단 몇 입만으로 한 끼 필수 영양소를 모두 섭취할 수 있는 ‘꿈의 식량’이 현실화되고 있다. 미국항공우주국(이하 NASA)가 개발하고 있는 이것은 달 뿐만 아니라 화성과 같은 먼 우주에서 오랫동안 생활해야 하는 우주인들을 위한 것으로, 까다로운 우주조건을 충족한다. 일반적으로 우주인은 국제우주정거장(ISS) 등에 머물기 위해 지구를 떠날 때 개인 식량을 구비하는데, 우주선 내 공간이 협소한데다 반드시 포장용기 등 쓰레기를 모두 가지고 돌아와야 하기 때문에 가능한 식량의 부피를 줄여야 한다. 게다가 이들이 먹는 식량은 조리를 할 수 없는 무중력 상태에서 언제든 쉽게 먹을 수 있어야 하며, 동시에 우주인들의 건강에도 유익해야 한다는 조건을 만족해야 한다. NASA는 최근 달과 소행성 여행을 위한 유인우주선인 오리온(Orion) 미션을 앞두고, 이 우주선에 탑승할 우주인들을 위한 식량개발에 주력해왔다. 지금까지의 우주식량이 국제우주정거장에 머무는 우주인들을 겨냥해 제작됐다면, 현재 개발 중인 것은 국제우주정거장보다 더 먼 거리에 있는 달까지 가야 하는 우주인들을 위한 것이라는 차이점이 있다. 이렇게 개발된 우주인 전용 식량은 시중에 판매되는 초코바처럼 길쭉한 막대(Bar) 형태로 만들어졌다. 바나나 너트 바, 오렌지 크랜베리 바 등 종류가 다양하며 크기는 더 작고 영양소는 더 풍부하다는 것이 NASA의 설명이다. 10㎝ 가량의 바 하나는 700~800칼로리의 열량을 가지고 있으며, 음식을 녹이는 기기가 없이도 바로 섭취가 가능해 편리하다. NASA 존슨스페이스센터 첨단식품기술팀 소속 식품과학자인 타키야 서몬스 박사는 “우주인들의 건강을 지키는 것은 물론이고 가능한 오랜 시간 보존할 수 있도록 하기 위해 추가적인 연구가 필요하다”고 덧붙였다. 한편 NASA는 오는 2018년 오리온 2차 테스트를 앞두고 있으며, 우주인이 탑승한 미션은 오는 2023년 실시할 예정이다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

2020년대 인류가 정착할 1순위 식민지 후보인 화성 지하에 거대한 얼음이 존재할 가능성이 높다는 연구결과가 나왔다. 최근 미국 텍사스 대학 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 화성정찰위성(mars reconnaissance orbiter·MRO)이 보내온 데이터를 바탕으로 조사한 결과 슈피리어호 만한 얼음층이 화성 지하에 숨어있을 것으로 보인다고 밝혔다. 슈피리어호는 미국과 캐나다 국경에 걸쳐 있는 호수로 면적이 무려 8만 2,360㎢에 달한다. 이번에 연구대상이 된 지역은 화성 중북부에 위치한 유토피아 평원으로 지름이 약 3300km로 달하며 오래 전 소행성 충돌로 생긴 분지로 추정된다. 이 분지 아래에 얼음 퇴적층이 존재한다는 것은 MRO에 탑재된 지반침투레이더(SHARAD)가 600차례 이상 조사해 얻어진 데이터 분석을 통해 이루어졌다. 그 결과 토양의 두께는 1~10m 정도에 불과하며 그 아래 숨어있는 얼음층의 두께는 79m~170m 정도로 계산됐다. 그러나 지구와 달리 화성의 얼음 성분은 50~85%가 물, 그리고 나머지는 먼지와 돌 성분의 혼합으로 추정된다. 이번 연구는 향후 화성에 식민지를 건설하는데 있어 최고의 희소식이 될 수 있다. 인류가 거주하는데 있어 물의 존재만큼 중요한 것이 없기 때문. 연구에 참여한 잭 홀트 교수는 "유토피아 평원의 얼음 퇴적층은 상대적으로 접근하기가 쉽다"면서 "우주선 착륙이 가능할 만큼 주위가 평평하고 낮은 위도에 위치해 있기 때문"이라고 설명했다. 이어 "지하의 얼음은 꽁꽁 얼어있을 것으로 보이는데 만약 일부 녹아있다면 생명체가 존재할 가능성도 배제할 수 없다"면서 "유토피아 평원의 얼음이 화성 전체 얼음에 1% 수준일 수도 있다"고 덧붙였다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

단 몇 입만으로 한 끼 필수 영양소를 모두 섭취할 수 있는 ‘꿈의 식량’이 현실화되고 있다. 미국항공우주국(이하 NASA)가 개발하고 있는 이것은 달 뿐만 아니라 화성과 같은 먼 우주에서 오랫동안 생활해야 하는 우주인들을 위한 것으로, 까다로운 우주조건을 충족한다. 일반적으로 우주인은 국제우주정거장(ISS) 등에 머물기 위해 지구를 떠날 때 개인 식량을 구비하는데, 우주선 내 공간이 협소한데다 반드시 포장용기 등 쓰레기를 모두 가지고 돌아와야 하기 때문에 가능한 식량의 부피를 줄여야 한다. 게다가 이들이 먹는 식량은 조리를 할 수 없는 무중력 상태에서 언제든 쉽게 먹을 수 있어야 하며, 동시에 우주인들의 건강에도 유익해야 한다는 조건을 만족해야 한다. NASA는 최근 달과 소행성 여행을 위한 유인우주선인 오리온(Orion) 미션을 앞두고, 이 우주선에 탑승할 우주인들을 위한 식량개발에 주력해왔다. 지금까지의 우주식량이 국제우주정거장에 머무는 우주인들을 겨냥해 제작됐다면, 현재 개발 중인 것은 국제우주정거장보다 더 먼 거리에 있는 달까지 가야 하는 우주인들을 위한 것이라는 차이점이 있다. 이렇게 개발된 우주인 전용 식량은 시중에 판매되는 초코바처럼 길쭉한 막대(Bar) 형태로 만들어졌다. 바나나 너트 바, 오렌지 크랜베리 바 등 종류가 다양하며 크기는 더 작고 영양소는 더 풍부하다는 것이 NASA의 설명이다. 10㎝ 가량의 바 하나는 700~800칼로리의 열량을 가지고 있으며, 음식을 녹이는 기기가 없이도 바로 섭취가 가능해 편리하다. NASA 존슨스페이스센터 첨단식품기술팀 소속 식품과학자인 타키야 서몬스 박사는 “우주인들의 건강을 지키는 것은 물론이고 가능한 오랜 시간 보존할 수 있도록 하기 위해 추가적인 연구가 필요하다”고 덧붙였다. 한편 NASA는 오는 2018년 오리온 2차 테스트를 앞두고 있으며, 우주인이 탑승한 미션은 오는 2023년 실시할 예정이다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

2013년 개봉한 SF영화 ‘그래비티’는 우주 왕복선에 탑승한 두 명의 과학자가 인공위성을 수리하기 위해 우주 공간에서 작업하는 장면으로 시작된다. 영화를 보면서 누구나 ‘지구의 궤도에 존재하는 인공위성의 수는 얼마나 되며, 수명은 얼마일까?’, ‘인공위성이 우주 공간에서 고장 나면 어떻게 하지?’ 같은 궁금증이 생겼을 것이다. 실제 지구 궤도상의 인공위성 수는 2500기가 넘지만 정상적으로 운용되는 것은 절반에도 못 미친다. 우리나라는 1992년부터 지난해까지 18개의 인공위성을 쏘아올렸고 현재는 9기를 운영하고 있다. ‘무궁화’나 ‘천리안’ 같은 대형 정지궤도 인공위성은 12~20년, ‘우리별’ 같은 저궤도 인공위성은 3~7년 정도의 수명을 갖고 있다. 인공위성의 고장은 태양에서 방출되는 고속입자로 인한 태양전지 손상, 주요 부품 고장, 우주 방사선으로 인한 장애가 주요 원인이다. 태양에서는 끊임없이 핵융합 반응이 일어나고 그 핵융합 반응으로 인해 태양의 표면에서 초속 수백~수천㎞의 입자들이 우주로 방출된다. 이렇게 방출된 입자들이 지구 궤도를 돌고 있는 인공위성들에 작용해 고장이나 오류를 일으키는 것이다. 수백억원의 예산을 들여 개발한 인공위성을 고장 없이 오랫동안 안정적으로 운용하기 위해서는 우주 방사선에 강한 반도체 소자 개발, 오래 가는 태양전지 개발, 우주 방사선 차폐 물질과 방법 개발 등의 연구가 필수적이다. 이 때문에 미국항공우주국(NASA)도 오래전부터 브룩헤이븐 국립연구소의 대형 입자 가속기에 시험시설을 갖추고 연구를 하고 있다. 우리나라는 경주 양성자가속기연구센터에서 100MeV(메가전자볼트)급 양성자 가속기를 이용한 우주 방사선 시험시설을 내년 하반기부터 가동할 예정이다. 이곳의 양성자 가속기는 초당 약 12만조개 이상의 양성자를 동시에 100MeV로 가속할 수 있는 장치인데 100MeV 양성자는 광속의 43% 수준인 초속 13만㎞의 속도를 갖게 된다. 양성자 가속기는 우주 방사선의 대부분을 차지하고 있는 양성자가 인공위성에 미치는 영향을 분석하기 위해 사용되고 있다. 이 시험에서 빠른 속도로 가속된 양성자가 인공위성에 사용되는 재료와 부딪치면 물질을 통과하면서 에너지를 전달해 구성 원자 간의 결합을 끊어 변형이나 손상을 유발하게 된다. 인공위성의 핵심 부품인 반도체 소자의 경우 오작동이 유발되거나 수명이 단축된다. 이런 원리로 우주 방사선이 재료와 부품에 미치는 영향을 시험하고, 인공위성의 내구성과 수명을 개선할 수 있게 된다. 지상에서 양성자 가속기를 이용한 우주 방사선 연구는 인간이 더 먼 우주에서 오랜 기간 안전하게 지낼 수 있는 방법을 찾는 데 기여하게 될 것이다.

