“우리 정부가 항공우주 정책을 적극적으로 펼치는 것은 무척 고무적이다. 하지만 국내에선 사람을 우주로 보내는 것에 대한 규제는커녕 표준도, 가이드라인도 아직 없다. 가이드라인이 제정될 때까지 우리 같은 스타트업은 살아남아야 한다는 것이 가장 큰 도전이다.” ‘우주 택시’ 사업을 표방한 우나스텔라 박재홍 대표는 지난 24일 서울 마포구 노고산동 사무실에서 가진 인터뷰에서 “스타트업으로서 유인 우주기술 개발 자체보다 돌파하기 어려운 문제가 가이드라인 제정이다. 가이드라인이 있어야 이에 맞게 발사체도 만들고 서비스도 할 수 있다. 미국에서는 연방항공청(FAA)이 사람을 태워 우주로 갈 때 기업들이 지켜야 할 가이드라인을 모두 정해 놓았다”며 생존 걱정으로 말문을 열었다.박 대표는 민간 유인 우주발사체 개발과 우주 수송 서비스를 제공하고자 지난해 2월 16일 우나스텔라를 설립했다. 1984년 부산에서 태어난 그는 연세대 기계공학부를 마친 2011년, 첫 직장으로 한국형 발사체 ‘누리호’ 엔진 부품을 개발한 비츠로테크에 입사했다. 하지만 발사체 공부에 목말라 2014년 독일 베를린공과대로 유학, 우주공학부 석사 학위를 취득했다. 석사 과정을 수석으로 마친 그는 독일우주센터(DLR)에서 차세대 로켓 엔진을 연구하다 2019년 귀국했다. 국내의 한 우주 기업에 근무하다 “위성 대신 사람을 보내고 싶어서” 창업했다. ●누리호 엔진社·獨우주센터 근무하다 창업 우주 강국에서는 이미 2020년부터 민간 우주여행, 즉 상업화가 시작됐다고는 하지만 한국에서 스타트업이 유인 우주여행이 가능할 때까지 투자금만으로 살아간다는 것은 어불성설이다. 기업으로서 그동안 생존하는 것이 최대 과제다. “정부는 2045년까지 유인 수송능력을 확보하는 것이 목표이지만 개인적인 욕심과 바람으로는 정부의 전폭적인 지원과 민간 기업의 폭발적인 성장이 맞물린다면 훨씬 더 빨리 유인 우주여행이 가능하다고 전망한다. 민간 우주여행 시대가 오기 전에 기업 생존을 위해 반드시 매출원을 만들어야 한다. 로켓 엔진 개발과 판매, 후발 주자를 위한 경기 여주시의 엔진시험장 대여나 엔진 산화제가 영하 183도의 액체 산소이니 액화천연가스(LNG)나 수소시장 같은 극저온 상태에서 사용되는 부품 튜닝도 할 수 있다고 생각한다.” 모두가 창업에 찬성했느냐의 질문에 그는 “결혼 1년차의 신혼시절, 창업하겠다고 말했더니 부인이 ‘연애 시절엔 그런 이야기 없지 않았느냐. 사기 결혼 아니냐’, ‘현실은 보지 못하고 머리에 꽃밭만 가득찼다’며 반대했다. 하지만 지금은 가장 열렬한 지원군”이라고 전했다. 양가 부모가 그의 창업을 격려했던 것도 큰 힘이란다. 박 대표는 한국으로 돌아왔지만 2017년부터 맡은 베를린공과대 강의는 계속하고 있다. “올해부터는 대면 수업을 진행해야 한다. 학기당 수업을 1주일씩 몰아 강의하는 것으로 학교 측과 합의했다. 지난 5~11일 독일우주센터를 방문, 로켓추진연구소에서 기술적인 문제에 대해 토론했다. 또 우리가 베를린공과대와 공동 개발하는 항공전자 부품의 진척도 점검했다.”박 대표는 회사 설립 4개월 차인 지난해 5월 중소벤처기업부로부터 민간 투자주도형 기술창업 지원 프로그램인 ‘팁스’(TIPS)의 ‘패스트트랙’으로 선정돼 연구개발비를 확보했다. 창업 1년 만에 누적 65억원의 투자를 유치했다. 우주사업은 천문학적인 예산과 막대한 비용이 들고 투자기간도 길며 실패 위험도 높다. 직원이 10명뿐인 신생기업에 투자사들은 무엇을 보고 투자했을까. 우나스텔라는 지난 1월 자체 개발 중인 연소기의 최초 연소 시험에 성공했다. “이번 설 연휴 직전인 1월 19일 여주 시험장에서 지상 추력 50kN(킬로뉴턴·충격력 표시 단위로 1kN은 1000N, 1N은 1㎏의 물체를 1초에 1m 이동시키는 데 드는 힘)급 연소시험을 하고자 동네 이장의 허락을 받았다. 방음시설은 갖췄지만 그래도 큰 폭발성 소음에도 놀라지 말라고 당부했다. 그날 세 번 시도했는데도 엔진에 불이 붙지 않았다. 이장이 허락한 오후 5시 30분이 됐다. 직원들에게 ‘오늘 그만하고 설 지나고 다시 하자’고 말했다. 그때 며칠 날밤을 지새웠던 직원들이 ‘억울해서 안 되겠다. 문제점을 찾아 다 고친 것 같으니 딱 한 번만 더 해보자’고 졸랐다. 직원들의 말에 용기를 얻어 마을 이장에게 전화해 5시 55분쯤 한 번 더 시험하겠다고 양해를 구했다. 다시 스위치를 켜자 불이 딱 붙었다. 오후 5시 53분이었다. 나도 울고, 당시 직원 8명 모두 기뻐 날뛰었다.”●3초 연소 첫발… 안정적 발화 시간 늘릴 것 “3초 연소라던데….” 너무 짧지 않으냐는 의미를 담아 말끝을 흐리며 물었다. 박 대표는 “처음엔 불이 붙어 불길이 뿜어져 나오는 조건만 잡고 끄려고 했다. 우리가 이전에 해 왔던 시험들을 보니까 메인 연소시간이 3초 정도는 가능하겠더라. 해서 시동을 켜고 3초간 유지했다. 압력과 유량 모두 안정적이었다. 3초는 시작의 입구다. 우리가 개발하는 우주발사체 1단 엔진의 연소 시간은 연속 140~150초다. 다음엔 10초 연소를 시험할 생각이다.” 3초 시험에 연료는 얼마나 소모됐을까. “이번 연소기는 지상 추력 50kN급이었다. 정확히 측정해 보지는 않았지만 한번 시험하는데 대략 160리터(ℓ)짜리 액체 산소 8통, 액체질소 5통, 등유(케로신) 400ℓ를 섞어 사용했다. 이번 3초 시험에 소모된 연료비로 500만~600만원 정도 추산된다.”●로켓 전기펌프 항우연서 기술 이전받기도 한국항공우주연구원으로부터 지난해 12월 기술을 이전받은 ‘소형 로켓 엔진용 전기 펌프’에 대해 물었다. “발사체의 추진력을 최대한 올리기 위해 펌프가 필요한데 기존 발사체들은 가스터빈을 사용해 펌프를 구동시켰다면 이 기술은 전기 모터를 활용하는 방식이다. 최근 전기차 확산 덕분에 배터리의 성능과 용량이 획기적으로 개선되면서 배터리 무게가 크게 줄었기에 가능해진 기술이다. 전기 펌프는 기존의 가스터빈 펌프보다 급가속과 같은 제어 반응 속도가 빠르고 시동과 재시동이 쉬운 게 장점이다. 하지만 배터리는 여전히 무겁다. 로켓 무게 1㎏당 발사 비용은 4000만~5000만원이 든다. 그래도 전기 모터를 선택한 이유는 배터리와 펌프 개발 속도가 빠르게 진행되기 때문이다. 전기 펌프 기술로 2018년 뉴질랜드 로켓랩이 처음 성공했고 2021년 미국 아스트라도 성공했다.” 전기 펌프 기술은 아직 국가 핵심기술로 지정되지는 않았지만 항우연이 기술이전을 하면서 보안서약 등에 까다로웠다고 한다. 그도 그럴 것이 각국이 최고의 보안을 요하는 미사일과 로켓은 발사체에 얹는 게 탄두냐 위성이냐에 따라 달라지는 같은 뿌리를 가진 기술이기 때문이다. 우나스텔라엔 독일인도 근무하기에 보안 준수 요구가 강했다.●무중력 암 치료 등 우주 서비스 무궁무진 우주산업의 전망은 어떨까. 박 대표의 설명이다. “한국에 스마트폰이 들어왔을 때 카카오라는 플랫폼이 탄생하리라고는 상상하지 못했다. 우주로 나가는 것 자체가 하나의 시장을 형성할 수도 있다. 유인 우주사업이 활발하면 어떤 사업, 어떤 분야가 기회를 잡을지 지금으로선 짐작조차 하기 어렵다. 우주와 관련한 최초, 최고의 명예와 자부심은 모두 미국과 러시아, 중국 등 우주 강국이 차지한 상황에서 자본주의 체제에 사는 우리로서는 경제적 이득을 취할 수 있는 방법을 찾는 것이 더 중요하지 않을까 생각한다.” 그가 생각하는 경제적 이득에 대해 보충 설명을 요구했다. “이를테면 달에서 핵융합 발전의 에너지원인 헬륨3나 희토류를 채집해 오는 것을 생각할 수 있다. 무중력 상태에서 암과 같은 난치병을 치료할 수 있다는 논문도 나오고 있다. 많은 사람이 의치료 목적으로 우주로 나갈 수 있다고 생각한다. 또 우리가 상상에만 그쳤던 수많은 서비스가 현실화할 수 있다. 사람이 우주로 나가면 통신·항법·관측 등의 서비스가 ‘우주에서 지구로’를 넘어 ‘우주에서 우주로’ 확장될 것이다. 우주에서의 생활을 위한 수많은 서비스가 생겨나지 않을까. 우주는 기계만 보내서 해결할 수 없는 특이점이 존재한다. 그래서 결국은 사람이 갈 수밖에 없다.”

