우주는 인간이 탐험하고 싶은 끝없는 무한한 공간입니다. 하지만 우주는 인간의 몸과 마음에 많은 도전과 위험을 가지고 있습니다. 우주에서 장기간 체류하거나 화성과 같은 외계 행성을 탐사하려면 우주의 무중력, 방사선, 고립 등의 요소에 대처할 수 있는 방법을 알아야 합니다.
우주에서 마주할 수 있는 위험과 문제
우주에서 마주할 수 있는 위험과 문제는 크게 세 가지로 나눌 수 있습니다.
방사선
무중력
정신 건강
방사선
방사선은 우주에서 가장 큰 위험 요소 중 하나입니다. 우주 공간은 태양과 다른 별들에 의해 뿜어져 나오는 고에너지 입자들로 가득하고, 지구의 자기장에 의해 보호받지 못합니다. 우주 비행사들은 이러한 방사선에 지속적으로 노출되어 암, 불임, 면역체계 저하, 신경계 손상 등의 심각한 건강 문제를 겪을 수 있습니다. 특히 태양 플레어와 같은 강력한 방사선 폭발에 맞닥뜨리면 치명적일 수 있습니다. 또한 화성과 같은 외계 행성에 도착해도 방사선 문제는 지속됩니다. 화성에는 오존층이 없고 자기장이 약하므로 태양에서 오는 우주선과 자외선을 지구에서보다 훨씬 더 많이 받기 때문입니다.
무중력
무중력은 우주에서 인간의 몸에 많은 변화를 일으키는 요소입니다. 지구의 중력에 적응한 인간은 무중력 상태에서 뼈와 근육이 손상될 수밖에 없습니다. 예를 들면 ISS에 체류하는 우주인들의 경우 근육 손실을 방지하기 위해 하루에 2시간씩 운동을 하지만, 시간이 지남에 따라 뼈에서 칼슘이 빠져나가는 현상을 막을 수 없습니다. 무중력 상태에서는 허리의 혈액이 가슴으로 이동하면서 허리 둘레가 줄고, 양쪽 다리 혈액도 줄어들어 부종이 생길 수 있습니다. 또한 무중력 상태에서는 먹은 음식이 위벽에 달라붙지 않아 소화 장애에 시달릴 수 있습니다. 체액이 머리로 쏠리면서 시신경과 망막에 과도한 압력이 가해져 시력이 나빠지기도 합니다. 무중력 상태에서 잠을 자는 것이 더 어렵거나 불면증을 겪을 수도 있습니다.
정신 건강
정신 건강은 우주에서 인간의 마음에 영향을 미치는 요소입니다. 우주인들이 체류하는 환경은 지구와 아주 멀리 떨어져 있을뿐더러 가족과 격리되고 몹시 지루한 공간일 수밖에 없습니다. 거기에다 나쁜 음식과 질이 떨어지는 수면, 부자연스러운 빛과 같은 조건이 오랫동안 지속되면 아무리 건강한 사람들이라도 이상해지게 될 수 있습니다. 동절기 동안 남극의 기지에서 고립되어 생활한 대원들을 연구한 결과 뇌 부피가 작아진 것이 뇌 전체에서 관찰되었습니다. 뇌의 그 같은 변화는 겨울이 끝난 후에 다시 정상으로 되돌아왔지만, 그보다 더 고립되고 스트레스가 많은 우주 공간에서 뇌가 어떻게 변할지는 짐작하기 어렵습니다. 실제로 화성과 같은 외계 행성에 새로운 세계를 만드는 가능성을 타진해본 ‘바이오스피어 2’ 프로젝트 당시 7명의 승무원들이 서로 파벌로 갈라져 싸우는 바람에 임무가 서둘러 종료된 적이 있습니다.
우주에서 마주할 수 있는 위험과 문제를 해결하는 방법
우주에서 마주할 수 있는 위험과 문제를 해결하는 방법은 다양하게 연구되고 있습니다. 여기서는 몇 가지 예시를 들어보겠습니다.