화성과 목성 사이 소행성 벨트에 위치한 왜소행성 세레스(Ceres)의 '속살'이 서서히 벗겨지고 있다. 지난 18일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 탐사선 던(Dawn)이 촬영한 세레스의 표면과 '민낯'의 모습을 사진으로 공개했다. 지난달 17일 탐사선 던이 불과 1480km 거리에서 촬영한 사진(위쪽 사진)은 북반구에 위치한 오카토르 크레이터(Occator crater)의 모습을 생생히 담고 있다. 사진 속에서 오카토르는 동그란 원형에 가운데 하얀색으로 빛나는 것이 특징이다. 폭이 무려 92km, 깊이 4km의 오카토르는 일찌감치 던 탐사선에 포착돼 언론의 주목을 받아왔다. 그 이유는 유독 반짝반짝 빛나는 거대한 하얀 점을 가지고 있기 때문이다. 이에 전문가들은 그 하얀 점을 놓고 다양한 주장을 내놨으며 현재는 그 정체를 소금기 있는 황산마그네슘의 일종인 헥사하이드라이트(hexahydrite)로 보고있다. 곧 세레스의 표면 아래에 소금기 있는 얼음이 존재하고 소행성 충돌로 그 일부가 밖으로 드러나 태양빛을 받은 헥사하이드라이트가 반짝반짝 빛난다는 설명이다.　 또한 18일 NASA는 세레스의 전경이 담긴 사진 한 장을 더 공개했다. 지난해 촬영된 이 사진은 인간의 맨 눈으로 봤을 때의 세레스 모습이다. 만약 우주비행사가 탐사선을 타고 세레스에 도착했을 때 보이는 실제 모습인 것. 탐사선 던은 세레스와 소행성 베스타를 탐사하기 위해 지난 2007년 8월 발사됐다. 두 천체는 화성과 목성 사이에 있는 소행성대에서 가장 큰 천체로 베스타는 지름이 530㎞, 세레스는 지름이 950㎞나 된다. 던은 2011년 7월 16일 베스타 궤도에 진입, 14개월에 걸친 조사 임무를 성공적으로 수행한 후 현재 세레스에서 임무 수행 중이다.　　 사진=NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

블랙홀은 이름 그대로 빛조차 흡수하는 검은 구멍이다. 따라서 블랙홀이 단독으로 존재하는 경우 우리는 그 존재를 알아내기 어렵다. 그런데 우주에 존재하는 거대질량 블랙홀의 경우 역설적이지만 우주에서 가장 밝은 천체 가운데 하나다. 거대한 중력으로 주변에서 물질을 흡수하면서 에너지를 내놓기 때문이다. 블랙홀로 흡수되는 물질은 강착원반이라는 거대한 고리를 형성하며 블랙홀로 다가간다. 그런데 블랙홀의 크기에 비해서 들어가는 물질이 너무 많으면 모든 물질이 흡수되지 못하고 상당 부분이 제트의 형태로 분출된다. 따라서 블랙홀이 내놓는 물질과 에너지는 흡수되는 물질의 양과 비례한다. 과학자들은 초고온의 강착원반과 제트를 관측해 블랙홀의 활동성을 파악하고 존재를 증명해왔다. 은하 중심 블랙홀은 태양의 수십만 배에서 수십억 배의 질량을 가지고 있어 강력한 중력으로 많은 물질을 흡수하면서 큰 에너지를 방출한다. 특히 막대한 에너지를 방출하는 경우 이를 활동성 은하핵(Active Galactic Nuclei·AGN)이라고 부른다. 흥미로운 사실은 변광성처럼 밝기가 변하는 활동성 은하핵이 있다는 것이다. 이는 어떤 이유에서인지 블랙홀로 흡수되는 물질이 갑자기 줄어들었다가 많아진 것이다. 마치 굶주렸던 사람이 폭식하는 것과 비슷한 상황이다. 과학자들은 미국항공우주국(NASA)의 찬드라 X선 위성을 비롯한 다수의 관측 장비를 이용해서 활동성 은하핵 가운데 하나인 ‘마카리안 1018’(Markarian 1018)을 관측했다. 이 블랙홀은 천문학적인 관점에서 매우 짧은 시간인 5년 정도에 갑자기 밝아졌다 극도로 어두워졌다. 1980년대 이 사건이 있었을 때는 관측 장비가 부족했지만, 2010년에서 2016년 사이에는 찬드라 X선 위성은 물론 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT) 등 다양한 관측 장비들이 마카리안 1018을 정밀 관측할 수 있었다. 관측 결과 이 블랙홀이 갑자기 굶주렸다 폭식한 이유가 근방을 지나던 별을 흡수한 것 때문은 아니라는 사실이 밝혀졌다. 동시에 암흑 성운에 의해 가려서 생긴 현상도 아니었다. 관측 데이터가 지지한 가설은 두 개의 거대 블랙홀이 있어 서로 물질 흡수를 방해했다는 것이다. 은하 간의 충돌과 합체의 과정에서 은하 중심 블랙홀이 두 개가 되는 일이 있는데, 이 경우 은하 중심 물질의 흐름은 두 개의 블랙홀에 의해서 영향을 받게 된다. 그 결과, 물질이 지속적해서 흡수되지 못하고 중간중간 방해를 받게 된다. 과학자들은 이번 관측을 통해서 은하 합체 시 발생하는 은하 중심 블랙홀 간의 상호작용을 더 자세히 규명할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 굶주렸다가 폭식하는 일은 건강에 좋지 않지만, 블랙홀의 경우에는 감춰진 진실을 알아내는 중요한 단서가 될 수 있다. 사진=마카리안 1018의 X선과 광학망원경 영상(NASA/ESO) 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