러시아의 우크라이나 침략 전쟁으로 촉발된 에너지 위기로 전 세계가 홍역을 치른다. 프랑스 국민들은 ‘너무 비싼 전기요금, 너무 비싼 삶’을 외치며 시위에 나섰다. 우리나라도 난방비 폭탄으로 국민 시름이 크다. 정부는 신속한 조치로 서민들의 어려움을 덜어 줘야 한다. 러·우크라이나 전쟁을 계기로 전 세계 에너지 패권 경쟁은 더욱 심화될 전망이다. 유럽 각국은 향후 러시아 의존도를 줄여 나간다고 발표했다. 미국과 러시아는 유럽 에너지시장을 놓고 한판 경쟁을 벌이게 될 것이다. 이 과정에서 중동이나 중국과도 이해충돌이 예상된다. 에너지 패권을 둘러싼 경쟁은 심화되고 에너지 위기가 더 빈번해질 수 있다. 파티흐 비롤 국제에너지기구(IEA) 사무총장은 지난 1월 30일 세계경제포럼(WEF)에 참석해 “올해 말에는 러시아가 가스 공급을 줄이고 중국의 경기회복이 가시화되면서 에너지 부족으로 더욱 혹독한 겨울을 맞게 될 것”이라고 예측했다. 오일쇼크로 고통받던 1970년대 세계 30위권 중반이던 대한민국 경제는 이제 10위권 규모로 성장했다. 에너지 위기의 충격과 파장이 과거 경험과는 차원이 다를 것이다. 에너지 수입 가격 상승에 따른 무역적자 확대는 물론 생산비용 상승에 따른 경기침체가 불 보듯 뻔하다, 위기 돌파를 위한 총체적이고 근본적인 에너지안보 기반을 구축해야만 한다. 화석연료는 패권 경쟁이 가속화되면 가격 등락이 심해질 수밖에 없다. 가격 급등락에 대비하기 위해 에너지가격안정기금을 설치할 필요가 있다. 에너지원별로 기금을 조성해 초기 에너지 공기업의 손실을 보전하고, 가격 인상폭과 기간을 장기간으로 분산시켜 충격을 완화해야 한다. 에너지안보의 핵심은 현재 94%의 대외 의존도를 대폭 줄이는 것이다. 우리나라는 화석연료 비중이 70%에 육박하고 대부분 수입에 의존하고 있다. 화석연료의 비중을 획기적으로 줄이지 않고서 에너지 안보는 언감생심이다. 국제적인 기후변화 대응에 선제적으로 대응하기 위해서도 신재생에너지와 원자력의 역할은 중요하다. 특히 현 정부 들어 축소한 신재생에너지 비중을 대폭 확대해야 한다. 에너지산업의 혁명적 변화는 비약적 기술 발전으로 이루어진다. 수소에너지, 소형원자로(SMR), 핵융합 등 새로운 에너지원에 대한 과감한 투자가 필요하다. 화석연료 시대에는 자원 보유 국가가 에너지 패권을 쥐었으나, 미래 에너지 패권은 기술력을 보유한 국가로 이전될 것이다. 산업화의 신화를 썼던 우리도 혁신적 에너지 기술로 패권 변화의 시대를 선점할 수 있다. 에너지안보는 단기간에 구축되지 않는다. 원전이나 화력발전소 건설에 몇 년이 걸리고 태양광이나 풍력발전소도 적잖은 시간이 소요된다. 적어도 10년 이상 내다보고 일관된 정책을 펴야 한다. 우리나라의 현실은 어떠한가. 문재인 정부는 환경을 강조하며 원자력을 축소하고 신재생에너지를 대폭 확대했다. 반면 윤석열 정부는 경제성을 강조하며 신재생에너지를 줄이고 원자력을 확대했다. 에너지안보가 정권의 입맛에 따라 조변석개해서는 안 되는 일이다. 에너지 시스템이 붕괴되면 복원하는 데 엄청난 시간과 비용이 소요된다. 그 피해는 고스란히 국민 부담으로 되돌아온다. 에너지안보에 중요한 것은 무엇보다 정책 일관성이라는 사실을 명심해야 한다.

달력의 ‘기준 별’인 시리우스　​ 밤하늘에서 가장 밝은 별은? 큰개자리의 알파별 시리우스다. 정말 개의 눈처럼 시퍼렇게 빛난다. 가장 밝은 별인 시리우스는 예부터 동서양을 아울러 여러 문화권에서 관심을 받아왔다. 동양에선 시리우스를 천랑성(天狼星), 곧 하늘의 늑대 별이라 불렀다. 큰개나 늑대나 그게 그거다. 동서양을 막론하고 사람 느낌은 크게 다르지 않은 모양이다. 그런데 이 시리우스가 그 밝기만큼 사연도 숱하게 많다. 그 안에 인류의 문화와 천문학이 오롯이 똬리를 틀고 있는데, 그 흥미진진한 사연의 타래를 하나씩 풀어보도록 하자. 먼저 시리우스는 대체 얼마나 밝은 별일까? 두 번째로 밝은 별인 -0.74등급의 용골자리의 카노푸스보다 2배 이상이 밝은 -1.46등급이니 가히 원탑 별이라 할 만하다. ​ 그리스 신화에 의하면, 시리우스는 사냥꾼 오리온이 데리고 다니던 개라는 이야기가 전해진다. 고대 그리스인들에게 시리우스는 뜨거운 여름의 시작을 알리는 별이었다. 이글거리며 불탄다는 의미의 고대 그리스어 ‘세이리오스'(Σείριος)가 바로 시리우스의 어원이다. 그리스에서는 여름철 시리우스가 하늘에 나타난 이후를 ‘개의 날들’(Dog Days)로 불러 왔다. ​ 고대 그리스-로마 인들은 태양과 함께 출몰하는 시리우스 별을 1년 중 가장 더운 시기와 연관시켰던 모양이다. 혹 우리가 복날 개고기를 먹는 것도 혹시 이런 관점에 연유하는 것이 아닐까? 시리우스가 가장 큰 영향을 끼친 문명은 바로 이집트 문명이다. 시리우스는 이집트 문명의 종교와 신화뿐만 아니라, 피라미드의 환기창 위치에 시리우스를 고려하는 등, 매장 풍습이나 사원 건축에까지 깊게 스며들었다. 고대 이집트인들에게 이 푸른 별은 성스러운 ‘나일의 별’이었다. 이집트에서는 시리우스가 새벽 여명 속에 떠오르는 날을 한 해의 시작으로 정하고 곧 나일 강의 범람을 예견했다. 이 범람은 나일강 삼각주를 비옥한 땅으로 만들어주는 은혜로운 자연의 혜택이었다. 그뿐 아니다. 6000년 인류의 과학사 첫 줄은 ‘고대 이집트에서 1년을 365일로 하는 태양력을 최초로 만들었다'는 것이다. 이 달력이 바로 시리우스를 관측하여 그것을 기준으로 삼아 만든 고대 이집트의 태양력이며, 그 영향은 현재까지 이어지고 있다. 현재 우리가 쓰고 있는 달력은 율리우스력을 개정한 그레고리력인데, 율리우스력은 이집트 태양력을 토대로 만든 것이다. 이것만 보야도 시리우스가 인류와 얼마나 깊은 관계인가를 알 수 있다. 시리우스를 찾는 방법시리우스는 또한 태양에 가장 가까운 별 중의 하나다. 육안으로 관측 가능한 별 중 4.3광년의 알파 센타우리 다음으로 가까운 8.6광년 거리에 있다. ​시리우스 찾기는 정말 식은죽 먹기다. 겨울 밤하늘을 한번 휘둘러보고 가장 밝은 별을 찍으면 그게 바로 시리우스다. 좀더 구체적으로는, 우선 겨울 밤하늘에서 1등성을 두 개나 갖고 있는 별자리의 왕자 오리온자리를 찾는다. 장구 같기도 하고 방패연 같기도 한 오리온자리의 오른쪽 어깨에 보이는 붉은 별이 바로 초신성 폭발을 앞두고 있는 적색거성 베텔게우스이고, 오리온의 허리띠 부분에 보이는 등간격의 세 별이 오리온 삼성이다. 이 세 별들을 연결한 선을 밑으로 주욱 내려보면 오리온의 뒤를 따르는 유독 밝은 별, 큰개자리의 시리우스가 눈부시게 빛나고 있다.시리우스는 쌍성이었다 지름이 태양의 약 1.7배인 시리우스의 가장 놀라운 사실은 홑별이 아니라 쌍성이라는 것이다. 별은 생각보다 사교적이다. 하늘에 떠 있는 별의 1/2 가량이 쌍성인 것으로 보아 그렇다는 말이다. 시리우스가 동반성을 가지고 있다는 사실이 밝혀진 것은 한 세기 남짓밖에 안된다. 그 발견에까지 이르는 과정이 사뭇 드라마틱하다. 별은 항성이란 이름 그대로 천구의 어느 한곳에 붙박혀 있는 것 같지만, 지구의 자전이나 공전과는 무관하게 제각각 상당한 속도로 한 방향을 향해 움직이고 있다. 하지만 별들이 수백 년, 수천 년 동안 움직여도 워낙 멀리 있기 때문에 눈에 띄지 않을 뿐이다. 이러한 별의 운동을 고유운동이라 한다. 천문학자들은 별의 고유운동은 당연히 직선이라고 생각하고 있었지만, 시리우스를 관측한 결과 경악할 수밖에 없었다. 별이 구불구불 뱀처럼 사행(蛇行)하고 있는 것이 아닌가? 1834년 이 같은 사실을 발견한 독일 천문학자 프리드리히 베셀은 시리우스 주위에 보이지 않는 동반성의 존재를 예언했다. 즉 ‘보이지 않는 별’은 빛이 아닌 시리우스의 고유운동을 통해 간접적으로 자신의 존재를 드러냈다는 것이다. 그러나 베셀의 예언은 한 세대가 지나도록 실현되지 않다가 마침내 1862년, 미국의 망원경 제작자 앨번 클라크와 아들 그레이엄 클라크는 47㎝ 굴절망원경을 테스트하기 위해 시리우스를 관측하던 중 이루어졌다. 망원경을 들여다보던 아들 클라크가 말했다. “아버지, 시리우스에 짝별이 있네요.” 시리우스의 고유운동을 통한 가정으로만 존재했던 시리우스의 어두운 짝별을 실제로 발견한 순간이었다. 이로써 클라크 부자는 뜻하지 않게 시리우스 동반성을 발견하는 행운을 움켜쥐고 천문학사에 기록되었다. 이 소식은 곧 전파를 타고 전 세계로 퍼져나갔고 천문학계는 흥분으로 휩싸였다. ​ 최초의 발견된 백색왜성 시리우스 짝별 천문학자들은 밝은 별 시리우스를 ‘시리우스A’, 어두운 그 짝별을 ‘시리우스B’라고 불렀다. ’강아지별‘이란 별명을 얻은 동반성 시리우스 B는 그 궤도의 해석 결과, 질량이 태양과 거의 같고 주성의 약 3분의 1임이 밝혀졌다. 한편, 광도는 주성보다 약 10등이 어두운데, 이것은 동반성의 겉넓이가 주성의 1만분의 1, 부피로 하면 100만분의 1, 즉 지구 정도의 크기가 된다는 결론이 나온다. 따라서 동반성은 주성의 약 30만 배의 평균밀도를 가진다. 이것은 시리우스의 동반성이 물의 13만 배, 철의 1만 6000배라는 고밀도 물질로 이루어졌다는 것을 의미한다. 다시 말해 이 별의 물질로 각설탕 크기를 만든다면 자동차만큼 무겁다는 뜻이다. 이런 종류의 항성을 백색왜성(白色矮星)이라고 한다. 중간 이하의 질량을 지닌 별은 수소 핵융합 반응을 하다가, 핵융합을 거의 마쳐갈 때쯤 적색거성으로 변하며, 별의 껍데기층을 이루는 물질은 행성상 성운으로 방출되고, 결국 10만도 이상의 뜨거운 중심핵만 남게 되는 별이다.시리우스의 동반성 강아지별은 바로 뜨거운 핵이 지구 크기로 압축된 백색왜성으로, 최초로 발견된 백색왜성으로 기록되었다. 백색왜성은 엄청난 밀도로 그 표면 중력이 놀랄 만큼 큰데, 시리우스B의 표면중력은 지구의 5만 배나 된다. 만약 사람이 이 별에 착륙한다면 그 즉시로 종잇장처럼 납짝해지고 말 것이다. 이 강아지별이 먼 미래의 우리 태양 모습이라고 봐도 크게 틀리지 않을 것이다. 앞으로 50~60억 년 후 우리 태양이 수명을 다하면 외피층을 저 멀리 해왕성 궤도에까지 행성상 성운으로 뿌려버린 후 지금의 시리우스B처럼 뜨거운 백색왜성이 될 것이다. 태양계 외곽을 두르는 거대한 성운의 고리 속에는 틀림없이 한때 지구 행성에서 문명을 이루며 살았던 인류가 남긴 잔재들도 포함되어 있을 것이다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 증명한 '강아지별' 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의하면, 강한 중력장에서 나오는 발광체의 빛의 파장은 긴 쪽으로 이른바 적색이동을 한다. 1924년 영국 천문학자 에딩턴은 시리우스의 동반성에 대해 이러한 적색이동이 검증될 수 있음을 애덤스에게 알리고, 애덤스가 다음해에 스펙트럼선을 면밀히 관측하여 이것을 실제로 확인함으로써 시리우스의 동반성은 일반 상대성 이론이 옳다는 것을 증명하게 되었다. 시리우스의 강아지별을 발견하기부터 거성으로 커졌던 별의 핵이 지구 크기로 압축된다는 것을 설명할 백색왜성 이론이 탄생하기까지, 시리우스는 오랜 시간 동안 천문학자들의 이목을 사로잡았다. 그리고 그 과정에서 천문학은 분광학, 천체물리학, 별의 진화 등의 분야에서 큰 발전을 이룰 수 있었다. 이 고마운 별은 지금도 우리에게 계속해서 가까워지고 있다. 천문학에 있어 위대한 발견과 커다란 진보를 가져다 준 시리우스는 프로키온, 베텔게우스와 함께 함께 겨울의 대삼각형을 이루는 꼭짓점 중 하나로 겨울 밤하늘에서 찬연히 빛날 것이다. 여담이지만, 1977년에 발사된 보이저 2호는 29만 6000년 뒤 시리우스에서 4.3광년 떨어진 곳을 지나갈 것으로 보인다. 그 전에 보이저 2호는 약 4만 2천년 후 안드로메다자리의 태양계 최근접성인 로스 248(Ross 248) 별을 경유한다. 현재 보이저 2호는 공작자리 방향으로 항해 중이다. 

