[우주 특집 기획中] 우주에서 살아남는 방법-생명지원시스템

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2018.05.10 15:21

[우주 특집 기획上] 극한의 환경에 맞서는 인류의 방법-환경조절공학(http://boardlife.co.kr/bbs_detail.php?bbs_num=809&tb=board_general&id=&delivery=0&pg=1&game_id=&start=&b_category=&game_category=)

[우주 특집 기획下] 지구로 돌아와서-테라포밍

지난 [우주 특집 기획上] 극한의 환경에 맞서는 인류의 방법-환경조절공학 편을 재밌게 보셨는지요.

예고해 드린 대로 이번에는 우주로 나가볼까 합니다.

그럼 시작하겠습니다.

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1. 들어가며

여러분들은 SF 영화 즐겨 보시나요?

여태까지는 한국영화 시장에서 SF 영화는 인기가 별로 없었습니다.

~~이게 다 성냥팔이소녀 때문입니다~~

그래도 최근 들어 국내외의 거장 감독들도 SF 영화를 내놓는 일이 많아졌고,

SF 영화 팬들이 늘어가는 것이 보여 기쁘게 생각합니다.

이쯤에서 제가 다섯 편의 SF 영화를 소개 해 볼까 합니다.

2007년 선샤인

2013년 설국열차

2013년 그래비티

2014년 인터스텔라

2015년 마션

한국 영화도 있고, 외국 영화도 있습니다.

물론 다섯 편의 감독은 전부 다 다릅니다.

여러분들 중에서는 이 다섯 편의 영화를 전부 보신 분들도 있을 것이고,

이 중 몇 편만 보신 분도 있을 것이라 생각합니다.

이 다섯 영화들의 공통점은 무엇일까요?

그건 영화에 나오는 인물들이

'갈 수 없는 곳에 가려고'하거나, '살 수 없는 곳에 살아보려고'한다는 점 입니다.

선샤인에서는 죽어가는 태양에 폭탄을 터뜨려 심폐소생술을 하러 가는 인물들이 나오고,

설국열차에서는 빙하기가 도래한 지구에서 겨우 살아남아 열차를 타고 세계 일주를 하는 인물들이 나옵니다.

그래비티에서는 지금도 운영중인 우주정거장과 그 안에서 임무를 수행하는 인물들이 나옵니다.

인터스텔라에서는 황폐화된 지구를 떠나 새로운 삶의 터전을 찾기 위해 우주로 나가는 인물들이 나오고,

마션에서는 홀로 화성에 버려진 ~~전직 특수요원~~ 식물학자가 살아남기 위해 고군분투하는 이야기가 나옵니다.

제가 이런 이야기들을 꺼낸 이유를 짐작하신 분들이 있을 것 같습니다.

각 영화에서 사람을 살리기 위해 어떤 방법을 사용하는 지 살펴보겠습니다.

선샤인에 나오는 우주비행선 안에는 사진에 보이는 산소정원이 꾸며져 있습니다.

8명의 대원들이 우주비행선 안에서 숨을 쉴 수 있게 하는 중요한 시설입니다.

얼마나 중요하다고 생각했는지, 대원 중에는 생물학자(양자경 分)가 포함되어 있으며 오로지 이 산소정원을 관리하는 역할만 합니다.

여담이지만, 사진에 보이는 에어컨 실외기 같이 생긴 저 기계들은 LG 전자에서 제작한 거라고 합니다.

설국열차에는 작물을 재배하는 칸이 등장합니다.

1편에서 소개 해 드린 식물공장과 생긴 것이 엄청 유사합니다.

타냐라는 흑인 여성은 이 칸에 들어서자마자 토마토를 집어먹느라 정신이 없습니다.

~~평생 양갱만 먹고 살았으니...~~

그래비티에 등장하는 중국의 우주정거장 톈궁(天宮) 내부에 있는 시설입니다.

영화에서 너무 순식간에 지나가 이런 장면이 있었는지 모르는 분들이 많습니다.

주인공조차도 우주정거장이 폭파당하고 있는 위급한 상황에 처해있으니 저게 뭔지 확인할 겨를이 없었을겁니다.