“여러분 안녕하세요! 나는 중국 우주인 겸 신화사 우주특파원인 징하이펑(景海鵬)입니다. 오늘(11월 11일)은 실험용 우주정거장 ‘톈궁(天宮)2호’에 머문지 24일째 되는 날이에요. 우리 우주인들이 현재 수행 중인 우주 속 식물(상추) 재배 실험에 대해 누리꾼 여러분들이 매우 궁금해하실 것 같아 지금부터 상추 재배 상황을 구체적으로 알려드리겠습니다.” 중국 우주인 징하이펑과 천둥(陳冬)은 이날 누리꾼들과의 대화를 통해 “우주 상공에서 처음으로 상추를 재배하는 데 성공해 매우 기쁘다. 하지만 아직까지 직접 먹을 수 있는 수준까지는 이르지 못했다”고 밝혔다고 신화통신, 인민일보 등이 보도했다. 이들 우주인은 지난달 19일 톈궁 2호에 도킹한 다음날부터 상추 씨앗을 심은 뒤 매일 물을 주고 햇볕에 비추며 신선한 공기를 주입해 생육 상태를 점검하는 한편 수분 및 양분 함량과 특징을 관찰·연구하고 있다고 전했다. ●생장 주기 짧아 우주 속 식물 재배 품종 선택 도킹 후 닷새 만에 씨앗이 트는 장면을 목격한 징하이펑은 “당시 너무나 기쁜 나머지 이 소식을 지상본부에 곧바로 알렸고 새싹 사진도 여러 장을 찍어놨다”고 들뜬 목소리로 말했다. 이들 우주인이 우주 속 식물 재배 품종으로 ‘상추’를 선택한 이유는 네 가지 요소를 갖추고 있기 때문이라고 왕룽지(王隆基) 우주인센터 환경통제 및 생명보존연구실 부연구원이 부연 설명했다. 그 네 가지 요소는 ▲상추의 생장 주기가 1개월 정도로 이들이 우주에 머무는 기간(30일)과 비슷하고 ▲상추가 우주 속에서도 지상과 같이 비교적 잘 자라며 ▲상추는 식용 가능한 덕분에 계속 실험실 식재료로 쓸 수 있고 ▲상추는 식탁에 자주 오르내려 일반인들이 잘 아는 식물인 만큼 우주 과학기술 홍보에 유리하다는 점이라고 꼽았다. 이어 징하이펑은 우주에서의 상추 재배 과정을 상세히 설명하기 시작했다. “오늘은 주어진 실험 스케줄에 따라 햇볕에 비추는 작업을 마쳤습니다. 이때 중요한 점은 햇볕에 비추고 공기를 주입하면서 상추의 수분 및 양분 함량 등을 빈틈없이 체크하는 일인데요. 특히 새싹을 틔우기 위해서는 적당량의 수분 공급과 뿌리 부근에 신선한 공기를 불어넣어 주는 일이 중요합니다. 수분은 주사기로 상추 뿌리 부분에 공급하는데, 매일 물을 주는 것은 아닙니다. 상추가 다 자랄 때까지 5번 정도 주면 된다고 전문가들이 조언해 줬어요. 상추를 햇볕에 비추는 작업은 10분 정도 걸립니다. 이 작업을 하는 사이사이에 사진을 찍어 기록으로 남기기도 해요. 상추가 하루하루 커 가는 모습이 정말 흐믓하답니다.” ●일반적 흙 아닌 점토 광물인 질석 사용 징하이펑은 “상추를 키우는 데 쓰는 바닥 재료는 일반적인 흙은 아니고 점토 광물의 일종인 질석”이라며 “질석은 수분이 고르게 퍼지는 특징이 있기 때문에 수분 흡착률이 우수하며, 그 밀도도 작고 가벼워서 우주에서 휴대하기가 편하다”고 구체적으로 설명했다. “상추 씨앗의 크기는 원래 깨보다 작았으나 우주 속 인공 재배에 편리하도록 외부에 얇은 표피(껍데기)를 씌우다 보니 녹두콩보다 약간 작은 크기로 커졌습니다.” 이 표피는 수분을 빨아들이면 벌어지게 되는데 이 표피가 생장 과정에서 싹을 틔우는 속도에 미세한 영향을 주는 것 같다고 그는 덧붙였다. “이 상추가 자라는 방향이 중력의 영향을 받지 않느냐”는 한 누리꾼의 질문에 징하이펑은 “지구의 땅 위에서 재배하는 것과 크게 다르지 않다. 위쪽을 향해 자랄 뿐 아니라 오히려 지상보다 더 잘 자라는 것 같다”고 대답했다. ●실험용 재배… 아직 식용으로 사용 못해 이에 대해 신화통신은 식물은 무중력 상태에서도 빛을 향해 나아가는 주광성(走光性)이 있는 까닭에 여전히 위쪽을 향해 자라게 되며 물과 양분을 따르는 성질이 있는 만큼 뿌리도 풍부한 수분과 양분이 있는 곳에서 잘 자란다고 보충 설명을 했다. 징하이펑은 “식용이 가능할 것으로 보이지만, 사실 이번에 재배한 상추는 실험용일 뿐이고 먹을 수가 없다. 하지만 앞으로 여러 가지 실험을 거치면 우주 속에서 키운 각종 채소를 먹을 수 있는 날이 올 것으로 믿고 있다”고 전했다. 이들 우주인은 이르면 18일 중 재배한 상추의 잎과 뿌리를 가위로 자른 표본을 저온 저장장치에 보관해 지구로 가져온 다음 생물안전성검사 등 분석을 실시하기로 했다. 중국이 지난달 17일 발사한 유인 우주선 선저우(神舟) 11호는 이틀 만인 19일 톈궁 2호와 도킹하는 데 성공했다. 이후 징하이펑과 천둥 두 우주인은 톈궁 2호에 머물며 우주인 체류, 공간응용 기술 등 각종 우주 과학실험을 진행하고 있다. 우주는 태양복사 에너지, 햇빛, 방사선 등 식물이 자라는 데 영향을 미칠 변수가 많다. 특히 40억년간 지구에 맞게 진화해 온 식물이 중력의 영향에 어떻게 반응할지가 의문으로 남아 있는 상태다. 미국 항공우주국(NASA)은 앞서 지난해 8월 우주인들이 우주 상공에서 직접 재배한 상추를 수확해 먹는 모습을 처음으로 공개했다. NASA가 국제우주정거장(ISS) 내 농작물 재배시설에서 우주인들이 키운 상추로 파티를 벌이는 광경을 홈페이지를 통해 생중계한 것이다. 생중계한 화면 속에는 우주인 스콧 켈리와 젤 린드그린, 유이 기미야가 자신들이 키운 상추에 발사믹 식초와 올리브 오일을 곁들여 먹으며 연신 “맛있다”고 엄지손가락을 치켜세우며 감탄하는 장면이 담겨 있다. khkim@seoul.co.kr

지난 2003년 10월 24일(이하 현지시간) 영국 런던 히드로 공항에 ‘예쁘고 잘빠진’ 여객기 한 대가 내려앉았다. 바로 세계유일의 초음속 여객기 콩코드였다. 이날 100명의 승객을 태우고 미국 뉴욕의 존 F. 케네디 공항을 떠나 런던에 착륙한 콩코드는 이 비행을 마지막으로 역사 속으로 사라졌다. 그로부터 10여 년이 지난 최근 항공분야에는 다시 초음속 여객기 시대가 도래하고 있다. 지난 15일 미국 덴버 센테니얼 공항에 날렵하게 생긴 비행기 한 대가 언론에 공개됐다. 항공 스타트업 기업인 '붐 테크놀러지'가 공개한 이 비행기의 이름은 XB-1(The XB-1 Supersonic Demonstrator). 실제보다 1/3 작은 사이즈로 공개된 이 기체는 프로토타입으로 늦어도 내년 말 첫 데스트 비행을 할 예정이다. 오는 2020년 일반 승객을 태우고 첫 비행에 나설 XB-1의 최고속도는 마하 2.2(약 2,335 km/h)로 여객기 중 가장 빠른 선배 콩코드보다 10% 더 빠르다. 이 정도 속도면 통상 15시간 걸리는 LA와 시드니 간을 6시간 45분이면 도착한다는 것이 회사 측의 설명. 승객은 총 44명 탑승 가능하며 가격은 한 사람 당 5000달러(약 580만원) 수준으로 생각보다 저렴한 편. 붐 테크놀러지의 CEO 블레이크 숄은 "장거리 여행을 더 쉽고 빠르게 할 수 있다는 점이 초음속 여객기 개발에 나선 배경"이라면서 "역대 제작된 것 중 세상에서 가장 빠른 민간 여객기"라고 밝혔다. 이어 "초음속 시대가 열린 이후에도 우리는 여전히 1960년 대 속도로 비행하고 있다"고 덧붙였다. 사실 이번 XB-1 프로토타입의 공개는 초음속 여객기 시대가 다시 열렸다는 시대적 추세를 반영하고 있다. 최초로 초음속 여객기 시대를 연 콩코드는 영국과 프랑스가 함께 개발한 기체로 런던과 뉴욕사이를 단 3시간 30분만에 주파했다. 문제는 공기저항을 줄이기 위해 날렵한 기체로 설계된 탓에 총 탑승 승객이 100명에 불과했으며, 다른 여객기에 비해 엄청난 소음과 함께 두 배 이상의 연료를 소모한 점이다. 여기에 우리 돈으로 무려 1600만원이 훌쩍 넘는 편도요금(런던-뉴욕)은 대기업 회장이나 돈많은 비선실세나 탈 수 있는 가격. 곧 콩코드의 퇴장은 기술적으로 진보한 상품이 반드시 성공하는 것은 아니라는 명제를 남겼다. 이후 전세계 항공업계는 속도보다는 경제성에 초점을 둬 많은 승객과 화물을 실을 수 있는 덩치 큰 여객기 개발에 앞장서왔다. 그러나 전세계 경제규모가 커지면서 초음속 비행의 수요가 살아났고 소음 문제 등을 극복할 기술이 개발되면서 최근들어 다시 초음속 여객기 개발에 불이 붙었다. 붐 테크놀러지 외에도 미 항공우주국(NASA)과 록히드마틴, 스파이크 에어로스페이스 등이 현재 초음속 여객기를 개발 중인 대표적인 회사다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