우리 몸을 이루는 원소들을 비롯해 삼라만상을 이루는 94개의 자연원소들은 대체 어디서 온 것일까? 지난 수십 년 동안 과학 대중화에 앞장선 사람들이 사용한 가장 강력한 도구는 '사람은 별먼지로 만들어졌다'는 구호였다. 말하자면 거의 모든 원소들은 별이 만들어냈다는 얘기다. 물론 빅뱅의 우주공간에 나타난 원소도 있었다. 바로 수소였다. 이것이 우주에 최초로 나타난 ‘물질’로, 예로부터 철학자, 과학자들이 그토록 알고자 했던 만물의 근원, 바로 아르케(Arche)였다. 그 수소 일부가 뜨거운 빅뱅 우주공간에서 핵융합을 일으켜 만들어진 것이 헬륨이다. 이 두 원소 외의 모든 원소들은 별이 만들어냈는데, 그 레시피는 다양하다. 말하자면 원소라고 다 같은 곳, 같은 과정으로 만들어진 것이 아니라 족보가 다르다는 뜻이다. 미 항공우주국(NASA)이 운영하는 ‘오늘의 천체사진'(APOD) 8일자에 모든 원소들의 족보를 한눈에 볼 수 있게 만든 이색적인 도표가 게시되어 독자들의 눈길을 끌고 있다. 도표에서 보이듯이 죽어가는 별 중에서도 가벼운 질량의 별이 만든 원소, 무거운 별이 초신성 폭발을 일으켜 만든 원소, 중성자 별의 충돌로 만들어진 원소, 백색왜성의 폭발로 만들어진 원소 등 갖가지 다른 기원을 가지고 있다. 별을 이루는 원소의 비율은 그 별이 은하의 어느 영역에 있는가에 따라 달라진다. 예컨대 태양은 우리 은하의 나선팔 가장자리에 위치하고 있어 은하 중심부에 비해 산소 등 생명체의 기본 요소들인 중원소 비율이 비교적 적은 편이다. 우리 몸의 수소는 138억 년 묵은 원소 우리 몸을 이루는 원소들은 그 중 어떤 족보를 가진 것일까? 우리 몸의 98.5%는 겨우 6가지의 원소로 이루어져 있다. 바로 산소(O), 탄소(C), 수소(H), 질소(N), 칼륨(K), 인(P)이다. 우리 몸 속의 아미노산, 단백질, DNA, 지방 등은 대부분 이 6가지 원소로 이루어져 있다. 이밖에도 구리(Cu), 철(F) 등 인체의 생체반응에 없어서는 안될 12가지 필수 원소들도 있다.우리 몸의 3분의 2를 차지하는 물 분자에 존재하는 수소는 138억 년 전에 있었던 빅뱅 우주공간에서 왔다. 그밖에 우주에는 다른 눈에 띄는 수소 공급원이 없다. 그러니까 우리 몸에는 알고 보면 138억 년 묵은 물질도 포함하고 있다는 얘기다. 기본적으로 원소의 생명은 거의 무한이다. 우리 몸의 탄소는 산소와 마찬가지로 별 내부에서 핵융합에 의해 만들어졌다. 우리 몸에 있는 철의 대부분은 오래 전 먼 별의 초신성 폭발 중에 만들어졌다. 사람들이 애호하는 금과 은은 중성자별들의 충돌에서 나오는 감마선 폭발로 만들어졌을 가능성이 높다. 이처럼 우리 몸을 이루는 대부분의 원소들이 다 별에서 온 것이라 해도, 그 원소의 비율은 별과 아주 다르다. 예컨대, 인체의 질량 중 65%는 산소가 차지하지만, 우주의 별이나 성운 중에 산소가 차지하는 비율은 1%에 못 미친다. 온 우주의 물질 중 수소와 헬륨이 차지하는 비율은 약 98%에 달한다. 위의 주기율표는 알려진 모든 원소의 기원에 대한 인류의 최선의 추측을 나타내기 위해 색상으로 구분되어 있다. 구리와 같은 일부 원소의 핵 생성 위치는 실제로 잘 알려져 있지 않으며, 관찰 및 컴퓨터 연구의 지속적인 주제다. 

‘미국의 건재와 아프리카의 급부상.’ 마우로 기옌(59) 케임브리지대 저지 비즈니스스쿨 학장은 지난달 23일(현지시간) 서울신문과의 줌인터뷰에서 미래 경제·산업 지형을 이렇게 정리했다. 미국 연방준비제도이사회(연준)는 결국 인플레이션을 잡고 향후 미국을 포함해 한국·유럽·중국·일본 등에서 인공지능(AI)·나노·에너지 등 3대 첨단기술로 미래 산업혁명이 일어날 것으로 봤다. 또 미래에 가장 역동적인 지역으로 아프리카를 꼽으며 농산물의 급격한 증산이라는 농업혁명에 연이어 산업혁명이 진행될 것으로 관측했다. 또 파산 사태가 벌어진 가상자산(암호화폐)을 대체한 각국 중앙은행의 디지털 통화가 주요 지불수단으로 진화할 것으로 봤고 고용불안 등 부작용이 보고되는 공유경제 앱에 대해서는 음식·옷의 낭비를 막는 본래의 ‘나눔’으로 발전하길 바랐다. 국내에서 베스트셀러 ‘2030 축의 전환’으로 잘 알려진 기옌 교수에게 ‘지구촌의 미래’를 물었다.●미국 경제 나빠질 가능성 낮아 -세계경제가 불안함을 넘어 혼란스럽다. “불행히도 모든 지역에서 문제가 적지 않다. 남미에는 정치적 불안정이, 유럽과 중동에는 러시아의 우크라이나 침공이 경제적 여파를 크게 끼쳤다. 우크라이나 전쟁과 서방의 대러 제재로 에너지 가격도 들썩였다. 중국은 코로나19 봉쇄 정책을 풀면서 혼란스럽다. 흥미롭게도 미국은 비교적 차분하다. 연준은 인플레이션 통제에 결국 성공할 것이고, 미국 경제가 나빠질 가능성은 낮다고 본다. 도널드 트럼프 전 대통령이 없는 것도 미국의 안정에 중요한 요소다.” -어떤 과학기술이 미래를 이끌까. “미국, 한국, 유럽, 중국, 일본 등에서 우리는 미래 기술을 이용한 산업혁명을 보게 될 것이다. 기회를 열 첨단기술은 크게 세 가지다. 우선 AI이다. 지금까지는 인간이 기계와 사물로 일을 했지만 앞으로는 AI 시스템이 더 잘 수행할 것이다. AI는 에너지 시스템을 개량해 기후변화의 도전에도 맞설 것이다. 다음은 나노기술이다. 가벼운 단열 물질, 헤지지 않는 옷감 등 조작이 쉽고 오래 지속되며 에너지 집약도가 낮은 신물질들이 나올 것이다. 또 최근 미국에서 핵융합 에너지 실험에 성공했듯 마지막은 에너지 기술이다.(미국 로런스 리버모어 국립연구소 연구팀은 지난달 13일 핵융합 실험에서 투입 에너지보다 산출 에너지가 많은 ‘점화’를 성공시켰다.) 핵융합 기술은 아직 실용화까지 거리가 멀지만 옳은 방향으로 나아가고 있다.” ●아프리카 안정성 갖추도록 해야 -미래 주목할 지역은. “2030년쯤에 아프리카가 매우 중요한 지역이 될 것이다. 아직 농업 생산성이 낮지만 농업혁명과 산업혁명이 동시에 일어날 수 있다.(아프리카의 농산물 생산성 증대로 잉여 생산물이 생기고, 이를 가공하는 산업혁명이 일어날 것이라는 의미다.) 반대로 아프리카가 발전하지 못할 경우 다른 지역보다 빠르게 증가하는 인구를 감안할 때 이민자 증가 등 세계가 각종 문제에 직면할 수 있다. 따라서 우리가 아프리카에 관심을 갖고 아프리카가 안정성을 갖추도록 하는 게 필요하다.” -팬데믹 때 도시민의 이탈이 많았다. 도시의 미래는. “도시는 이른바 ‘열섬’이어서 기후변화에 불균형적으로 기여한다. 급격한 성장 속에 도시 내 불평등도 악화시킬 수 있다. 그럼에도 불구하고 사람들은 (일자리, 편의시설, 교육여건 등) 더 많은 기회가 있기 때문에 도시에서 산다. 전세계 곳곳에서 벌어지는 거대한 도전으로 ‘미래 도시 정책’은 신중하게 접근해야 한다. 무엇보다 도시민들이 다른 선택을 고려할 수 있어야 한다. 일례로 교통시스템의 발달은 사람들이 (도시와) 연결되면서도 더 멀리 살 수 있도록 느끼게 할 것이다.” -미래산업으로 꼽히던 공유경제에서 최근 적지 않은 부작용이 지적된다. “물론 (공유경제를 표방한) 앱에 문제가 없지 않다.(일례로 차량공유 앱은 지속되는 적자, 고용의 불안정, 소비자 정보 독점 등을 비판받고 있다.) 하지만 공유경제의 진짜 유망한 분야는 음식이다. 한국 등 선진국들은 음식점과 집에서 음식을 낭비하고 있다. 우리는 더 나은 공유시스템을 만들 수 있고, 이를 통해 옷도 낭비하지 않고 나눌 수 있다. 공유경제는 우리에게 주어진 (지구의) 자원을 더 잘 사용하고 잘 나누는 방법을 제공하는 것이다.” ●유리천장 저절로 깨지지 않을 것 -당신은 출생률 저하로 ‘더 강하고 부유한 여성’의 증가를 예측했다. 다만 유리천장 문제는 여전하다. “유리천장은 저절로 깨지지 않을 것이며 노력과 조치들이 필요하다. 유리천장은 여성을 차별하는 잘못된 일이자 여성의 좋은 노동력을 낭비하게 한다. 이미 여성 교육에 많은 자원이 투입됐고 학교 현장에서도 여학생들은 뛰어나다. 승진·채용 때 (여성에 대한) 편견이 개입되지 않도록 시스템을 갖추고 멘토링 프로그램 등 다양한 도구를 갖춰야 한다.” -최근 루나, FTX 등의 파산으로 암호화폐에 대한 곱지 않은 시선이 적지 않다. “암호화폐는 앞으로도 블록체인 기술을 기반으로 한 스마트 계약, 디지털 등록 등 다양한 용도로 사용될 것이다. 또 암호화폐 중 일부는 언젠가 유용한 지불수단이 될 것이다. 하지만 이는 미국 달러화나 한국 원화로도 가능한 용도다. 따라서 미래에 각국 중앙은행이 디지털 화폐(토큰)를 개발 및 발행하고 사용을 촉진할 가능성이 높다.” ●고령화 인력난 자동화에 투자를 -한국을 포함해 선진국의 고령화 문제가 심각하다. “실버세대에게 아르바이트 등을 포함해 일자리를 제공해 청년층의 (부양) 부담을 줄이는 게 필요하다. 그럼에도 노인들을 돌볼 청년 인력이 충분치 않으니 각국 정부는 새로운 주거환경을 조성하고 자동화에 투자를 해야 한다. 이외 공적·사적 연금이 노인들의 사정에 맞게 제대로 작동하는지 늘 확인하고 점검해야 한다.” -당신은 ‘수평적 사고’를 강조한다. 청소년들에게 미래를 위해 어떤 전공을 선택하라고 권하겠나. “열여덟 살, 열아홉 살의 어린 나이에 원하는 직업이 있다면 그 진로를 택해야 하지만 (그런 경우가 아니라면) 정말 좋아하고 열정이 생기는 것을 생각해 보라고 하겠다. 의학, 법학, 경영학, 역사, 홍보, 화학 뭐든지 말이다. 학생들이 대학 시절을 읽기, 쓰기, 생각하기 등 모두에게 필요한 기본 기술을 배우는 때로 삼았으면 한다.(그가 말하는 미래를 예측하는 ‘수평적 사고’는 일원적 사고와 반대의 의미로 관계가 없어 보이는 요소들을 연관짓기를 권한다. 즉 대학에서 원하는 것을 찾되 넓게 사고하는 습관을 들이라는 의미인 셈이다.)” ■마우로 기옌은    케임브리지대 저지 비즈니스스쿨 학장… ‘2030 축의 전환’ 저자 글로벌 비즈니스, 경제사회학, 국제정치경제 등을 연구해 온 세계적인 석학이다. 스페인 오비에도대를 나와 미국 예일대에서 사회학 석·박사 학위를, 오비에도대에서 정치경제학 박사 학위를 받았다. 1992년부터 2년간 미 매사추세츠공과대학(MIT) 슬론경영대학원 조교수를 거쳐 2021년까지 펜실베이니아대 와튼스쿨에서 국제경영학 교수를 지냈고 케임브리지대 저지 비즈니스스쿨 학장으로 옮겼다. 2013년 싱크탱크 아스펜연구소의 혁신교수상 등 12개의 주요 상을 받았다. 베스트셀러 ‘2030 축의 전환’(‘2030: How Today´s Biggest Trends Will Collide and Reshape the Future of Everything’)은 한국·일본·이탈리아·루마니아·태국 등 15개국 언어로 번역됐으며 이외 ‘융합의 한계’(‘The Limits of Convergence’) 등 15권이 넘는 저서가 있다.