이 장치는 무중력 상태에서 밀과 보리를 재배하기 위해 만들어진 것이고, 보시는 것처럼 원통형 구조로 되어있습니다.

인터스텔라에 등장하는 우주비행선 쿠퍼 스테이션 내부에 있는 옥수수밭입니다.

주인공이 원래 살던 곳에 있는 옥수수밭을 본떠 만든 것이라 그런지, 주인공은 신기해 합니다.

여기서도 톈궁의 밀 재배 시설과 마찬가지로 원심형으로 된 옥수수밭인 것을 알 수 있습니다.

여태까지 재배 시설만 잠깐잠깐 보여주던 영화와 달리 마션에서는 작정하고 농사를 짓습니다.

자신을 구조해줄 대원들이 올 때까지 먹을 음식을 확보하기 위해 화성의 흙을 퍼다가 감자를 기릅니다.

역시 전직 특수요원은 다른 행성에서도 살아남기 위해 천재적인 능력을 발휘하나봅니다.

2. 생명지원시스템이란?

그렇다면 영화에서 왜 자꾸 저런 장치들이 등장하는 것일까요?

사실 이런 장치들이 없어도 영화에서 하고 싶은 이야기를 풀어나가는 데는 별 지장이 없습니다.

하지만, 이런 장치들이 자꾸 등장하는 이유는

저게 없으면 우주에서 사람이 도저히 살 수가 없기 때문입니다.

우주 공간은 워낙 넓어서 우주 여행을 하는 동안 수소 원자 하나 만나기 어렵습니다.

온도는 절대영도(-273℃)에 가까울 정도로 차갑고,

숨 쉴 수 있는 산소조차 없기 때문입니다.

이런 극한의 환경 중에서도 끝판왕이라고 할 수 있을 우주에서 살아남기 위해 사람들이 개발하는 장치들을 통틀어 생명지원시스템(Life support system)이라고 부릅니다.

생명지원시스템에는 거대한 시설만 있는 것은 아닙니다.

조석 작가가 연재한 네이버 웹툰 '문유'에서 주인공이 입고 나오는 이런 물건도 생명지원시스템에 속합니다.

우리가 흔히 우주복이라고 부르는 것도 사람을 우주에서 살아있게 만드는 기술들이 들어간 물건입니다.

사람을 살려 놓는 장치들에는 정말 다양한 것들이 있습니다.

이제부터 몇 가지 생명지원시스템의 종류에 대해 알아볼까 합니다.

3. 아폴로 11호

인류가 지구 궤도를 벗어나 다른 천체에 발을 내딛은 사례는 역시 아폴로 프로젝트부터 살펴봐야 합니다.

아폴로 프로젝트를 통해 인간이 다른 천체에 가 볼 수 있다는 희망이 생겼기 때문입니다.

여기에 타고 달에 다녀온 닐 암스트롱, 버즈 올드린 같은 우주비행사들은 길어야 한 달 이내의 임무를 수행했습니다.

임무 수행을 하는 동안 먹을 음식들은 전부 우주선에 싣고 지구를 떠났고,

그동안 발생한 쓰레기나 배설물은 전부 모아서 버렸습니다.

이렇게 자원을 전부 싣고 떠나서 임무를 수행하고 발생한 폐기물을 모조리 버리는 방식을

개방형(open loop) 생명지원시스템이라고 부릅니다.

개방형 생명지원시스템은 만들기가 쉽습니다.

그래서 짧은 기간 내에 보급이 가능한 잠수함이라든지, 달 탐사 우주선 같은 경우에 주로 쓰입니다.

4. 국제우주정거장(ISS)

그러나 몇 달 이내로 끝나던 임무가 몇 년 주기로 늘어난다면 상황이 조금 달라집니다.

무작정 먹을것들을 싸들고 우주로 나갈 수는 없는 노릇입니다.

국제우주정거장(International Space Station)에는 이러한 상황에 대처하기 위한 장치들이 포함됩니다.

이 조그만 박스 크기의 물건은 국제우주정거장에서 생물 실험을 하는 생물학자들을 위해 쥐를 공급하기 위한 장치입니다.