　“여러분 안녕하세요! 나는 중국 우주인 겸 신화사 우주특파원인 징하이펑(景海鵬)입니다. 오늘(11월 11일)은 실험용 우주정거장 ‘톈궁(天宮)2호’에 머문지 24일째 되는 날이에요. 우리 우주인들이 현재 수행 중인 우주 속 식물(상추) 재배에 대해 누리꾼 여러분들이 매우 궁금해 하실 것 같아 지금부터 상추 재배 상황을 구체적으로 알려드리겠습니다.” 　중국 우주인 징하이펑과 천둥(陳冬)은 이날 누리꾼들과의 대화를 통해 “우주 상공에서 처음으로 상추를 재배하는데 성공해 매우 기쁘다. 하지만 아직까지 직접 먹을 수 있는 수준까지는 이르지 못했다”고 밝혔다고 신화통신, 인민일보 등이 지난 14일 보도했다. 이들 우주인은 지난달 19일 톈궁 2호 도킹한 다음날부터 상추 씨앗을 심은 뒤 매일 물을 주고 햇볕에 비추며 신선한 공기를 주입해 생육 상태를 점검하는 한편 수분 및 양분 함량과 특징을 관찰·연구하고 있다고 전했다. 　도킹 후 닷새 만에 씨앗이 트는 장면을 목격한 징하이펑은 “당시 너무나 기쁜 나머지 이 소식을 지상본부에 곧바로 알렸고 새싹 사진도 여러 장을 찍어놨다”고 흥분된 목소리로 말했다. 이들 우주인이 우주속 식물 재배 품종으로 ‘상추’를 선택한 이유는 4가지 요소를 갖추고 있기 때문이라고 왕룽지(王隆基) 우주인센터 환경통제 및 생명보존연구실 부연구원이 부연 설명했다. 그 4가지 요소 즉, 상추의 생장 주기가 1개월 정도로 이들이 우주에 머무는 기간(약 30일)과 비슷하고, 상추가 우주 속에서도 지상과 같이 비교적 잘 자라며, 상추는 식용가능한 덕분에 계속 실험실 식재료로 쓸 수 있고, 상추는 식탁이 자주 오르내려 모든 사람들이 잘 아는 식물인 만큼 우주 과학기술 홍보에 유리하다는 점을 꼽았다. 　이어 징하이펑은 우주에서의 상추 재배 과정을 상세히 설명하기 시작했다. “오늘은 주어진 실험 스케줄에 따라 햇볕에 비추는 작업을 마쳤습니다. 이때 중요한 점은 햇볕에 비추고 공기를 주입하면서 상추의 수분 및 양분 함량 등을 빈틈없이 체크하는 일인데요. 특히 새싹을 틔우기 위해서는 적당량의 수분 공급과 뿌리 부근에 신선한 공기를 불어넣어주는 일이 중요합니다. 수분은 주사기로 상추 뿌리 부분에 공급하는데, 매일 할 필요가 없습니다. 상추가 다 자랄 때까지 5번 정도 주면 된다고 전문가들이 조언해줬어요. 상추를 햇볕에 비추는 작업은 10분 정도 걸립니다. 이 작업을 하는 사이사이에 사진을 찍어 기록으로도 남기기도 하고요. 상추가 하루하루 커 가는 모습을 보는 정말 흐믓하답니다.” 　징하이펑은 “상추를 키우는데 쓰는 바닥 재료는 일반적인 토양은 아니고 점토 광물의 일종인 질석”이라며 질석은 수분이 고르게 퍼지는 특징이 있어 수분 흡착률이 우수하며, 그 밀도가 작고 가벼워서 우주에서 휴대하기가 편하고 구체적으로 설명했다. “상추 씨앗의 크기는 원래 깨보다 작았으나 우주 속 인공 재배에 편리하도록 외부에 표피를 씌우다 보니 녹두콩보다 약간 작은 크기로 커졌습니다. ” 이 표피는 수분을 빨아들이면 벌어지게 되는데 이 표피가 생장 과정에서 싹을 틔우는 속도에 미세한 영향을 주는 것 같다고 그는 덧붙였다.” 이 상추가 자라는 방향이 중력의 영향을 받지 않느냐”는 한 누리꾼의 질문에 징하이펑은 “지구의 땅 위와 크게 다르지 않다. 위쪽를 향해 자랄 뿐 아니라 지상보다 더 잘 자라는 것 같다”고 대답했다. 이에 대해 식물은 무중력 상태에서도 빛을 향해 나아가는 주광성(走光性)이 있는 까닭에 여전히 위쪽를 향해 자라게 되며 물과 양분을 따르는 성질이 있는 만큼 뿌리도 풍부한 수분과 양분이 있는 곳에서 잘 자란다고 신화통신이 보충 설명했다. 징하이펑은 “식용이 가능한 것으로 보이지만 재배한 상추는 실험용일 뿐이고 먹을 수는 없다. 하지만 앞으로 여러가지 실험을 거치면 우주 속에서 키운 각종 채소를 먹을 수 있는 날이 올 것으로 믿고 있다”고 전했다. 이들 우주인은 15일 중 재배한 상추의 잎과 뿌리를 가위로 자른 표본을 저온 저장장치에 보관해 지구로 가져온 다음 생물안전성검사 등 분석을 실시하기로 했다. 　중국이 지난달 17일 발사한 유인 우주선 선저우(神舟) 11호는 이틀만인 19일 톈궁 2호와 도킹에 성공했다. 이후 징하이펑과 천둥 두 우주인은 톈궁2호에 머물며 각종 우주 과학실험을 진행하고 있다. 우주는 태양복사 에너지, 햇빛, 방사선 등 식물이 자라는데 영향을 미칠 변수가 많다. 특히 40억년 간 지구에 맞게 진화해온 식물이 중력의 영향에 어떻게 반응할지가 의문으로 남아 있는 상태다. 　미국 항공우주국(NASA)은 앞서 지난해 8월 우주인들이 우주 상공에서 직접 재배한 채소를 수확해 먹는 모습을 처음으로 공개했다. NASA가 국제우주정거장(ISS) 내 농작물 재배시설에서 우주인들이 키운 상추로 파티를 벌이는 광경을 홈페이지를 통해 생중계한 것이다. 생중계한 화면 속에는 우주인 스콧 켈리와 젤 린드그린, 유이 기미야가 자신들이 키운 상추에 발사믹 식초와 올리브 오일을 곁들여 먹으며 연신 “맛있다”고 엄지 손가락을 치켜세우며 감탄하는 장면이 담겨 있다. 　 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

우주에 대한 경외감을 자아내는 토성은 신비로운 고리로만 유명한 것은 아니다. 토성의 북극 지역에는 '치명적인 아름다움'이라는 말이 딱 어울리는 육각형 구름이 존재한다. 30여 년 전 미항공우주국(NASA)의 보이저 1호가 처음 발견한 이 육각형 구름은 그동안 천문학자들의 많은 의문을 불러왔다. 15일(현지시간) NASA는 토성탐사선 카시니호가 촬영한 토성 북반구의 새 사진을 공개했다. 태양빛을 받아 환하게 빛나는 사진에서 눈에 띄는 것은 뚜렷하게 보이는 육각형 구름으로 그 정체는 바로 무시무시한 소용돌이다. NASA가 붓으로 수채화를 그린 것 같다고 묘사한 토성의 극소용돌이(polar vortex)는 지구의 허리케인과 유사하지만 비교가 불가할 정도로 스케일이 다르다. 이 소용돌이의 길이는 약 3만 2000㎞로 지구 적도 반지름이 약 6378km인 것과 비교하면 그 크기가 상상을 초월한다. 더욱 놀라운 사실은 지구의 허리케인이 1주일 남짓이면 끝나는 것과 달리 토성의 소용돌이는 보이저호가 처음 관측한 이래 지금도 지속된다는 점이다. 또한 육각형 중심에 위치해 있는 점은 태풍의 눈과 비슷한 소용돌이의 눈(Eye)이다. 이 사진은 지난 9월 5일 토성과 약 140만 km 떨어진 곳에서 촬영됐으며 픽셀당 크기는 86km다. 　　 한편 12년 전인 지난 2004년 인류 최초로 토성궤도에 진입한 카시니호는 사진만큼이나 화려한 업적을 남겼다. 카시니호의 탐사 덕에 인류는 토성의 고리와 육각형의 정체, 메탄 바다가 있는 타이탄의 비밀을 밝혀냈다. 이처럼 큰 업적을 남긴 카시니호도 내년 9월 토성 내부의 생생한 탐사자료를 '목숨'과 맞바꾸며 역사 속으로 사라진다.　 　 사진= NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