윤병태 나주시장이 지역 과학기술 발전에 기여한 점을 인정받아 한국과학기술단체총연합회 광주·전남지역연합회로부터 감사패를 받았다. 19일 나주시에 따르면 연합회는 최근 광주과학기술원 국제회의장에서 ‘2022년 광주전남지역 과학기술 혁신 포럼·과학기술인의 밤’ 행사를 개최했다. 최용국 회장은 광주·전남 과학기술 역량 발전과 과학기술단체 육성·협력에 힘써온 공로로 윤병태 시장에게 감사패를 수여했다. 윤 시장은 호남권의 열악한 과학기술·연구개발 인프라 개선을 위해 한국에너지공과대학교(켄텍)와 연계한 ‘초강력 레이저 연구시설’, ‘핵융합로 실증로 가열 중성입자 음이온원 시험시설’, ‘인공태양 연구소’ 등 국가대형연구시설 나주 혁신도시 유치를 위해 총력을 기울이고 있다. 또 전국 유일의 ‘공기업형’ 전남·나주 강소연구개발특구 중·장기 발전 전략 추진, 전력 반도체 등 신성장 동력사업 발굴, 탄소중립 실현을 위한 RE100 중심의 에너지 정책 자문위원회 출범 등 민·관·산·학 협력체계를 구축하며 과학기술 발전을 위한 다양한 활동과 노력을 아끼지 않았다는 평가다. 윤 시장은 “광주·전남 공동 성장 거점인 혁신도시를 중심으로 한전, 지스트, 켄텍, 강소연구개발특구 등 우수 인프라를 활용한 초강력 레이저 연구시설 등 국가 대형 연구시설 유치에 최선을 다해 광주·전남 과학기술의 획기적인 발전 기반을 마련하겠다”고 수상 소감을 밝혔다.

전 세계 어느 나라보다 인구 고령화 속도가 빠른 한국의 조기 사망자 수가 미세먼지나 오존으로 인해 2060년이 되면 인구 100만명당 1109명에 달할 것이라는 조사 결과가 있다. 이는 경제협력개발기구(OECD) 회원국 중 유일하게 대기오염으로 인한 조기 사망자가 1000명을 초과하는 것이라 충격을 준다. 이와 함께 온실가스 저감 이행 시 발생 가능한 대기오염물질에 대한 국제 규제가 신설·강화될 것으로 전망되면서 미세먼지 문제는 국민 건강뿐만 아니라 산업경쟁력 확보 차원에서 반드시 해결해야 할 문제로 떠오르고 있다. 미세먼지 연구개발(R&D)과 관련해 발생 원인과 현상 규명 및 예측, 국민건강 보호 같은 것은 정부 주도로 추진되고 산업시설 배출 저감, 생활 노출 저감 분야는 민간에서 진행되고 있다. 실제로 한국기계연구원은 화력발전소 실증설비 개발로 세계 최저 수준의 배출 농도를 달성하고 미세먼지를 유발시키는 물질을 70%나 줄이는 데 성공했다. 정부 주도 연구 성과는 민간으로 이전돼 산업현장에서 미세먼지를 저감하는 데 실질적 효과를 내고 있다.이처럼 정부와 민간은 이인삼각 달리기처럼 서로 협력해 성과를 내고 실제 현장에 적용하고 있다. 과학기술정보통신부가 주최하고 한국연구재단, 국가과학기술연구회가 주관해 지난 15~17일 경기 고양시 일산 킨텍스에서 열린 ‘2022 대한민국 과학기술대전’은 이 같은 여러 성과를 공개했다. 민간단체를 중심으로 과학문화 확산에 초점을 맞춰 지난 8월 중순 진행된 ‘대한민국 과학축제’와 달리 ‘과학기술, 미래를 답하다’를 주제로 열린 이번 과학기술대전은 한 해 동안 연구개발된 과학기술 성과와 과학문화 콘텐츠를 전시하고 체험할 수 있도록 한 정부 주도의 과학기술 분야 최대 규모 행사다. 전시관은 정부출연연구기관, 대학, 기업 등 57개 기관이 참여해 세계를 선도하고 미래를 준비하며 사회적 문제를 해결하는 과학기술을 초격차기술관, 미래연구관, 기술확산관으로 나눠 선보였다. 초격차기술관에서는 반도체, 디스플레이, 차세대전지, 핵융합처럼 한국이 선도하는 기술의 연구개발 성과를 한자리에 모아 전시했다. 여기서는 한국이 세계 최초로 개발한 77인치 양자점 OLED(QD-OLED) 디스플레이와 함께 지난 9월 ‘인텔 이노베이션’에서 공개돼 전 세계인의 탄성을 자아냈던 17인치 PC용 슬라이더블 디스플레이가 공개됐다.또 미래연구관에는 한국 최초 독자 개발 우주발사체 누리호의 실물 엔진, 달 궤도선 ‘다누리’의 위성촬영 영상, 미니 장기 오가노이드 실물 등 미래 발전을 위한 우주, 원자력, 바이오, 양자 분야 연구 성과들이 전시됐다. 기술확산관에는 재생에너지를 이용한 그린수소 생산기술, 4족 보행 로봇 로보도그 등 탄소중립, 사회문제 해결, 기술사업화와 관련한 기술들을 전시했다.한편 코로나 백신 제대로 알기, 우주방사선과 인체, 우리 아이 틱장애에 관해 알려 주는 ‘전문의와 함께하는 생활의학 강연’, 전통문화와 첨단 과학기술 분야의 융합 연구와 관련한 ‘전통르네상스 포럼’ 등 포럼·세미나가 열려 전문가와 대중이 함께할 수 있는 자리가 마련돼 많은 호응을 받았다. 이와 함께 곽재식 숭실사이버대 교수와 김범준 성균관대 물리학과 교수, 이승훈 서울대 화학공정 신기술연구소 박사 등 방송이나 언론매체에서 자주 만났던 과학자와 과학 커뮤니케이터들이 강사로 나서 SF와 인공지능, 반도체의 미래, 데이터로 보는 사회, 커피의 과학 등을 알기 쉽게 알려 주는 대중 강연도 관람객들의 주목을 받았다. 오태석 과기정통부 제1차관은 “한 국가의 과학기술 발전은 국민들의 응원 없이는 어렵다”면서 “과학기술대전은 다양한 차원에서 민관이 협력해 세계적 수준의 성과를 내고 있으며 과학기술을 통해 사회적 문제 해결에 적극 나서겠다는 것을 보여 주기 위한 것”이라고 말했다.