방사선
방사선을 완전히 차단할 수 있는 방법은 아직 알려져 있지 않습니다. 하지만 방사선의 영향을 줄이기 위해선 다음과 같은 방법을 사용할 수 있습니다.
우주선과 우주복에 방사선 차폐 재료를 사용합니다. 예를 들어 액체 수소, 폴리에틸렌, 납 등이 있습니다.
우주선의 내부에 방사선 안전 구역을 만듭니다. 예를 들어 우주선의 중심부에 물이나 연료와 같은 방사선 차폐 재료로 둘러싸인 공간을 만들어 우주인들이 비상시에 피난할 수 있게 합니다.
우주선의 외부에 방사선 감지기를 설치합니다. 예를 들어 태양 플레어와 같은 강력한 방사선 폭발을 사전에 경고할 수 있는 시스템을 갖춥니다.
우주인의 건강 상태를 정기적으로 점검합니다. 예를 들어 우주인의 혈액, 뼈, 면역체계, 신경계 등의 상태를 모니터링하고 필요한 경우 치료를 합니다.
무중력
무중력의 영향을 완전히 없앨 수 있는 방법은 아직 알려져 있지 않습니다. 하지만 무중력의 영향을 줄이기 위해선 다음과 같은 방법을 사용할 수 있습니다.
우주선에 인공 중력을 생성하는 장치를 설치합니다. 예를 들어 우주선을 회전시켜 중심축을 기준으로 원심력을 발생시키는 방법이 있습니다.
우주인의 근육과 뼈를 강화하기 위해 운동과 영양 보충제를 꾸준히 합니다. 예를 들어 우주선에 저항 운동기구나 러닝 머신과 같은 운동 장비를 설치하고, 칼슘과 비타민 D와 같은 영양 보충제를 복용합니다.
우주인의 체액 분포를 조절하기 위해 압력복을 입거나 약물을 투여합니다. 예를 들어 우주인의 하반신에 압력을 가해 허리의 혈액을 다리로 내려보내는 압력복을 입거나, 신장 기능을 촉진하는 약물을 투여합니다.
우주인의 시력을 보호하기 위해 안경을 착용하거나 눈 운동을 합니다. 예를 들어 우주인의 시력이 나빠지는 것을 방지하기 위해 안경을 착용하거나, 눈의 근육을 강화하기 위해 눈 운동을 합니다.
정신 건강
정신 건강을 유지하기 위해선 다음과 같은 방법을 사용할 수 있습니다.
우주인의 사회적 연결성을 강화하기 위해 가족과 친구들과의 통신을 자주 합니다. 예를 들어 우주인의 가족과 친구들과의 영상 통화나 이메일, 편지 등의 방법으로 소통하고, 우주인의 생일이나 기념일과 같은 특별한 날에는 선물이나 축하 메시지를 보냅니다.
우주인의 취미와 관심사를 존중하고 지원합니다. 예를 들어 우주인이 좋아하는 음악이나 영화, 책, 게임 등의 콘텐츠를 우주선에 제공하고, 우주인이 관심있는 분야나 활동에 대해 배우거나 참여할 수 있도록 돕습니다.
우주인의 정신 상태를 정기적으로 평가하고 치료합니다. 예를 들어 우주인의 스트레스 수준이나 우울감, 불안감 등을 측정하고, 필요한 경우 심리상담이나 약물 치료를 합니다.
우주인의 일상적인 생활 패턴을 유지하고 규칙적인 수면을 합니다. 예를 들어 우주인의 신체 리듬을 맞추기 위해 우주선에 자연스러운 빛과 소리를 제공하고, 우주인의 일과 시간과 휴식 시간을 정해주고, 수면 질을 향상시키기 위해 수면 보조제나 수면 마스크 등을 사용합니다.