박근혜 대통령 퇴진을 요구하는 촛불집회와 도널드 트럼프의 미국 대통령 당선으로 세상은 한치 앞도 보기 힘든 혼돈이지만 그래도 하늘의 달은 두둥실 세상을 비춘다. 13일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 '슈퍼문과 마이크로 문'(Super Moon vs. Micro Moon)이라는 제목의 사진을 '오늘의 천체사진’(APOD)으로 공개했다. 이 사진은 지난 2012년 5월과 같은 해 11월의 달 크기를 비교한 것이다. 　 NASA가 이 사진을 공개한 이유는 월요일 저녁인 14일 밤 68년 만에 가장 크고 밝은 보름달이 두둥실 하늘 위에 뜨기 때문이다. 한국천문연구원에 따르면 이번 달은 올해 가장 작았던 보름달과 비교해 크기는 14%, 밝기는 30% 이상 더 밝다. 달이 뜨는 시간은 17시 29분, 지는 시간은 15일 06시 16분. 그렇다면 왜 슈퍼문 현상이 발생하는 것일까? 그 이유는 이날 달이 가장 둥글어지는 망(望·보름달)인 동시에 달이 타원형으로 지구를 돌기 때문이다. 달과 지구의 평균 거리는 38만 4400㎞이나 이날 거리는 35만 6509㎞로 바짝 다가온다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

영화 ‘스타트렉’의 세계에서는 ‘워프 항법’(워프 드라이브)라는 유명한 기술로 먼 은하까지도 손쉽게 여행할 수 있다. 즉 이 기술만 있으면, 우리 인류는 다른 항성계의 문명과 수백 년이 아닌 단 며칠 만에 접촉할 수 있는 것이다. 하지만 현실 세계에서는 그렇게까지 빠르게 이동할 수 없다. 왜냐하면 우주의 구조를 설명하는 아인슈타인의 특수 상대성 이론에서는 빛의 속도보다 빠르게 이동하는 것은 존재하지 않기 때문이다. 즉 현재의 로켓 추진 시스템은 이 법칙에 묶여 있는 것이다. 하지만 수많은 기술자와 물리학자들은 ‘스타트렉’ 속 우주 이동에 조금이라도 다가가기 위한 개념을 세우기 위해 야심 차게 노력하고 있다. “현재 가장 진보한 성간 여행(interstellar travel)에 관한 아이디어조차도 가장 가까운 항성까지 이동하는 데 수십 년에서 수백 년이 걸린다. 이는 아인슈타인의 특수 상대성 이론은 물론 초고속으로 이동하는 데 필요한 기술의 부족이 벽이 되는 것”이라고 성간 비행을 위한 대책 마련을 전문으로 하는 비영리단체 ‘이카루스 인터스텔라’의 창립자 리처드 오부시는 말했다. 또한 그는 “빛의 속도보다 빨리 이동할 수 있는 우주선을 만들 수 있다면 은하 탐사는 물론 인류 이주를 가능하게 할 것”이라고 설명했다. • 원자력 엔진과 레이저 추진 우주는 너무나 광대하므로, 천문학자들은 일반적으로 빛이 1년간 진행하는 거리를 뜻하는 ‘광년’으로 거리를 표현한다. 1광년은 약 9조4541억㎞에 해당한다. 현재 태양계에 가장 가까운 별은 4.23광년 떨어진 ‘센타우루스자리 프록시마’로 알려졌다. 즉, 광속으로 이동하더라도 편도만 4.23년이 걸리는 셈. 매우 느리게 느껴질 수도 있지만, 그래도 광속의 꿈이 이뤄진다면 현대 기술보다는 엄청난 발전이라고 할 수 있는 것이다. 지금까지 지구에서 발사된 가장 빠른 우주선은 보이저 1호로, 시속 약 6만 2120㎞로 비행하고 있다. 이 속도라면 센타우루스자리 프록시마 별까지 7만 년 이상이 걸린다. 과거에도 여러 연구팀은 적어도 광속의 일부 속도에 도달하는 법과 우리가 성간 공간을 탐사하는 것을 앞당길 방법을 제안해왔다. 1950년대, 미국의 방위업체 ‘제너럴 아토믹스’(General Atomics)의 연구자들은 ‘오리온 계획’(Project Orion)을 고안했다. 이는 우주선이 근본적으로 핵폭탄의 힘으로 움직이는 것이다. 연속 핵폭발을 제어함으로써 우주선을 빠르게 추진해 수백 톤의 화물과 8명의 우주 비행사를 화성과 태양계 밖으로 빠르게 나른다는 내용이었다. 또한 이 기술을 성간 여행에 적응하는 방법을 나타낸 청사진도 만들어졌지만, 핵 펄스 추진(nuclear-pulse propulsion)라고 명명된 이 방법은 1963년 핵실험 금지 조약으로 그때까지 행해진 모든 실험이 취소됐다. 그런데 지난 4월, ‘브레이크스루 스타샷’(Breakthrough Starshot)이라는 프로젝트가 발표돼 세간의 관심을 끌었다. 이는 비교적 폭발이 적은 방법을 사용해 성간 비행을 실현하는 노력이다. 이론 물리학자 스티븐 호킹과 일론 머스크 등 억만장자들이 운영하고 있는 이 프로젝트는 4.3광년 떨어진 삼중성계 ‘센타우루스자리 알파’(Alpha Centauri) 별로 우표 크기의 우주선단을 보내는 것을 목표로 하고 있다. 이들이 꿈꾸는 작은 우주선에는 얇고 가벼운 돛이 장착된다. 여기에 지구 궤도에서 레이저를 비춰 추진시키는 기술을 사용해 우주 비행을 실현하는 것이다. 또한 이 기술이 적용된 우주선은 레이저의 힘이 더해져 광속의 20%까지 가속할 수 있다고 한다. 20년 정도면 목적지까지 도착할 수 있는 것이다. 물론 이 작은 우주선단이 대부분은 센타우루스자리 알파 별에 도달할 수 없을지도 모른다. 하지만 일부라도 살아남는다면 저 멀리 있는 삼중별의 궤도를 도는 행성 주위로 날아가 미지의 데이터를 보내올 것이다. 이에 대해 리처드 오부시는 “성간 비행 분야를 단번에 추진할 생각으로 민간 자본이 사용된다는 점은 어쨌든 흥미로운 것이다. 앞으로도 이런 일이 계속되면 좋을 것이다. 브레이크스루 스타샷에는 공학적인 과제가 여럿 존재하지만, 어느 것 하나도 극복할 수 없다고는 생각하지 않는다”고 말했다. • 초광속을 가능하게 하는 이론도 물론 진정한 돌파구는 워프 항법이 실현되는 것이다. 하지만 여기에는 이론적인 설계와 이를 유지할 기술이 필요하다. 지난 1994년, 멕시코의 이론 물리학자 미구엘 알쿠비에르는 ‘스타트렉’ 팬들에게 희망의 메시지를 전달했다. 그는 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 어긋나지 않는 급진적인 ‘초광속 우주선 추진설’(theory of hyper-fast space propulsion)을 제창한 것이다. ‘우주선 자체를 광속까지 가속하는 대신, 우주선 주변의 시공간 구조를 왜곡해 버리면 되지 않을까?’라는 생각으로, 알쿠비에르는 시공간에 거품을 만드는 계산을 제시했다. 이 거품은 그 후방이 확대해 전방으로 수축하는 것으로 추진한다. 이 이론에 따르면 우주선은 거품을 따라 옮겨져 광속의 10배 이상 속도까지 올릴 수 있다. 이는 이론적으로는 간단하지만, 실현하려면 반물질 등 아직 밝혀지지 않은 물체를 이용해야 한다. 앞서서 해결해야할 만만치 않은 난제가 존재하는 셈이다. 또 워프를 위한 거품을 만들어 조종하기 위해서는 아직 해결되지 않은 문제가 많이 있다고 오부시는 말했다. 이에 대해 그는 “이 중 한 가지 문제는 인과관계의 단절이라는 아이디어로, 예를 들어 거품 안에 있는 어떤 우주선이 거품 밖으로 ‘통신’할 수 없다는 점에서 우주선이 일단 거품 안으로 들어가면 거품을 없앨 수 없다는 것”이라고 지적했다. 우주여행 분야에서는 흔히 있는 일이지만, ‘스타 트렉’에서 우리가 봤던 것처럼 성간 여행을 하기 위한 개발에는 비용과 에너지의 측면에서 커다란 변화를 요구한다. 그는 “현재, 유인 성간 여행의 개념을 실현하는 데 필요한 에너지와 자금은 세계적인 지출이 되고 있다”면서 “구체적으로는 매년 여러 선진국에서 10조 달러가 넘는 돈을 들이고 있는 것”이라고 말했다. 그런데도 그는 “15세기에 아무리 뛰어난 생각이라도 21세기의 기술 우수성을 예상할 수 없었을 것”이라면서 “이와 마찬가지로 우리는 향후 27세기의 인류가 어떤 기술을 갖고 있을지 알 수 없는 것”이라고 덧붙였다. 사진=ⓒ memory-alpha.wikia(위), NASA/ESA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구 달력으로 4년 전 ‘호기심’을 해결하기 위해 화성에 내려앉았던 탐사로봇 큐리오시티(Curiosity rover)가 정체불명의 물체를 발견했다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 화성 표면을 탐사 중인 큐리오시티가 검은색을 띤 울퉁불퉁한 외형의 특이한 암석을 발견했다고 밝혔다. 골프공 만한 크기의 이 암석은 붉은색 계열의 주위 토양과는 달리 유달리 눈에 띄는 짙은 회색이다. UFO 신봉론자들이 봤다면 아마 외계인이 놓고 간 물체라고 주장할 만큼 특이한 것은 사실. 그러나 곧 암석에 대한 호기심은 큐리오시티를 통해 해결됐다. 특이한 이 암석은 바로 운석. 그 성분은 철과 니켈, 인 등으로 우주에서 화성으로 떨어진 소행성에서 나온 것으로 추정된다. 지구에서는 찾기힘든 귀하디 귀한 '우주의 로또'를 로봇이 느릿느릿 기어가다 발견한 셈. 큐리오시티가 운석의 성분을 분석할 수 있는 것은 쳄캠(Chemcam)이라 부르는 화학카메라 분광기가 장착돼 있기 때문이다. 큐리오시티는 적외선 레이저를 암석, 토양 등에 쏴 그 구성성분을 파악할 수 있다. 큐리오시티가 운석을 찾아낸 곳은 샤프산 아래에 위치한 머레이 뷰츠(Murray Buttes)로 전체적인 모습이 지구의 황량한 사막과 매우 비슷하다. 큐리오시티는 현재 목적지 샤프산을 향해 가고 있는데 편안한 길을 놔두고 탐사를 위해 울퉁불퉁한 고원을 힘겹게 굴러가고 있다. 크레이터 중앙에 우뚝 선 샤프산은 침전물이 쌓여 형성된 것으로 추정되며 그 높이가 땅바닥을 기준으로 1만 8000피트(5486m)에 달한다. 사진=NASA/JPL-Caltech/MSSS　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