제101회 미스 아메리카 선발대회가 15일(현지시간) 미국 코네티컷주 언캐스빌의 모히건 선 아레나에서에서 열렸다. 이번 대회에서 미스 위스콘신 2022 그레이스 스탠키가 새로운 ‘미스 아메리카 2023’에 등극했다. 그레이스 스탠키는 새로운 미스 아메리카에 등극하기 전에, 바이올린을 연주하며 재능을 뽐내고 핵융합과 에너지에 대해 발표했다.

지난 12월 13일 제니퍼 그랜홈 미국 에너지부 장관은 12월 5일 산하 기관인 로렌스 리버모어 국립 연구소 (LLNL)의 국립 점화 시설 (NIF)가 2.05MJ의 에너지를 투입해 3.15MJ의 에너지를 만들어내는 데 성공했다고 발표했습니다. 이는 투입한 에너지보다 방출한 에너지가 더 많은 것으로 핵융합 발전 연구에 획기적인 전기를 마련한 것으로 평가받고 있습니다. 물론 이 성과가 2009년 NIF가 완공된 후 13년 만에 거둔 쾌거인 것은 사실이지만, 실제 핵융합 발전까지는 아직 갈 길이 먼 상태입니다. 왜 그런지 NIF의 이론과 역사를 간단히 소개합니다.  현재 핵융합 연구의 대세는 토카막 방식입니다. 핵융합 반응을 유지할 수 있는 섭씨 1억 도의 초고온 플라스마를 자기장 안에 가두는 장치입니다. 이렇게 높은 온도의 플라스마를 직접 담을 용기가 없기 때문에 사용한 방법인데, 사실 이런 초고온 플라스마를 핵융합 반응이 지속되도록 유지하는 일이 쉽지 않아 현재 상업적인 발전은 불가능합니다. 토카막 핵융합 기술의 돌파구 마련을 위해 우리나라를 포함한 전 세계 여러 나라가 협력해 건설하는 것이 국제 핵융합 실증로(ITER)입니다.  물론 과학자들은 핵융합 발전을 위해 여러 가지 대안들을 생각해냈습니다. 그중 하나가 강력한 레이저를 한 점에 모아 연료 캡슐을 점화한 후 내부에 핵융합 반응이 가능한 초고압, 초고온 상태를 만드는 것입니다. 이 방식을 관성 봉입 핵융합 (ICF) 기술이라고 하는데, 토카막에 견줄 수 있는 대형 시설은 미국의 NIF가 유일합니다.  NIF는 1997년부터 2009년까지 12년에 걸쳐 42억 달러의 천문학적 비용을 투입해 건설됐습니다. 총 500조 와트 출력의 초강력 레이저 192개를 거대한 타겟 챔버 안에서 2mm 지름의 연료 캡슐에 명중시키면 영하 255도의 중수소-삼중수소가 핵융합 반응을 일으키는 방식입니다.  이론적으로 보면 자기장 그릇에 초고온 플라스마를 장시간 가두는 것보다 쉬울 것 같지만, 레이저를 모으는 일은 간단한 문제가 아니었습니다. 실제로 500조 와트(1.85MJ)의 출력에 도달한 것은 완공 3년 후인 2012년이었는데, 올림픽 경기장만큼 큰 레이저 시설에서 좁쌀 크기의 연료 캡슐에 에너지를 집중시키는 일은 만만치 않은 과제였습니다. 엄청난 출력에도 불구하고 진짜 연료 캡슐에 도달하는 에너지는 사실 10% 수준에 불과했고 그나마 핵융합 반응을 일으키는 연료의 양은 이보다 더 적어 점화 시설이라는 말이 무색하게 투입된 것과는 비교할 수 없을 정도로 적은 에너지만이 방출됐습니다. 물론 NIF의 과학자들은 레이저의 출력을 높이고 연료 캡슐의 디자인을 개선해서 핵융합 에너지 수율을 높이기 위해 노력했습니다. 하지만 2021년 전까지는 수율이 100-170KJ 수준에 불과했습니다. 그러다가 2021년에 와서 1.3MJ의 수율을 얻어 획기적인 전기를 마련하게 됩니다. 그리고 마침내 설계 출력 이상인 2.05MJ의 에너지를 투입해 1.5배의 핵융합 에너지를 얻은 것입니다.  하지만 그렇다고 해서 실제 핵융합 발전이 눈앞에 다가온 것은 아닙니다. NIF는 이름처럼 '점화' 시설로 발전 시스템은 처음부터 존재하지 않습니다. 당장에 고민할 문제는 발전 방식보다는 에너지 수율을 높이고 점화 횟수를 늘리는 것이기 때문입니다. 현재 NIF는 일주일에 10번 정도 발사가 가능하다고 알려져 있는데, 상업 발전을 위해서는 1초에 10회 발사가 가능한 수준까지 끌어올려야 합니다. 그러려면 레이저는 물론 반응로와 연료 캡슐 디자인까지 모두 획기적으로 바꿔야 합니다. 핵융합에서 나온 열을 전기로 바꾸는 일은 또 다른 도전입니다. 거대한 타겟 챔버 안에서 발생하는 핵융합 반응은 내부를 따뜻하게 할 순 있지만, 터빈을 돌릴 수 있는 뜨거운 증기를 만들 수 있는 수준은 아닙니다. 마지막으로 상업화를 위해서는 상식적으로 받아들일 수 있을 정도로 발전 비용을 낮춰야 합니다. 연료비가 거의 없다고 생각하면 결국 레이저 핵융합 시스템을 얼마나 저렴하게 만드는 지의 문제입니다.  NIF의 이번 성과가 정말 획기적인 것이고 초기 테스트 결과와 비교해서 괄목할 만한 발전이라는 점은 부인할 수 없는 사실입니다. 다만 앞서 기술한 문제 때문에 아직은 갈 길이 먼 것도 사실입니다. 그러나 아무리 먼 길도 포기하지 않고 꾸준히 가다 보면 목적지에 도달하게 마련입니다. 지금처럼 꾸준한 투자와 연구가 진행된다면 언젠가 인류가 무한한 청정 에너지원인 핵융합을 이용한 날도 올 것으로 믿습니다. 

다른 생명에 아무런 해를 끼치지 않는다. 연료가 없어도 꺼지지 않는다. 지구 생태를 갉아먹지도 오염시키지도 않는 청정하고 무한한 ‘꿈의 에너지’, 핵융합 발전이다. 무한 에너지를 공급해 주는 태양을 닮아서 ‘인공태양’이라고도 한다. 우리가 알고 있는 원자력 발전은 1개의 물질(우라늄)이 2개의 가벼운 물질로 분열하면서 에너지를 발생시키는 핵분열 방식이다. 이에 반해 핵융합 방식은 반대로 2개의 물질(중수소와 삼중수소)이 외부의 힘을 받으며 합쳐진 뒤 더 무거운 1개 물질로 변하는 과정에서 에너지를 발생시킨다. 사실상 또 다른 태양을 확보하는 일이다. 핵융합 현상이 일어나게 하려면 온도를 섭씨 1억도가 넘게 만들어야 한다. 문제는 핵융합 연쇄 반응이 일어날 수 있도록 음전하 입자와 양전하 입자가 서로 분리된 플라스마 상태를 유지해야 한다는 사실이다. 하지만 아직까지 기술적으로 도달하지 못하고 있다. 섭씨 1억도 이상의 온도를 꾸준히 유지할 수 있게 하는 것이 현재로서는 난제 그 자체다. 우리나라는 1995년 국가 핵융합연구개발 기본계획을 세우고 본격적으로 핵융합 연구를 시작했다. 2007년 독자적 핵융합 연구 장치 ‘케이스타’를 완성해 지금까지 3만번 이상의 플라스마 실험을 수행했다. 그 결과 2018년 섭씨 1억도 플라스마를 처음 달성하고 지난해에는 30초 동안 플라스마 유지에 성공해 세계 최장 기록을 수립했다. 2025년까지 300초 이상 유지하는 것이 목표다. 한국·미국·러시아·유럽·일본·중국·인도 등은 국제핵융합실험로(ITER)를 공동 건설·운영하고 있다. 핵융합 관련 연구 자체가 인류 공통의 과제이기 때문이다. 이 와중에 미국이 앞서갔다. 13일(현지시간) 핵융합 반응을 일으키기 위한 에너지에 비해 적은 양의 에너지가 나왔던 기존 연구와 달리 최초로 투입 에너지보다 많은 에너지를 생산해 ‘순 에너지 생산’에 도달하는 핵융합 발전 점화에 성공했다. 물론 상업화·실용화까지는 거쳐야 할 단계가 많아 수십 년 이상 걸릴 전망이다. 궁극의 목표는 에너지 패권이다. 뒤늦게 출발한 원자력 연구에서 성과를 냈듯 핵융합 발전 역시 정부와 민간이 장기적 비전 속에 국가적 명운을 걸고 덤벼야 할 과제다.

원자핵·전자가 분리된 플라스마초고압·초고온 가해 에너지 얻어초당 수십 차례 연쇄 반응은 아직상용화 적용엔 수십 년 걸릴 듯미국 연구진이 핵융합 발전의 첫 단추인 ‘점화’에 성공했다. 미국 에너지부 산하 로런스 리버모어 국립연구소(LLNL)의 핵융합 연구시설 국립점화시설(NIF) 연구팀이 지난 5일 핵융합 점화에 성공했다고 14일 밝혔다. 핵융합 점화는 핵융합 반응으로 투입된 에너지보다 더 많은 에너지를 생산하는 것을 의미한다. 특정 반응이 상용화되기 위해서는 반드시 거쳐야 할 첫 번째 단계이기 때문에 일부에서는 핵융합 발전의 상용화에 한발 다가섰다는 반응까지 보이고 있다. 다만 과학계는 이번 성공에 대해 과학적으로는 상당한 의미가 있으나 원자력 발전처럼 실제 전기를 공급하는 상용화가 이뤄지려면 수십년에서 길게는 60년 이상 걸릴 것이라고 분명히 지적하고 있다. 핵융합이 일어나려면 수소 원자핵과 전자가 분리된 플라스마 상태를 만든 다음 여기에 초고압·초고온을 가해 원자핵끼리 융합돼야 한다. 이런 환경을 만들기 위해 자기장을 이용한 방식과 레이저를 이용한 방식을 쓰고 있다. 핵융합 발전 상용화에 더 가까운 방식은 한국을 포함한 많은 나라가 연구 중인 자기장을 이용한 ‘토카막’ 방식이다. 이번에 점화에 성공한 방식은 레이저를 이용한 ‘관성 가둠 핵융합’이다. 관성 가둠 핵융합은 수소폭탄의 성능 검증을 실제 폭발실험 대신 연구시설에서 수행하기 위해 처음 시작된 것이다. 또 핵융합 발전을 하기 위해서는 에너지를 한번 공급하면 핵융합 반응이 연쇄적으로 발생해야 한다. 그렇지만 이번에 NIF에서 한 실험은 192개의 거대 레이저 장치를 이용해 중수소와 삼중수소가 든 콩알 크기의 금속 구슬 한 개에서 겨우 핵융합 점화를 시킨 것이다. 원자력 발전처럼 상업적으로 쓰이기 위해서는 초당 수차례에서 수십 차례까지 연쇄 반응이 일어나야 하는데 이번 기술은 콩알 크기 구슬 하나 안에서만 핵융합을 일으키고 다음 구슬을 장전해 핵융합을 일으키는 데 하루 이상 걸리는 것으로 알려져 있다. 킴벌리 부딜 LLNL 연구소장은 “우리는 오랫동안 실험실 환경에서조차 구슬을 점화시키지 못해 관성 가둠 방식의 핵융합 발전을 기대할 수 없는 것 아니냐는 분위기였다”고 고백하며 “이번 점화 성공이 더 큰 발전을 이끌어 낼 수 있을 것”이라고 기대감을 드러냈다.

