대한 호기심을 불러일으키고 이를 소중히 가꾸어 줘야 한다”고 말했다. 이어 “어렵고 고차원적인 이론도 작은 관심과 호기심에서부터 출발한다”면서 “이번 캠프가 청소년들의 마음과 머리 한편에 호기심을 불러일으키는 촉매제 역할을 할 것”이라고 덧붙였다. 윤여권 서울신문 부사장은 “서울대 캠퍼스 내에서 잠을 자며 훌륭한 교수님들의 강의를 듣는다는 건 흔치 않은 기회”라면서 “2박 3일간 친구들과 대학생 언니, 오빠들과 함께 우정도 쌓고 소중한 추억도 만들기를 바란다”고 말했다. 입소식을 마친 뒤 이상기 응용생물화학부 교수가 ‘생명체의 일꾼 단백질’이라는 주제로 단백질의 모습을 규명해 그 결과를 응용하는 생명공학 분과를 소개했다. 이 교수는 “강의 내용 외에도 과학을 어떻게 공부하면 재밌는지, 과학을 공부하는 게 얼마나 흥미로운 일인지를 학생들에게 알려주는 게 특강의 목적”이라고 말했다. 이날 학생들은 이 교수의 특강 외에도 허진회 식물생산과학부 교수의 주도 아래 식물의 광합성과 효모의 발효 현상을 관찰하는 실험을 진행했다. 이태호 농경제사회학부 교수와 함께하는 생명·우주·지구·문명·문화·식량 등에 대한 토론의 시간도 이어졌다. 학생들은 2박 3일간 농업생명과학대학 학생들로부터 ‘멘토링’의 기회도 갖는다. 멘토로 참가한 조경지역시스템공학부 박소현(21·여)씨는 “캠프에 참가하는 학생들이 대부분 생명공학 등 이과 진로를 고려하고 있어 학생들에게 이과 공부 방법이나 진로 방향에 대해 조언해 줄 예정”이라면서 “특강 중에는 중학생에게 어려운 부분도 있는데 학생들이 오히려 이에 더 흥미를 느낀다. 그래서 캠프 이후에도 관련 분야를 더 공부하라고 독려하기도 한다”고 말했다. 장판식 식품동물생명공학부 교수의 ‘생명공학과 효소공학’ 특강과 임정묵 식품동물생명공학부 교수와 이기훈 바이오시스템소재학부 교수의 실험 프로그램도 진행될 예정이다. 박기석 기자 kisukpark@seoul.co.kr