이민자에 강경·과학엔 무관심 뇌연구 등 기초연구 지원 줄 듯 “전 세계 과학연구에 재앙 될 것” “트럼프는 역사상 첫 반과학적 대통령(the first anti-science president)이 될 것이며, 그에 따른 결과는 놀라울 정도로 매우 심각할 것이다.” 기업인이자 리얼리티쇼 진행자인 도널드 트럼프가 9일 새벽(현지시간) 미국의 제45대 대통령에 당선되면서 지구촌의 많은 과학자가 충격과 불안감에 휩싸였다. 과학자들은 대통령 선거운동이 벌어졌던 18개월 동안 트럼프는 과학계와 어떤 접촉도 갖지 않았고 과학 이슈에 대해서도 무관심했다는 사실에 주목하고 있다. 이 때문에 세계적 과학저널 양대 산맥인 ‘네이처’와 ‘사이언스’도 트럼프의 대통령 당선이 확정되자 이례적으로 신속하게 과학계의 이런 분위기를 전했다. 특히 미국 내 연구자들 사이에서는 “과학과 연구, 교육은 물론 지구의 미래를 고려했을 때도 트럼프 대통령은 최악의 상황”이라는 반응이 팽배해 있는 것으로 알려졌다. 연구자들은 트럼프가 선거 기간 “무슬림이 미국에 들어오지 못하게 하겠다”, “멕시코 국경에 벽을 쌓겠다”는 등 이민자에 대한 강경한 입장을 표시한 데 대해 우려를 표시하고 있다. 현재 미국 과학계를 떠받치고 있는 것은 재능 있는 외국인 과학자들인데 트럼프의 이민정책이 현실화될 경우 이들이 미국 내 연구기관이나 대학에서 연구하는 게 사실상 불가능해질 수 있기 때문이다. 미국 세포생물학회 공공정책 분과의 케빈 윌슨 박사는 “트럼프의 당선이 미국행에 관심 있는 유능한 외국 과학자들에게 찬물을 끼얹는 효과를 가져올 것”이라고 걱정했다. 에머리대에서 환경과학을 연구하는 머리 러드 박사도 네이처와의 인터뷰에서 “본국인 캐나다로 돌아갈 생각”이라며 “과학계에서는 이미 트럼프가 대통령이 될 경우 기초과학에 대한 예산은 물론 범정부적 지원이 줄어들 것이라는 이야기가 있었다”고 전했다. 버락 오바마 정부는 뇌 연구를 위한 ‘브레인 이니셔티브’, 유인 화성탐사, 마이크로바이옴 연구 프로젝트, 친환경 에너지 개발 등 굵직굵직한 연구계획을 발표하는 등 과학연구에 적극적이었다. 반면 트럼프는 선거 기간 내내 놀라울 정도로 과학 분야에 대한 언급이 없었으며, 현재 진행 중인 주요 과학 프로젝트에 대한 폄하만 있었다고 네이처와 사이언스는 지적했다. 트럼프는 지구온난화에 따른 기후변화는 ‘중국의 거짓말’이라며 클린에너지 정책을 폐기하고 석유, 석탄 같은 화석연료의 지속적 사용을 강조하는 한편 파리 기후협약 탈퇴를 주장해 왔다. 이뿐만 아니라 ‘미국항공우주국(NASA)은 지구 저궤도에서 활동하는 군수기지’라는 표현을 쓰면서 현재 유인 화성탐사나 심우주 탐사 같은 기초연구보다는 상업적 우주산업의 역할 확대를 언급하기도 했다. 마이클 오펜하이머 프린스턴대 교수는 “트럼프의 당선은 생물학을 비롯한 기초과학과 기후변화, 우주탐사 분야 지원 등 미국 내 문제가 아니라 전 지구적인 과학연구에 악영향을 미치는 재앙이 될 것”이라고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영화 ‘스타트렉’의 세계에서는 ‘워프 항법’(워프 드라이브)라는 유명한 기술로 먼 은하까지도 손쉽게 여행할 수 있다. 즉 이 기술만 있으면, 우리 인류는 다른 항성계의 문명과 수백 년이 아닌 단 며칠 만에 접촉할 수 있는 것이다. 하지만 현실 세계에서는 그렇게까지 빠르게 이동할 수 없다. 왜냐하면 우주의 구조를 설명하는 아인슈타인의 특수 상대성 이론에서는 빛의 속도보다 빠르게 이동하는 것은 존재하지 않기 때문이다. 즉 현재의 로켓 추진 시스템은 이 법칙에 묶여 있는 것이다. 하지만 수많은 기술자와 물리학자들은 ‘스타트렉’ 속 우주 이동에 조금이라도 다가가기 위한 개념을 세우기 위해 야심 차게 노력하고 있다. “현재 가장 진보한 성간 여행(interstellar travel)에 관한 아이디어조차도 가장 가까운 항성까지 이동하는 데 수십 년에서 수백 년이 걸린다. 이는 아인슈타인의 특수 상대성 이론은 물론 초고속으로 이동하는 데 필요한 기술의 부족이 벽이 되는 것”이라고 성간 비행을 위한 대책 마련을 전문으로 하는 비영리단체 ‘이카루스 인터스텔라’의 창립자 리처드 오부시는 말했다. 또한 그는 “빛의 속도보다 빨리 이동할 수 있는 우주선을 만들 수 있다면 은하 탐사는 물론 인류 이주를 가능하게 할 것”이라고 설명했다. • 원자력 엔진과 레이저 추진 우주는 너무나 광대하므로, 천문학자들은 일반적으로 빛이 1년간 진행하는 거리를 뜻하는 ‘광년’으로 거리를 표현한다. 1광년은 약 9조4541억㎞에 해당한다. 현재 태양계에 가장 가까운 별은 4.23광년 떨어진 ‘센타우루스자리 프록시마’로 알려졌다. 즉, 광속으로 이동하더라도 편도만 4.23년이 걸리는 셈. 매우 느리게 느껴질 수도 있지만, 그래도 광속의 꿈이 이뤄진다면 현대 기술보다는 엄청난 발전이라고 할 수 있는 것이다. 지금까지 지구에서 발사된 가장 빠른 우주선은 보이저 1호로, 시속 약 6만 2120㎞로 비행하고 있다. 이 속도라면 센타우루스자리 프록시마 별까지 7만 년 이상이 걸린다. 과거에도 여러 연구팀은 적어도 광속의 일부 속도에 도달하는 법과 우리가 성간 공간을 탐사하는 것을 앞당길 방법을 제안해왔다. 1950년대, 미국의 방위업체 ‘제너럴 아토믹스’(General Atomics)의 연구자들은 ‘오리온 계획’(Project Orion)을 고안했다. 이는 우주선이 근본적으로 핵폭탄의 힘으로 움직이는 것이다. 연속 핵폭발을 제어함으로써 우주선을 빠르게 추진해 수백 톤의 화물과 8명의 우주 비행사를 화성과 태양계 밖으로 빠르게 나른다는 내용이었다. 또한 이 기술을 성간 여행에 적응하는 방법을 나타낸 청사진도 만들어졌지만, 핵 펄스 추진(nuclear-pulse propulsion)라고 명명된 이 방법은 1963년 핵실험 금지 조약으로 그때까지 행해진 모든 실험이 취소됐다. 그런데 지난 4월, ‘브레이크스루 스타샷’(Breakthrough Starshot)이라는 프로젝트가 발표돼 세간의 관심을 끌었다. 이는 비교적 폭발이 적은 방법을 사용해 성간 비행을 실현하는 노력이다. 이론 물리학자 스티븐 호킹과 일론 머스크 등 억만장자들이 운영하고 있는 이 프로젝트는 4.3광년 떨어진 삼중성계 ‘센타우루스자리 알파’(Alpha Centauri) 별로 우표 크기의 우주선단을 보내는 것을 목표로 하고 있다. 이들이 꿈꾸는 작은 우주선에는 얇고 가벼운 돛이 장착된다. 여기에 지구 궤도에서 레이저를 비춰 추진시키는 기술을 사용해 우주 비행을 실현하는 것이다. 또한 이 기술이 적용된 우주선은 레이저의 힘이 더해져 광속의 20%까지 가속할 수 있다고 한다. 20년 정도면 목적지까지 도착할 수 있는 것이다. 물론 이 작은 우주선단이 대부분은 센타우루스자리 알파 별에 도달할 수 없을지도 모른다. 하지만 일부라도 살아남는다면 저 멀리 있는 삼중별의 궤도를 도는 행성 주위로 날아가 미지의 데이터를 보내올 것이다. 이에 대해 리처드 오부시는 “성간 비행 분야를 단번에 추진할 생각으로 민간 자본이 사용된다는 점은 어쨌든 흥미로운 것이다. 앞으로도 이런 일이 계속되면 좋을 것이다. 브레이크스루 스타샷에는 공학적인 과제가 여럿 존재하지만, 어느 것 하나도 극복할 수 없다고는 생각하지 않는다”고 말했다. • 초광속을 가능하게 하는 이론도 물론 진정한 돌파구는 워프 항법이 실현되는 것이다. 하지만 여기에는 이론적인 설계와 이를 유지할 기술이 필요하다. 지난 1994년, 멕시코의 이론 물리학자 미구엘 알쿠비에르는 ‘스타트렉’ 팬들에게 희망의 메시지를 전달했다. 그는 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 어긋나지 않는 급진적인 ‘초광속 우주선 추진설’(theory of hyper-fast space propulsion)을 제창한 것이다. ‘우주선 자체를 광속까지 가속하는 대신, 우주선 주변의 시공간 구조를 왜곡해 버리면 되지 않을까?’라는 생각으로, 알쿠비에르는 시공간에 거품을 만드는 계산을 제시했다. 이 거품은 그 후방이 확대해 전방으로 수축하는 것으로 추진한다. 이 이론에 따르면 우주선은 거품을 따라 옮겨져 광속의 10배 이상 속도까지 올릴 수 있다. 이는 이론적으로는 간단하지만, 실현하려면 반물질 등 아직 밝혀지지 않은 물체를 이용해야 한다. 앞서서 해결해야할 만만치 않은 난제가 존재하는 셈이다. 또 워프를 위한 거품을 만들어 조종하기 위해서는 아직 해결되지 않은 문제가 많이 있다고 오부시는 말했다. 이에 대해 그는 “이 중 한 가지 문제는 인과관계의 단절이라는 아이디어로, 예를 들어 거품 안에 있는 어떤 우주선이 거품 밖으로 ‘통신’할 수 없다는 점에서 우주선이 일단 거품 안으로 들어가면 거품을 없앨 수 없다는 것”이라고 지적했다. 우주여행 분야에서는 흔히 있는 일이지만, ‘스타 트렉’에서 우리가 봤던 것처럼 성간 여행을 하기 위한 개발에는 비용과 에너지의 측면에서 커다란 변화를 요구한다. 그는 “현재, 유인 성간 여행의 개념을 실현하는 데 필요한 에너지와 자금은 세계적인 지출이 되고 있다”면서 “구체적으로는 매년 여러 선진국에서 10조 달러가 넘는 돈을 들이고 있는 것”이라고 말했다. 그런데도 그는 “15세기에 아무리 뛰어난 생각이라도 21세기의 기술 우수성을 예상할 수 없었을 것”이라면서 “이와 마찬가지로 우리는 향후 27세기의 인류가 어떤 기술을 갖고 있을지 알 수 없는 것”이라고 덧붙였다. 사진=ⓒ memory-alpha.wikia(위), NASA/ESA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