마빈 애덤스 미국 에너지부 산하 국가핵보안국 차장이 13일(현지시간) 기자회견에서 모형을 들고 핵융합 실험 결과를 설명하고 있다. 미 로런스리버모어국립연구소(LLNL) 연구진은 값싼 청정에너지를 무한하게 만들어 낼 것으로 기대되는 ‘핵융합 점화’ 실험의 첫 성공을 거뒀다. 워싱턴 로이터 연합뉴스

민선 8기 전남 나주시 첫 조직개편을 통해 신설된 미래전략과에 13일 윤병태 나주시장이 깜짝 방문해 특별한 소통의 장이 펼쳐졌다. 윤시장은 이날 직원들과 피자를 나눠 먹으며 허심탄회한 대화를 나누며 현장의 애로사항을 청취하고 노고를 격려했다. 빛가람동 행정복지센터 2층에 위치한 미래전략과는 ‘미래전략’, ‘첨단산업’, ‘혁신도시지원’, ‘인구청년정책’, ‘데이터기획’ 등 5개 팀, 24명의 직원과 CCTV관제업무를 담당하는 나주시 통합운영센터를 운영하고 있다. 미래전략과는 조직개편을 통해 신설한 부서로 ‘국가대형연구시설 유치 등 국가 연계 정책사업 추진’, ‘전력반도체 등 신성장 동력사업 발굴’, ‘혁신도시 시즌2 대응 및 정주여건 개선’, ‘16개 이전공공기관 협력’, ‘산·학·연 클러스터 활성화’, ‘저출산 극복 등 인구정책’, ‘각종 통계 및 공공빅데이터 분석’ 등 나주시의 미래지향적 정책·전략 개발 등 업무를 담당하고 있다. 특히 윤 시장이 나주의 미래전략 핵심 사업으로 공 들이고 있는 초강력 레이저 연구시설, 핵융합로 실증로 가열 중성입자 음이온원 시험시설, 인공태양 연구소 등 국가대형연구시설 유치와 혁신도시 정주여건 개선 최우선 현안사업인 빛가람동 생활SOC복합센터 건립 등이 주요 소관 업무로 꼽힌다. 윤병태 나주시장은 “미래전략과는 나주의 미래 100년을 책임질 국가대형연구시설 유치, 전력 반도체 산업, 인구·청년 정책, 공공데이터 등 매우 중요하고 어려운 과업을 수행하고 있다”며 “신설 부서지만 직급고하를 막론해 전 직원이 하나로 뭉쳐 신속히 업무를 처리해준 것에 대해 고마움을 전한다”고 격려했다. 윤 시장의 직원을 위한 세심한 배려는 사기진작에도 큰 도움이 되고 있다는 평가다.

미국의 두번째 달 착륙 프로그램 아르테미스의 첫 우주선이 마침내 달을 향해 출발했다. 1972년 미국의 첫번째 달 착륙 프로그램 아폴로가 종료된 지 50년 만이다. 미 항공우주국(NASA)은 16일 오전 1시 47분(한국시각 오후 3시 47분) 플로리다 케이프커내버럴 우주군기지 케네디 우주센터에서 역대 최강 로켓 에스엘에스(SLS)와 우주선 오리온으로 구성된 아르테미스 1호를 발사했다. 이번 비행엔 무인 우주선을 띄웠지만, 우주비행사 대신 마네킹이 탑승했다. 이날 발사는 지난 8월 이후 2차례의 발사 중단, 2차례의 일정 연기라는 우여곡절 끝에 이뤄졌다. 애초 예정일은 8월 29일이었으나 엔진 냉각 이상과 연료 누출, 기상 악화 문제가 잇따라 발생하면서 일정이 석달 가까이 지체됐다. 20세기의 아폴로가 달을 밟는 것 자체를 주목적으로 삼았다면 21세기의 아르테미스는 달에 기지를 세우고 자원 채굴과 함께 상주인력을 두는 것을 목표로 삼고 있다. 반 세기 만의 미국의 유인 달 탐사 프로젝트 배경은? 프로젝트명인 '아르테미스'는 그리스 신화에 나오는 태양의 신 아폴론의 쌍둥이 누이이자 달의 여신 이름이다. 지난 세기 미국의 달 탐사 프로젝트명이었던 태양신 '아폴론'의 누이 이름을 붙이며 이번 프로젝트가 아폴로 계획의 뒤를 잇는다는 점을 분명히 한 셈이다.​  이번 발사는 총 3단계에 걸친 아르테미스 계획의 첫 걸음이다. 아르테미스 1호는 발사된 후 80~90분이 지나면 오리온이 달로 향하는 궤적에 진입한다. 총 42일간의 비행을 거치게 되며, 2주 가량 달 궤도에서 달 방사선 환경조사와 우주비행 스트레스 평가, 달 역행궤도에 머무는 것 등 주요 임무를 수행한 뒤, 10월10일 미국 샌디에이고 앞 바다로 복귀한다. 총 비행 거리는 209만㎞에 달한다. 록히드마틴이 제작한 오리온은 탑승 정원이 4명이다. 정원이 3명인 아폴로 우주선보다 내부 공간이 50% 더 넓다. 도킹하지 않고 21일, 도킹 상태에선 6개월까지 우주에 머물 수 있다. 수소 연료전지를 동력원으로 썼던 아폴로와 달리 오리온은 태양전지에서 동력을 얻는다. 따라서 오리온은 90분 이상 햇빛을 받지 못하는 상태로 놔두면 안된다.  오리온은 앞으로 6일 동안 달을 향해 날아갈 것이다. 11월 21일(발사 후 T+6일) 오리온은 달 표면에서 약 100km 내에서 비행하는 가장 낮은 달 통과를 수행할 예정이다.이번 아르테미스 게획 1단계 프로젝트에서는 인간 우주비행사 대신 마네킹을 실어 사람에게 미치는 영향을 테스트한다. 마네킹의 이름은 '무네킨 캄포스'. 무네킨은 달(moon)과 마네킹(manikin)의 합성어고, 캄포스는 아폴로 13호가 지구로 무사 귀환하는 데 핵심적 역할을 했던 NASA 엔지니어 아르투로 캄포스에서 따왔다. 무네킨의 우주복에 장착된 센서들은 오리온이 달이 궤도를 도는 동안 가속도, 진동, 방사선 수치 등을 측정한다.아르테미스 1호는 추진력을 내는 차세대 우주로켓인 ‘우주 발사 시스템(SLS)’과 사람을 태울 우주선인 ‘오리온’으로 구성된다. SLS와 오리온 모두 개발 뒤 실전 우주비행에 투입되는 것은 이번이 처음이다. 아르테미스 1호를 쏘아올린 SLS 로켓은 2단으로 이뤄진 무게 2600톤의 초대형 로켓이다. 지구 저궤도에 143t의 탑재체를 올릴 수 있어 지금까지 인류가 개발한 로켓 가운데 추진력이 가장 크다. 길이는 아폴로 우주선을 실었던 '새턴Ⅴ(5호)'의 111m보다 짧은 98m이지만 추력은 15% 더 강화됐다. 스페이스X의 팰컨헤비(2268톤)보다도 70% 더 강력하다.  로켓이나 우주선은 매우 복잡한 부품이 다량으로 집약된데다, 대기권을 지나 우주로 진출하면서 극저온과 초고온을 모두 경험하기 때문에 고장이나 폭발 등 사고 가능성이 상존한다. NASA가 발사 이후까지 긴장을 늦추지 못하는 이유도 이 때문이다. 아르테미스 계획의 목표는? 1단계 프로젝트를 완료한 후 2024년 2단계부터 실제 사람을 태우고 달 궤도를 다녀오게 되며, 2025년 3단계는 여성과 유색인종 등으로 구성된 우주비행사들을 달에 착륙시키는 것을 목표로 한다. 이번 계획은 50년 전(아폴로 계획)과 달리 달을 넘어 화성으로 가는 길까지 열게 된다. 앞서 아폴로 우주선에 탑승해 달에 착륙했던 12명의 우주인은 모두 백인 남성이었다. 이 모든 단계가 성공적으로 완료되면 2026년 이후에는 달에 유인 우주기지를 구축하고 유인 화성 탐사에 나설 계획이다. 천문학적인 아르테미스 계획의 비용은? 사람을 달로 보내는 아르테미스 계획에는 천문학적인 비용이 투입된다. 1960년대 아폴로 계획에는 당시 예산으로 약 250억 달러가 투입됐는데, 이를 현재 가치로 환산하면 약 1700억~1800억달러(약 230조~240조원)에 달한다. 아폴로 계획 당시에는 NASA 예산이 미 연방정부 예산의 4%를 넘기기도 했다. 이번 아르테미스 계획 1단계에도 예산 전망치의 2배를 넘어서는 200억 달러(약 27조원)가 투입됐고 SLS 개발 기간도 몇년 지체되면서 프로젝트 자체가 존폐 위기에 놓이기도 했다. 아르테미스 계획은 2025년까지 개발 비용으로 930억 달러(약 125조원)가 배정돼있으며, 1회당 발사 비용은 41억 달러(약 5조 5000억원) 수준으로 추산된다.  NASA는 이 같은 부담을 최소화하기 위해 민간기업 및 타국과의 협력을 적극적으로 추진했는데, 단독으로 천문학적 예산을 쏟아부었던 아폴로 계획과는 달리, 아르테미스 계획은 첨단 기술을 보유한 민간 기업을 적극적으로 끌어들였다.NASA는 29억 달러(약 3조 8800억원) 규모의 달 착륙선 개발 사업자로 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)가 설립한 민간 우주탐사기업 스페이스X를 낙점했다. 우주개발을 독점했던 정부가 민간 우주기업들로 권한을 이양하는 뉴 스페이스(New Space) 정책을 적극적으로 추진한 것이다. 아르테미스 1호에 실리는 우주선부터 민간 우주기업인 오리온이 제작했다. 또 한편으로는 국제적인 연대를 구축했는데, 한국을 비롯해 영국, 일본, 캐나다 등을 비롯한 20여 개 우방국들과 함께 국제협력 원칙인 '아르테미스 약정'을 맺고 우주 탐사의 원칙을 세우기도 했다. 아르테미스 협정에는 달, 화성, 소행성 등을 평화적으로 탐사하자는 10가지 원칙이 담겨 있다. 한국은 지난해 5월 10번째 국가로 아르테미스 약정에 서명했다. 협정 참여국은 주로 미국의 우방이고,경재 관계에 있는 중국이나 러시아는 협정에 서명하지 않았다.  달의 광물자원과 영구 기지를 위해 미국이 50년 만에 유인 달 탐사를 재개하는 이유는 복합적이다. 먼저 달의 '가치'가 점차 커지고 있기 때문이다. 달에는 반도체 등의 핵심 소재인 희토류, 핵융합 에너지의 원료인 헬륨-3 등의 광물이 풍부한 것으로 알려져 있다.실제로 달이 인류가 도달할 수 있는 최대 규모의 '광산'이 될 것이라는 기대가 커지면서 유인 달 탐사의 비용보다 이득이 크다는 전망도 나오고 있다. 한국항공우주연구원에 따르면 달에는 헬륨-3, 희토류를 비롯해 수십종의 희귀자원이 산재해 있다. 지난 세기의 유인 달 탐사는 '달에 가는 것' 그 자체가 최종 목표였지만, 이번 아르테미스 계획부터는 달에 장기 체류용 기지를 구축하고 자원 확보·환경 조사·심우주 탐사 준비 등을 추진할 방침이다. 아르테미스 계획의 또 다른 목적은 유인 달 착륙에 성공한 뒤 인류가 달에 장기 체류할 수 있는 기반을 구축하고, 달을 화성 탐사의 전초 기지로 삼아 인류를 화성에 보낸다는 청사진을 담고 있다. 안형준 국가우주정책연구센터 정책연구2팀장은 "만약 '달에 왜 가냐'고 묻는다면 결국 '화성에 가야 된다'라는 답이 나올 수밖에 없다"면서 "이미 외계 행성 표면을 탐사하는 로봇이 화성에 많이 착륙해 화성 진출의 가능성을 탐색하고 있다"고 강조했다. 또한 NASA 주도의 달 탐사는 민간에서 속도를 높이고 있는 우주산업에 새로운 기회를 부여할 수도 있다. 일론 머스크뿐 아니라 아마존 창업자인 제프 베이조스의 우주기업 블루 오리진이 민간 우주관광을 이끄는 등 기업들이 우주산업에 속속 진출하고 있다. 한국은 지난 5일 발사한 무인 달 궤도선 ‘다누리’를 통해 아르테미스 계획에 간접적으로 기여할 것으로 보인다. 다누리에 탑재된 NASA의 탐사장비 ‘섀도우 캠’이 달의 영구음영지역에서 물을 찾아내도록 설계됐기 때문이다. 물은 상주기지 건설에 필수적인 자원이다. 이외에도 NASA는 한국의 위성항법기술 등에도 관심을 보이고 있다. 달에 정보기술 인프라를 건설하는 데 한국이 기여할 수 있기 때문이다.  우주 패권 경쟁, 중국의 '우주 굴기'를 잡아라 과거 우주 개발에서 러시아가 미국의 경쟁상대였다면 21세기의 우주 경쟁은 중국이 미국의 강력한 라이벌로 떠오르고 있다. 중국은 일찌감치 '우주 굴기'를 선언하면서 달 기지 구축, 심우주 탐사 등을 두고 미국에 도전장을 던진 상태다.  지금은 아르테미스 계획이 가시화된 미국이 크게 앞서 있는 상황이지만, 중국의 추격도 만만치 않다. 중국은 이른바 '창정 9호'로 알려진 초대형 발사체를 개발해 2030년 이전 유인 달 착륙 탐사를 진행하는 것을 목표로 하고 있다. 그간 중장거리 우주 탐사에서 높은 신뢰도를 보여온 창정 5호를 개량한 창정 9호는 최대 적재 중량만 140t에 달하는 것으로 알려졌다.21세기 들어 상대를 바꿔 다시 시작된 우주 패권 경쟁은 아르테미스의 유인 달 탐사로 본격적인 경쟁 모드에 돌입한 형국이다. 우주 개발에서 가장 앞서 있는 미국과 중국은 모두 이번 유인 달 탐사를 화성에 우주인을 보내는 여정의 첫 걸음으로 보고 있다.  미국의 경우 아르테미스 계획을 통해 구축한 달 표면 기지를 화성을 비롯한 심우주 탐사의 전초 기지로 삼을 계획이며, 중국 또한 창정 9호를 화성을 비롯한 행성 간 비행에 활용한다는 목표를 세웠다. 미국과 중국 중 과연 누가 먼저 화성에 사람의 발자국을 찍을 것인가가 21세기 미-중 우주 패권 경쟁의 승부처가 될 전망이다. 