AEM-T 라고 부르는 이 기계는 안에 쥐가 살고있습니다.

그림에서 볼 수 있듯, 쥐가 들어있는 박스를 우주정거장에 올려보내는 동안 쥐를 살려두기 위해 만든 기계입니다.

숫자 5번에서 우주정거장에 쥐를 공급하고, 실험이 끝난 샘플들을 회수하는 역할까지 할 수 있습니다.

역시 나사에서는 사람뿐 아니라 쥐를 살리기 위해서도 신기한 기계들을 많이 만듭니다.

그럼 사람들이 먹을 수 있는 채소를 키우기 위해 나사에서 만든 기계들을 살펴볼까요?

나사에서 연구중인 식물재배기는 점점 그 크기가 커지고 있습니다.

2010년에 완성된 VEGGIE 라는 기계는 가로 세로 1m 정도 크기인가봅니다.

기계는 이렇게 생겼고, 안에서 상추를 기르고 있습니다.

YTN 뉴스에서도 우주비행사들이 상추 뜯어먹는 광경을 보도 한 적 있더군요.

(http://www.yonhapnews.co.kr/bulletin/2015/08/11/0200000000AKR20150811004000071.HTML)

현재까지의 기술로 우주에서 사람들이 먹고 살 수 있게 만드는 장치는 이 정도까지 개발되어 있습니다.

5. Mars-One(화성 식민지 계획)

지구 궤도를 돌고 있는 국제우주정거장보다 더 멀리, 그리고 더 오랫동안 우주에서 사람을 살려두기 위한 생명지원시스템들도 개발되고 있습니다.

Mars-One 이라고 부르는 이 프로젝트는 2025년까지 화성에 식민지를 건설하기 위한 계획입니다.

2018년까지 여러 대의 탐사선(lander)을 보내 화성에 식민지를 건설할 장소를 물색하고,

2022년에 엘론 머스크가 개발중인 Space X 우주선을 타고 대원들이 이주합니다.

2025년에는 이런 식민지를 확장하는 데 주력하려고 합니다.

이런 화성 식민지 계획에는 식물 재배를 위한 장치들도 포함되어 있습니다.

BIO Plex 라고 부르는 이 시설에는 여러 가지의 식물을 기를 수 있습니다.

나사에서 시도중인 계획에는 상추와 고구마, 콩, 땅콩, 밀 등을 재배하려는 것으로 보입니다.

그러나 이런 계획만 갖고는 실제로 사람들이 화성에 가서 살 수 있을 지 모르는 일입니다.

몇 번의 연습이 필요합니다.

HI-SEAS mars라고 부르는 이 장치는 하와이의 마우나 로아 화산 중턱에 건설되어있습니다.

화산 기슭이기 때문에 화성과 주변 환경이 매우 유사한데,

여기서 대원들은 120일 동안 살면서 화성에서 생활하는 것 같이 연습을 하고 있습니다.

이 정도 되는 시설에서는 대원들이 먹고 남긴 음식이나,

배설물들을 모아서 식물을 기르는 장치도 포함되어있습니다.

이렇게 장기간에 걸쳐 자원을 재활용 할 수 있는 생명지원시스템을

반폐쇄형(semi-closed loop) 생명지원시스템이라고 부릅니다.

6. 폐쇄형 생명지원시스템은 가능한가?

앞서 개방형과 반폐쇄형 생명지원시스템을 소개해 드렸습니다.

개방형 생명지원시스템에 비해 반폐쇄형은 자원을 재활용할 수 있는 장점이 있기 때문에

대원들이 오랫동안 임무를 수행할 수 있게 만들어줍니다.

이야기의 흐름에 따라 완전 폐쇄형 생명지원시스템이 가능할 수도 있겠다는 생각이 드신 분들이 많을 것입니다.

그래서 오늘의 이야기는 여기서 마무리 짓고,

다음 화에서 남은 이야기들을 풀어볼까 합니다.

<다음 화 예고>

다음 화에서 뵙겠습니다.

읽어주셔서 감사합니다.

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