현지시간으로 8일 오전 0시 미 동부 뉴햄프셔주에서부터 시작되는 미 대통령 선거. 미 국민 모두가 당연히 땅에 발을 딛고 투표에 나서지만 예외인 사람도 있다. 지난 7일 미 항공우주국(NASA)은 국제우주정거장(ISS)에 머물고 있는 우주비행사 쉐인 킴브로가 이날 소중한 한 표를 행사했다고 밝혔다. 현지에서 '우주 투표'(Space voting)라고 부르는 우주인의 투표는 법과 기술적 절차가 생각보다 까다롭다. 먼저 우주인의 투표가 연방법으로 허용된 것은 지난 1997년으로 관할은 텍사스주다. 이곳이 선거를 관할하는 이유는 NASA의 존슨 스페이스 센터가 위치해 있기 때문. 우주인의 투표 준비는 우주로 나가기 1년 전 시작된다. 먼저 우주인은 임무 기간 중 선거가 있을 경우 지역/주/연방 선거 참여 여부를 선택할 수 있다. 또 발사 6개월 전 정해진 양식에 따라 부재자 신고를 하는 것은 필수. 이후 투표가 시작되면 우주인은 e메일로 용지를 받아 기표한 뒤 NASA의 위성 시스템을 이용해 텍사스주 선거국에 전달한다. 　 우리나라로서는 언제 할 수 있을지 모르지만 최초로 우주 투표를 한 사람은 지난 1997년 텍사스 시장 경선에 참여한 데이비드 울프(아래 사진)다. 그는 애틀란티스호를 타고 도킹한 러시아 미루 우주정거장에서 역사적인 투표를 하며 "외국에서 부재자 투표를 하는 기분"이라는 소감을 남겼다. 이후 NASA의 우주인들은 줄기차게 ISS에서 투표를 이어갔으며 지난 2004년 리로이 차오는 최초의 미 대통령 선거 투표자가 됐다. NASA 측은 "우주인들은 지상에서처럼 줄서서 투표할 필요가 없다"면서 "한가지 단점은 '투표했다'는 스티커를 받지 못하는 것 뿐"이라는 익살스러운 촌평을 전했다. 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

마치 수많은 보석들이 찬란하게 빛나는듯 보이는 환상적인 성단(星團·별들의 무리)의 모습이 공개됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 수많은 별들이 태어나는 '별들의 고향' NGC 3603의 모습을 ‘오늘의 천체사진’(APOD)으로 공개했다. 지구에서 약 2만 광년 떨어진 곳에 위치한 NGC 3603은 은하계에서 가장 많은 별들이 탄생하는 지역으로 유명하다. 그 중심에는 우리의 태양보다 질량이 큰 수천 개의 어린 별들이 존재하며 별들이 빽빽이 모여있는 것으로 정평이 나있다. NASA 측은 "NGC 3603는 수많은 어린 별들로 가득찬 보석상자와 같다"면서 "아름다운 모습 뿐 아니라 별들이 태어나는 과정을 지켜볼 수 있는 소중한 성단"이라고 밝혔다.　 사진=NASA, ESA, Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

