“실제로는 가만히 있는데도 자신들의 오른쪽 공간이 올라가고 윗쪽 공간이 내려오는 것 같은 환상을 반복해서 경험하게 된다.”
데일리메일은 7일 미항공우주국(NASA·나사)과 미시건대가 공동수행 중인 우주여행이 인체에 미치는 영향에 대한 연구결과를 이같이 보도했다.
나사는 ‘우주비행이 신경인지 기능에 미치는 영향:범위,수명, 신경지도제작’ 연구를 통해 우주여행시 뇌구조와 기능상의 변화를 정기적으로 테스트해 조사하고 있다. 우주비행사들이 국제우주정거장(ISS)에서 임무를 수행하는 중에도 중력이 거의 없는 마이크로중력 상황이 이들의 움직임에 어떤 영향을 미치는지 알아내기 위해서다.
연구결과 우주비행사들은 중력이 거의 없는 상황에서 육체적 움직임을 제어는 물론 정신적 임무를 완수하는데 더 힘든 시간을 보내고 있는 것으로 드러났다.
우주비행사들은 비행전,비행후, 그리고 임무를 완수하는 중에도 구조적,기능적 핵자기공명장치(MRI)스캔을 받는다.
이 연구는 지난 해 9월부터 시작됐으며 오는 2017년 3월까지 국제우주정거장(ISS)에서 계속된다.
■스콧 켈리, 거의 1년간 ISS에서 보낸다...최장기 거주자
스콧 켈리 우주비행사는 최근 국제우주정거장에서 계속해서 가장 오랫동안 시간을 보낸 우주비행사 기록을 깼다. 그는 내년 3월까지 거주할 예정이다.
그가 1년 가까이 ISS에 머무는 동안 그의 신체는 다양한 물리적 테스트를 받게 될 것이다. 하지만 그의 뇌는 마이크로 중력에 어떤 영향을 받게 될까?
실험 결과 중력이 없을 때 우주비행사들은 몸을 움직이고 정신적 임무를 완수하는데 훨씬 더 어려움을 겪는다는 사실을 드러냈다.
이들은 또한 미소중력(micro-gravity) 상황에서 테스트하는 기간 중 균형잡기의 어려움 및 지각적으로 환상을 보는 문제 등을 겪었다.
이들은 실제로는 전혀 움직이지 않고 있는 상황인데도 자신들의 오른쪽 공간이 위로 올라가고 윗부분이 내려오는 상황이 반복되고 있다고 느끼는 것으로 나타났다.
미시건대의 MRI사진은 테스트중 우주비행사의 뇌면적이 변화하고 있다는 사실을 보여준다.
■우주여행후 중력변화하는 화성착륙시 비상탈출 등에 대비
나사는 인간을 화성에 보내기에 앞서 얼마동안 우주비행을 하면 뇌에 영향을 미치는지를 알아내는데 특별한 관심을 보이고 있다.
나사와 유럽우주국(ESA)는 지난 해 ISS 원정41/42미션을 수행중인 우주비행사들을 대상으로 이 실험을 시작했다. 이는 오는 2017년 3월 원정 49/50 미션 담당 우주비행사들에게 이르기까지 계속될 예정이다.
나사는 우주비행사가 우주에서 돌아온 후 육체적, 정신적으로 회복되는 데 걸리는 시간을 행동평가 및 뇌사진 촬영을 통해서 알아내려고 하고 있다.
레이첼 사이들러 미시간대 뉴로모터행동연구소 수석연구원은 “우리는 뇌에 있는 다른 구조상의 용적을 살펴보면서 우주비행 중 이들의 크기와 형태가 어떻게 변화하는지를 관찰하고 있다”고 말했다.
그녀는 이를 통해 우주비행사의 행동을 평가하게 되며, 뇌사진 촬영은 뇌의 물리적 변화와 행동변화 간 연관성을 알아내는 데 중요한 역할을 한다고 말했다.
우주비행사들은 ISS탑승전, 탑승기간, 탑승후 기간중에 정해진 시간 내에 장애물코스를 지나서 자신들의 공간기억력, 또는 마음속으로 3차원 형태를 사진찍고, 조작하는 능력을 수행하는 테스트를 받도록 돼 있다.
ISS에 타고 있는 우주비행사들에게는 움직이는 동시에 생각해야 하는 컴퓨터 실험은 물론 공간기억과 감각모터 적응 테스트도 받게 된다.
■뇌의 어떤 부위에 의존해 임무 수행하는지 알아낸다
우주비행사들은 ISS에 도착한 직후,거주하는 동안에, 그리고 통상 6개월인 우주비행임무가 끝날 때 쯤 테스트를 받는다.
이는 연구자들에게 우주비행사들이 비행중 임무를 수행하려면 뇌의 어떤 부위에 의존해야 하는지를 알려주게 된다.
사이들러박사는 “지구상에서는 균형시스템이 있어 어떻게 중력에 상응해 머리를 움직여야 하는지를 말해준다. 하지만 우주에서는 기준 삼을 중력이 없어진다. 이는 우주비행사들에게 눈이나 머리의 조정에 따른 동작을 하기 어렵게 만들며 지각 상의 환상을 만들어낸다”고 설명했다.
이러한 어려움은 우주비행사들에게 심각한 결과를 가져올 수도 있다. 중력변화를 겪게 될 화성에 착륙하면서 비상탈출을 할 수 있어야 하는 경우에 특히 그렇다.
■나사, ISS·소행성·화성갈 우주비행사 선발 시작
나사는 지난 6일(현지시간) 상용우주선, 또는 심우주비행을 할 오리온캡슐을 탈 우주비행사를 공모하기 시작했다.
나사는 지난 2011년 마지막 우주왕복선이 퇴역하면서 47명의 우주비행사만을 유지해 왔지만 이제는 이들 수를 늘리려 하고 있다.
나사는 지난 1959년 지구궤도상에 인간을 쏘아올리는 머큐리프로젝트를 위해 7명의 우주비행사를 뽑은 이후 300명이상의 우주비행사를 선발했다.
우주왕복선프로젝트가 정점이었을 때 2000년에 나사 우주비행사는 149명이었다. 새로 선발되는 우주비행사는 ISS의 미션대원, 또는 소행성과 화성탐사 대원으로 활약하게 된다.
미국은 오는 2017년까지는 우주선을 발사하지 않는다. 이미 보잉사는 이 새로운 우주선에 탑승할 4명의 베테랑 우주비행사를 선발해 놓았다. 이 우주선 CST-100스타라이너는 2017년 발사될 예정이며, 스페이스X의 드래곤캡슐이 뒤를 이을 예정이다
나사는 우주비행사 선발 발표문을 통해 “장차 ISS미션은 물론 심우주 미션 수행을 위한 더많은 우주비행사가 필요하게 될 것”이라고 말했다.
나사와 사설 우주기업들은 ISS미션과 소행성및 2030년대 화성탐사미션 수행을 위한 준비에 바쁘다.
전자신문인터넷 이재구국제과학전문기자 jklee@etnews.com