미국 라이스대 심리학과 교수로 부임한 박준열은 휴스턴 우주센터에서 우주 비행사들에게서 발현한 이상 심리증세를 조사해달라는 요청을 받는다. 비슷한 시기 한국총영사관은 천재 수학자 최수혁에게 남극 기지에서 일어난 동료 간 살인사건에 대한 조사를 의뢰한다. 둘을 부른 건 차기 대통령 후보로 꼽히는 천강일이었다. 오일쇼크 사태에 따라 핵융합 기술로 에너지 위기를 극복하고, 우주탐사를 통해 한국의 위상을 끌어올려 대통령이 되려는 야망에서였다. 그러나 잔혹한 운명의 굴레는 이들을 그대로 두질 않는다. 조사를 시작한 준열과 수혁은 자신들의 출생의 비밀에 한 발짝 다가선다. 지그문트 프로이트와 칼 융, 조셉 캠벨 등 심리학자의 세계관과 신화의 상징을 연구한 한은호 작가는 최근 출간한 소설 ‘토템과 터부’(나남)에서 ‘친부살해’ 신화를 현대적으로 재해석한다. 소설의 제목은 친부살해 신화와 근친상간과 살인을 금지하는 법이 어떻게 생겼는지 설명하는 내용의 프로이트가 낸 논문집 제목에서 따왔다. 한 작가는 준열과 수혁, 강일의 얽히고설킨 인생을 펼치며 친부살해 신화를 펄쳐낸다. 준열과 같은 보육원 출신인 김은영 기자가 비밀을 파헤치고, 결국 판도라의 상자가 열리고야 만다. 친부살해와 동시에 우로보로스 상징은 소설을 관통하는 핵심어다. 우로보로스는 뱀이 몸을 둥글게 말고 자신의 꼬리를 무는 형상을 가리킨다. 친부살해의 죄를 지은 인간의 벌은 당대에만 그치지 않는다. 남은 이들이 이 우로보로스의 고리를 끊을 수 있을지, 잔혹한 운명에서 탈출할 수 있는지는 독자의 몫으로 남겼다. 출생의 비밀로 달려가는 후반부로 갈수록 긴장감이 높아지지만, 신화와 각종 상징을 바탕으로 이야기를 구성한 까닭에 사건 간 개연성이 떨어지면서 맥이 풀리는 부분이 있다. 그러나 우연과 광기, 죄와 벌, 그리고 이를 촉발한 인간의 욕망을 신화에 빗대어 버무렸다는 점에서 독특한 느낌을 준다. 줄거리보다 이면에 입힌 여러 심리학 이론과 상징의 의미 등을 읽어낸다면 좀 더 즐겁게 읽을 수 있겠다.

미국항공우주국(NASA)이 제임스웹 우주망원경(이하 웹 망원경)으로 ‘우주의 지문’을 포착했다. 12일(현지시간) NASA에 따르면, 우주의 지문은 울프-레이에(Wolf-Rayet)별에 속하는 한 별과 짝별이 춤을 추며 만든 최소 17개의 먼지고리를 보여준다. 울프-레이에별은 태양질량의 약 20배인 별이 강력한 항성풍으로 외곽층을 잃고 내부가 노출된 별을 말한다. 이 별은 보통 질량이 매우 크게 진화하지만, 행성상성운과 관련해 중간정도 질량을 갖기도 한다. 중심핵에서 핵융합반응이 일어나는 동안 강력한 항성풍으로 외곽층 수소를 모두 잃은 것으로 여겨진다. 이번에 웹 망원경으로 본 울프-레이에별과 짝별은 지구에서 백조자리 방향으로 5000광년 이상 떨어져 있는 ‘WR 140’이라는 이중성계다. WR은 울프-레이에별의 약자다.사진 속 각각의 고리는 두 별이 가까워질 때마다 서로의 항성풍이 충돌해 가스가 압축하면서 발생한 먼지다. 두 별의 궤도는 거의 8년에 한 번씩 만나는 데 이때 만들어진 먼지고리는 나무 나이테처럼 시간의 흐름을 나타낸다. 연구를 주도한 미국 국립 광학·적외선 천문학연구실(NOIRLab)의 천문학자 라이언 라우 연구원은 “우리는 이 항성계에서 100년 이상 전의 먼지가 생성되는 모습을 보고 있다”고 밝혔다. 라우 연구원은 또 “이미지는 웹 망원경이 얼마나 감도가 높은지도 보여준다. 이전에는 지상망원경으로 두 개의 먼지 고리만 볼 수 있었다”며 “이제 적어도 17개의 먼지고리를 볼 수 있다”고 설명했다.웹 망원경은 고감도, 고해상도 이미징 기술 외에도 중적외선 측정기(MIRI)를 갖고 있어 희미한 먼지고리를 연구할 수 있다. 이는 사람 눈에 보이지 않는 파장 범위인 적외선을 볼 수 있기 때문이다. 반면 웹 망원경의 전신인 허블 우주망원경은 가시광선과 자외선 파장을 감지했다. MIRI 설계와 제작에 큰 역할을 한 영국 천문기술센터(UK ATC) 소속 천문학자이자 연구에 참여한 올리비아 존스 박사는 “해당 사진은 먼지 고리가 가혹한 우주 환경에서 어떻게 남아있을 수 있는지에 대한 새로운 증거를 보여준다. 이번 발견은 웹 망원경과 MIRI 장비 덕분”이라고 말했다. 자세한 연구 성과는 세계적 학술지인 네이처의 천문학·천체물리학 분야 온라인 국제전문학술지 ‘네이처천문학’(Nature Astronomy) 10월 12일자에 실렸다.

“우리는 어디에서 왔는가? 우리는 누구인가? 우리는 어디로 가는가?” 폴 고갱이 1898년 타이티섬에서 그린 작품에 붙인 제목이다. 그중 첫 번째 질문에 대해 우리는 분명한 답을 알고 있다. 우리는 모두 별의 자식들이다. 상징적인 의미에서가 아니라 과학적으로 볼 때 그렇다. 인체의 70%를 차지하는 물은 산소와 수소로 이뤄져 있다. 그다음으로 많은 단백질과 지방은 탄소, 산소, 수소, 질소, 황으로 구성된 화합물이다. 그 외에 철과 마그네슘, 나트륨, 칼슘, 칼륨, 인 등이 조금씩 들어 있다. 이들 원소의 기원은 우주에 있다. 수소는 138억년 전 우주를 탄생시킨 빅뱅으로부터 38만년 후쯤 생겼다. 이때 소량의 헬륨과 극미량의 리튬도 생겨났다. 이 수소 구름이 뭉쳐져 별이 되고 별의 중심에서 차례로 다른 원소를 만들어 내는 핵융합이 시작됐다. 그 결과 헬륨을 거쳐 산소와 탄소, 네온, 규소, 철 등이 생겼다. 이보다 무거운 금, 납, 우라늄은 매우 무거운 별이 마지막에 초신성을 이루며 폭발할 때 만들어졌다. 태양계는 약 45억 6000만년 전 이런 초신성의 잔해가 모인 성운(별구름)에서 태어났다. 주로 수소로 구성된 이 성운의 지름은 빛이 1년 동안 가는 거리, 즉 1광년에 이르렀을 것이다. 이 별구름 주위에서 또 초신성이 폭발해 그 충격파가 흩어져 있던 별구름을 흔들어 뭉쳐지게 만들었다. 그 결과 태양계 전체 질량의 99% 이상을 차지하는 태양과 그 주변을 도는 아주 작은 행성들이 생성됐다. 지구는 그중 안쪽에서 세 번째 궤도 주변에 있던 미행성들이 합쳐진 것이다. 우리 몸을 이루는 원소들도 그때 지구에 자리잡게 됐다. 우리 은하, 즉 은하수에 있는 별들에서 오는 빛을 조사한 결과 인체의 구성 성분과 별 내부의 성분은 97% 일치하는 것으로 나타났다. 2017년 미국 뉴멕시코주에 있는 천체망원경으로 15만개의 별을 분석해 발표한 결과에 따르면 그렇다. 인류가 떨치지 못하는 질문은 이것이다. 우리는 우주에서 혼자인가? 인류가 엄청난 비용을 들여 우주선과 망원경을 계속 만들고 쏘아 올리는 것은 우주에서 스스로의 위치를 알기 위한 탐구심 때문이다. 미국, 유럽, 캐나다가 100억 달러를 들여 지난 연말 발사한 최첨단 적외선 우주망원경인 ‘제임스 웹’의 주된 사명 중 하나이기도 하다. 지구에서 150만㎞ 떨어진 곳에 위치한 웹은 기존의 허블망원경보다 6배 크며 관측 능력은 100배 강력하다. 135억년이 넘는 과거의 빛, 다시 말해 빅뱅 후 1억~2억 5000만년 후의 빛까지 볼 수 있다. 초기 우주의 어둠 속에서 최초로 별과 은하가 만들어지는 모습을 볼 수 있다는 말이다. 아주 멀리 있는 물체는 가시광선 영역에서는 매우 희미하거나 보이지 않게 된다. 우리에게 도달하는 빛은 지금도 팽창 중인 우주 공간을 통과하는 동안 파장이 길어져 적외선으로 변했기 때문이다. 웹이 근적외선, 중적외선 관측용으로 설계된 이유다. 글 머리의 두 번째 질문으로 돌아가 보자. 우리는 누구인가? 지구 생태계 먹이사슬의 최상위를 차지하고 있는 종이다. 생물 역사상 여섯 번째의 대멸종을 일으키고 있다는 의심을 받고 있다. 지금을 ‘인류세(世)’라는 지질시대로 명명할 정도로 환경을 파괴하고 기후를 변화시키고 있는 종이다. 우리가 알아 두어야 할 사실은 지구가 우주에서 특별한 위치에 있지 않다는 점이다. 우주의 은하는 2000억개가 넘으며 그중 하나인 우리 은하에 있는 별은 4000억개가 넘는다. 우리는 은하 중심에서 3분의1 거리에 있는 노란색 난쟁이별의 세 번째 행성에 살고 있다. 이 행성은 “태양 빛을 받으며 떠 있는 먼지의 티끌”, 즉 “창백한 푸른 점”(칼 세이건)에 불과하다.

환경부가 고준위 방사성폐기물 처리방안과 사고저항성 핵연료 사용 등 민감한 부분에 대해서는 구체적으로 언급하지 않은 채 원자력 발전을 한국형 녹색분류체계(K택소노미)에 포함시킨 초안을 발표했다. 초안에 따르면 녹색부문은 소형모듈원자로(SMR), 차세대 원전, 핵융합, 사고저항성 핵연료, 방사성폐기물 관리를 위한 기술 개발 등 원자력 연구개발(R&D) 및 실증이, 2045년까지 신규건설 허가, 계속운전 허가를 받은 원전은 전환 부문에 포함됐다. EU는 지난 7월 택소노미에 원전을 포함시키면서 모든 원전에 최신 안전기준을 적용하고, 2025년까지 사고저항성 핵연료를 사용하도록 했다. 또 2050년까지 고준위폐기물 처분장을 마련하는 계획을 제시하라는 조건을 달았다. 그렇지만 환경부는 지난 7월 대통령 업무보고 때부터 원전을 택소노미에 포함시키기는 하지만, EU와 같은 엄격한 전제 조건은 한국 여건에 맞지 않다고 밝혀 왔다. 이번 초안에도 사고저항성 핵연료 적용 시기는 EU보다 6년이나 늦은 2031년으로 제시됐다. 게다가 2031년에 전면 도입이 아닌 ‘도입 촉진을 유도’하겠다고 밝히고 있어 실제 원전에서 사용되는 시기는 더 늦어질 가능성도 크다. 더 심각한 것은 고준위 방사성폐기물 처리 시설 도입에 대해 명확히 언급하지 않고 있다는 점이다. 이에 대해 환경부 관계자는 “지난해 확정한 ‘제2차 고준위 방사성폐기물 관리 기본 계획’이 있기 때문에 따로 언급하지 않은 것”이라고 밝혔다. 기본 계획에는 부지 선정 절차에 착수 후 20년 내에 중간저장시설을 확보하고 37년 내에 영구처분시설을 마련하는 것으로 돼 있다. 그렇기 때문에 올해 부지 선정에 착수하더라도 고준위 방폐장은 2060년이나 돼야 준비될 수 있다. 일부 원전에선 2031년부터 고준위 폐기물이 포화에 이를 것으로 예측되면서 환경단체들은 K택소노미는 원전 확대를 위한 명분 쌓기용에 불과하다고 강하게 비판하고 나섰다. 에너지전환포럼은 “사고저항성 핵연료의 적용 시기는 물론 목표연도를 제시하지 못한 고준위 방폐장 등 국제적 수준에 못 미치는 기준을 제시해 K택소노미 전체의 신뢰를 떨어뜨릴 것”이라고 꼬집었다. 그린피스 역시 “K택소노미 초안을 보면 기후위기 대응보다는 원자력 산업계 먹을거리 확보가 그 속내 같다”고 지적했다. 환경부는 다음달 6일 서울 양재동 엘타워에서 대국민 공청회를 열어 초안에 대한 의견을 받을 계획이다. 그러나 ‘원전을 녹색분류체계에 포함한다’는 방침은 바꿀 수 없다고 못을 박았다.

윤병태 나주시장이 문화재 복원, 에너지신산업 분야 현안사업 추진을 위한 내년도 국고 확보에 박차를 가하고 있다. 19일 나주시에 따르면 윤병태 시장은 최근 국회에서 우원식 예산결산특별위원장을 만나 2023년 정부 예산안에 미반영된 지역 현안사업 국비 추가 반영을 요청했다. 윤 시장은 ‘나주성 복원·정비’(총 420억원), ‘핵융합 실증로 가열 중성입자 음이온원 시험시설 구축’(총 467억원)에 대해 국비 지원을 건의했다. 나주성 복원·정비는 천년 목사고을 나주의 역사적 정체성 확립을 위해 원도심 문화재의 체계적 발굴, 복원, 보존에 중점을 둔 사업이다. 시는 나주목 동헌터, 금성관(무이루), 나주향교, 나주읍성(북성벽) 등 문화재 5개소 복원·정비 등을 추진하고 있다. 하지만 예산 문제로 사업이 장기화되면서 경관 저해, 통행 불편 등의 문제가 발생, 조속한 사업 추진을 위한 국비 지원이 시급한 실정이다. 이어 건의한 핵융합 실증로 가열 중성입자 음이온원 시험시설 구축은 인공태양 실증 연구에 필수적인 원천기술 확보를 위해 한국핵융합에너지연구원이 주관하고 한국에너지공과대학교가 참여해 추진하는 사업이다. 윤 시장은 특히 최첨단 대형연구시설이자 한국에너지공대 연구 성과를 뒷받침할 초강력 레이저 연구시설의 나주 혁신도시 유치 필요성을 설명하며 지지를 요청했다. 윤 시장은 “국고 예산 확보는 PPT가 중요하다. 즉 준비(Prepare)와 열정(Passion), 타이밍(Timing)에 달려있다”며 “지역 미래 성장동력이 될 현안사업 국비 예산들이 무사히 국회를 통과할 때까지 모든 역량을 집중하겠다”고 말했다.

태양처럼 나이가 46억 년이 넘은 중년의 어른 별도 아기였던 시절이 있다. 과학자들은 태양이 아직 아기별이었던 시절의 사진은 갖고 있지 않지만, 우리 은하에 있는 비슷한 질량을 지닌 아기별을 여럿 관측해 어떤 과정을 통해 태어나고 성장했는지에 대한 많은 정보를 수집했다.  하지만 이런 과정이 다른 은하에서도 비슷하게 일어나는지는 알기 어려웠다. 태어난 지 얼마 되지 않은 어두운 아기별을 멀리 떨어진 외부 은하에서 관측하기가 쉽지 않기 때문이다. 최근 일본의 규슈 대학의 토쿠다 카즈키 교수가 이끄는 연구팀은 칠레 고산 지대에 설치된 강력한 전파 망원경인 ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해 우리 은하의 위성 은하인 소마젤란 은하에서 아기별의 모습을 관측했다.  보통 별은 가스 성운에서 가스와 먼지가 뭉쳐서 형성된다. 따라서 아기별의 대부분은 두꺼운 가스와 먼지에 둘러싸여 있어 지구에서 관측하기가 어렵다. ALMA는 가시광선보다 더 긴 파장의 전파를 이용하기 때문에 이런 두꺼운 가스를 뚫고 관측하는 데 유리하다. 하지만 이웃 은하의 아기별 관측은 그래도 쉽지 않은 과제였다.  연구팀은 소마젤란 은하에서 매우 강력한 가스를 분출하고 있는 아기별인 Y246을 우연히 포착했다. Y246은 큰 질량을 지닌 아기별로 주변에서 가스를 모으면서 임계 질량에 도달해 핵융합 반응을 시작했다. 더 많은 물질을 흡수한 아기별은 양방향으로 강력한 에너지와 가스를 내뿜는데, 이런 특징적인 모습을 관측하면 먼 거리에서도 아기별의 탄생을 확인할 수 있다. 그야말로 아기별의 울음소리나 다를 바 없는 모습이다.  연구팀은 일산화탄소 분자의 파장을 검출해 Y246이 시속 54,000km가 넘는 강력한 가스를 분출하고 있다는 사실을 발견했다. (사진 참조) 그 패턴은 우리 은하의 별과 큰 차이가 없었다. 사실 소마젤란 은하는 우리 은하의 위성 은하이긴 하지만, 그렇다고 해서 우리 은하와 비슷한 성질의 은하는 아니다. 과학자들은 소마젤란 은하의 구성 물질이 매우 원시적이어서 100억 년 전의 은하와 유사하다고 보고 있다.  하지만 이번 연구는 별이 탄생하는 과정이 우리 은하와 별로 차이가 없다는 점을 보여줬다. 따라서 별의 탄생과 성장은 우주 초기부터 지금까지 큰 변화 없이 비슷한 방식으로 이뤄졌을 가능성이 높다. 우주에는 수많은 별이 있고 다들 각자의 사연이 있지만, 태어나는 과정은 비슷했던 셈이다.