최근 소프트웨어 품질관리 전문 기업인 이웨이파트너즈가 미국 런타임베리피케이션사와 파트너 계약을 맺고, 런타임 분석도구를 국내에 선보일 계획이라고 밝혔다. 미국 일리노이 대학의 포멀 시스템 랩(Formal System Lab)에서 출발한 벤처 기업인 런타임베리피케이션은 소프트웨어 시스템을 동적인 상황에서 모니터링·분석하여 소프트웨어 시스템의 안정성 및 신뢰성, 정합성을 높이는 제품을 개발하는 업체다. 대표인 그리고레 로슈(Grigore Roshu)가 NASA 연구원으로 근무하던 시절, 동적인 상황에서 소프트웨어를 검증하는 기술인 ‘런타임 검증(runtime verification)’이라는 용어를 창안하여 학계에 발표하였으며, 지난 2001년에는 소프트웨어 시스템 런타임 검증에 관한 국제 컨퍼런스(Runtime Verification International Conference)를 개최하였다. 컨퍼런스는 현재까지 매년 개최되며 산학계가 서로 정보를 교환하고 기술을 연구하도록 도움을 주고 있다. 그리고레는 현재 UIUC의 컴퓨터 과학 교수로 재직하고 있으며, 2010년 런타임베리피케이션사를 설립하고 그 동안의 경험과 지식을 바탕으로 실제로 시장에서 활용 가능한 제품을 개발하고 있다. 런타임베리피케이션사의 대표 제품인 RV-Match는 C 프로그램을 런타임(동적) 상황에서 분석하여 다른 소프트웨어 분석 도구에서 누락되는 까다로운 버그를 찾는 런타임 분석툴이다. 새롭게 개정된 C언어의 표준인 ISO C11 Standard 컴플라이언스에 대해 수학적으로 엄격한 동적 검증을 목표로 하며, C언어의 미정의 동작(undefined behavior; 실행 시 어떤 현상이 일어날지 확실하게 예측할 수 없는 동작)를 찾아내는 데 효과적이다. 미정의 동작은 PC 상에서 코드를 충분히 테스트 했다고 해도, 다른 임베디드 플랫폼에 이식하거나 컴파일러를 교체할 경우 비정상적인 작동을 일으킨다. 동일한 컴파일러에서 옵션을 다르게 적용하더라도 추적하기 어려운 오류를 발생시키거나 호환성에 큰 문제를 일으키게 된다. 때문에 개발자들은 분석툴 등을 사용해 자신의 코드에 미정의 동작이 포함되지 않도록 주의를 기울여야 한다. 여기서 중요한 것은 런타임 분석툴(동적 분석툴)은 코드를 가지고 분석하는 기술인 정적 분석과 달리, 프로그램을 실제로 실행할 수 있어야 한다는 것이다. RV-Match는 프로그램이 실행된 상태에서 분석을 진행하므로, 정적 분석툴과 달리 버그에 허위경보(False Alarm)가 존재하지 않는다. 런타임베리피케이션사의 또 다른 제품인 RV-Predict는 C와 Java언어에서 기존의 도구나 테스팅 방법으로 발견하기 힘든 경합상황(race condition)을 찾는 데 효과적인 도구로, 허위경보 없이 버그를 찾을 수 있다. 이웨이파트너즈 김병익 대표는 7일 “이미 많은 국내 소프트웨어 개발사에서 정적 분석툴을 사용하고 있지만, 반복되는 허위경보로 인한 개발자의 피로도가 높아지고 있다”며 “프로그램을 실행시켜 버그를 분석하는 동적분석툴은 허위경보가 발생하지 않아 프로그램 개발에 도움이 된다”고 설명했다. 이어 “RV-Math와 Unit Test를 결합하는 등 동적 분석툴과 정적 분석툴을 상호적으로 사용하면 보다 효율적으로 사용할 수 있다”고 덧붙였다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

아름다운 고리를 가진 토성의 하루는 몇 시간일까? 일반적으로 태양계에서 목성 다음으로 큰 토성은 한 번 자전하는데 10시간 남짓이 걸리는 것으로 알려져 있다. 다만 정확한 시간에 대해서는 학계마다 의견이 분분한데, 최근 미국항공우주국(이하 NASA)는 지구와 달리 토성은 자전 속도가 일정치 않고 계절에 따라서도 하루의 시간이 달라질 수 있다는 연구결과를 발표했다. 과거 목성과 토성 등 태양계 외곽에 위치한 행성을 탐사하기 위해 발사된 NASA의 무인우주탐사선 보이저호가 보낸 데이터에 따르면, 토성의 하루는 10.7시간이었다. 하지만 최근 토성탐사선 카시니호가 보낸 데이터에서는 다른 결과가 도출됐다. 어느 지점에서는 10.7시간보다 길었고, 또 어느 지점에서는 10.7시간보다 짧게 나타난 것. NASA는 카시니호에 장착된 장비를 이용해 토성 표면의 자기장이 시간에 따라 어떻게 변화하는지 추적했다. 일반적으로 자기장의 크기는 자전속도 및 별(행성) 내부의 가스 흐름과 밀접한 영향이 있다. 연구에 참여한 영국 임페리얼칼리지런던의 마이클 도허티 박사는 “토성의 자전율은 장소에 따라 10.6~10.8시간을 오갔다. 남반구와 북반구에 따라 다르게 나타났고, 남반구와 북반구 안에서도 토성의 계절에 따라 자전율이 다르게 나타났다”고 설명했다. 이어 “이러한 현상의 원인 중 하나는 토성의 대기에 자기장의 흐름을 방해하거나 자기장을 없애는 ‘무언가’가 있으며, 이것에 영향을 받은 자기장 때문에 자전 속도도 달라지는 것으로 추측된다”면서 “이 현상의 원인을 찾는다면 토성에 대해 자세히 아는데 더 도움이 될 것”이라고 덧붙였다. 연구진은 카시니호가 2017년 마지막 비행을 앞두고 전달할 데이터를 통해 토성 자전시간의 미스터리를 풀 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 한편 화성의 자전 주기는 24.623시간으로, 지구와 매우 유사하다. 반면 목성의 자전 주기는 9.553시간으로 토성보다 더 짧으며 태양계에서 가장 빠르다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구 달력으로 4년 전 ‘호기심’을 해결하기 위해 화성에 내려앉았던 탐사로봇 큐리오시티(Curiosity rover)가 정체불명의 물체를 발견했다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 화성 표면을 탐사 중인 큐리오시티가 검은색을 띤 울퉁불퉁한 외형의 특이한 암석을 발견했다고 밝혔다. 골프공 만한 크기의 이 암석은 붉은색 계열의 주위 토양과는 달리 유달리 눈에 띄는 짙은 회색이다. UFO 신봉론자들이 봤다면 아마 외계인이 놓고 간 물체라고 주장할 만큼 특이한 것은 사실. 그러나 곧 암석에 대한 호기심은 큐리오시티를 통해 해결됐다. 특이한 이 암석은 바로 운석. 그 성분은 철과 니켈, 인 등으로 우주에서 화성으로 떨어진 소행성에서 나온 것으로 추정된다. 지구에서는 찾기힘든 귀하디 귀한 '우주의 로또'를 로봇이 느릿느릿 기어가다 발견한 셈. 큐리오시티가 운석의 성분을 분석할 수 있는 것은 쳄캠(Chemcam)이라 부르는 화학카메라 분광기가 장착돼 있기 때문이다. 큐리오시티는 적외선 레이저를 암석, 토양 등에 쏴 그 구성성분을 파악할 수 있다. 큐리오시티가 운석을 찾아낸 곳은 샤프산 아래에 위치한 머레이 뷰츠(Murray Buttes)로 전체적인 모습이 지구의 황량한 사막과 매우 비슷하다. 큐리오시티는 현재 목적지 샤프산을 향해 가고 있는데 편안한 길을 놔두고 탐사를 위해 울퉁불퉁한 고원을 힘겹게 굴러가고 있다. 크레이터 중앙에 우뚝 선 샤프산은 침전물이 쌓여 형성된 것으로 추정되며 그 높이가 땅바닥을 기준으로 1만 8000피트(5486m)에 달한다. 사진=NASA/JPL-Caltech/MSSS　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr