우주비행이 우주인에게 미치는 영향 봤더니… [달콤한 사이언스]

우주비행이 우주인에게 미치는 영향 봤더니… [달콤한 사이언스]

유용하 기자
유용하 기자
입력 2024-06-12 00:00
업데이트 2024-06-12 00:00
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스페이스X의 민간 우주여행 프로젝트인 ‘인스피레이션 4’에 참가한 4명의 우주인. 인스피레이션4는 2021년 9월 민간인 4명을 태운 채 우주로 발사돼 사흘 동안 575㎞ 궤도에서 시속 2만 7359㎞로 지구 주위를 90분에 한 번씩 선회하다 귀환하는 프로젝트다. 이 프로젝트에는 미국 신용카드 결제 처리업체인 시프트4 페이먼트의 창업자 재러드 아이잭먼, 세인트 주드 아동연구병원 간호사 헤일리 아르세노, 애리조나 전문대학 지질학 강사 시안 프록터, 미 공군 출신의 이라크전 참전 군인이자 록히드 마틴의 데이터 기술자 크리스 셈브로스키가 참여했다.  스페이스X 제공
스페이스X의 민간 우주여행 프로젝트인 ‘인스피레이션 4’에 참가한 4명의 우주인. 인스피레이션4는 2021년 9월 민간인 4명을 태운 채 우주로 발사돼 사흘 동안 575㎞ 궤도에서 시속 2만 7359㎞로 지구 주위를 90분에 한 번씩 선회하다 귀환하는 프로젝트다. 이 프로젝트에는 미국 신용카드 결제 처리업체인 시프트4 페이먼트의 창업자 재러드 아이잭먼, 세인트 주드 아동연구병원 간호사 헤일리 아르세노, 애리조나 전문대학 지질학 강사 시안 프록터, 미 공군 출신의 이라크전 참전 군인이자 록히드 마틴의 데이터 기술자 크리스 셈브로스키가 참여했다.

스페이스X 제공
우주 선진국을 중심으로 달 탐사는 물론 화성까지 우주인을 보내겠다는 계획을 세우고 준비 중이다. 우주인을 보내겠다는 계획은 있지만, 인간이 우주에 나갔을 때 어떤 신체적, 정신적 변화가 있을지는 명확히 규명되지는 않았다.

이런 가운데 코넬대 의대, 펜실베이니아 의대 등 연구진과 함께 미국 항공우주국(NASA) 연구팀이 지금까지 항공우주 의학과 우주 생물학 분야에서 가장 방대한 연구 분석 자료를 만들어 내 주목받고 있다. 이들 연구 결과 중 대표 논문은 과학 저널 ‘네이처’에, 그 밖에 여러 논문이 네이처 커뮤니케이션 등 네이처 출판그룹에서 발행하는 다양한 저널의 6월 12일 자에 실렸다. 이번 연구 결과는 ‘우주 오믹스 및 의학 지도’(SOMA) 패키지로 이름 붙여졌다.

이번 연구 결과는 스페이스X의 인스피레이션4 탐사에 참여했던 최초의 민간인 승무원과 국제우주정거장(ISS)에서 최소 180일부터 최장 1년을 보낸 우주인은 물론 일본우주항공연구개발기구(JAXA) 출신 우주인 등 다양한 우주탐사 프로젝트에 참여한 사람들로부터 수집한 각종 표본을 바탕으로 분석된 것이다.

우주 비행은 우주비행사의 분자, 세포, 생리적 변화는 물론 인체에 다양한 생의학적 문제를 일으키는 것으로 알려졌다. 우주 탐험과 관련된 건강 위험을 이해하는 것은 달이나 화성 등에 관한 장기적 탐사를 준비하는 데 필수적이다.

분석에 따르면 사흘 정도의 저 지구 궤도 우주 비행도 광범위한 분자 변화를 초래했고, 그 일부는 장기간 우주 비행에서 발생하는 변화와 유사하다. 여기에는 사이토카인 수치 상승, 텔로미어 연장, 면역 활성화, DNA 손상 반응, 산화 스트레스에 대한 유전자 발현과 변화 등이 포함됐다. 대부분의 변화는 지구로 복귀한 다음 빠르게 원상 복구되지만, 일부 단백질과 유전자 변화는 우주 비행 후 최소 3개월까지 지속되는 것으로 나타났다.

또 다른 연구에서도 단기간 우주 비행만으로도 면역 체계 교란이 심각하게 나타난다는 사실을 확인했다. 또 여성 우주인은 우주비행이 끝나고 지구로 복귀한 다음 남성보다 더 빠르게 원상 복구되는 것이 관찰됐다.
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단기간 우주비행에서도 장기간 우주에 머물러 있을 때와 똑같은 수준의 신체적, 정신적 변화가 나타난다는 연구 결과가 나왔다. 인스피레이션4에 참가한 우주인들이 우주에서 신체적 변화를 측정하고 기록하는 모습.  스페이스X 제공
단기간 우주비행에서도 장기간 우주에 머물러 있을 때와 똑같은 수준의 신체적, 정신적 변화가 나타난다는 연구 결과가 나왔다. 인스피레이션4에 참가한 우주인들이 우주에서 신체적 변화를 측정하고 기록하는 모습.

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코넬대 의대 연구팀에 따르면 우주 비행사들에게 가장 큰 영향을 미치는 것은 지구보다 중력이 약해지는 ‘미세 중력’이다. 연구팀은 미세 중력이 세포에 미치는 영향을 시뮬레이션한 데이터와 ISS에서 거주한 우주인, 생쥐의 데이터를 비교한 결과, 면역에 중요한 역할을 하는 림프구와 단핵구를 포함한 다양한 면역계 세포가 중력 감소에 심각한 영향을 받는 것으로 나타났다. 또 노화 과정에서 발견되는 변화가 우주여행 중에도 나타나는 것으로 조사됐다.

연구팀은 미세 중력 상태에서 나타나는 변화를 억제할 수 있는 물질로는 항산화 및 노화 방지 보충제로 사용되는 케르세틴이라는 사실도 확인했다. 케르세틴은 적양파, 포도, 베리류, 사과, 감귤류에 많이 포함된 물질이다.

연구팀은 “SOMA 데이터를 활용하면 정밀 항공우주 의학을 더욱 발전시킬 수 있을 것으로 기대되고, 우주 비행사의 건강 모니터링 및 위험을 완화할 수 있으며, 달, 화성 등 우주 탐사를 위한 우주인의 선발 기준 등을 정하는 데도 도움이 될 것으로 보인다”라고 말했다.
유용하 과학전문기자
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