우주에서 오래 머무르면 사람의 몸은 어떻게 변할까.
340일간 국제우주정거장(ISS)에 머무른 뒤 지난 1일(현지 시각) 지구로 돌아온 미국항공우주국(NASA)의 우주인 스콧 켈리가 답을 알려줬다.
우주에선 키가 자라고, 뼈와 근육은 약해진다. 암에 걸릴 확률도 높아졌다.

켈리는 5일 미국 휴스턴 존슨 스페이스 센터에서 기자회견을 열고 "우주에 머무르는 동안 키가 5㎝ 커졌지만, 지구로 귀환한 직후 곧바로 원래 키로 돌아왔다"고 밝혔다. 켈리의 키가 고무줄처럼 늘었다 준 것은 중력 때문이다. 지구상에서 사람의 척추는 몸무게에 눌려 수축돼 있다. 몸무게는 지구의 중력이 사람을 끌어당기는 힘이다. 지구 상공 400㎞ 궤도를 도는 ISS에는 지구의 중력이 거의 영향을 미치지 않는다. 이곳에서는 몸무게도 없기 때문에 척추가 늘어나 키가 커진다. 하지만 지구로 돌아오는 순간 다시 몸무게가 생기면서 척추가 수축하고 키가 줄어든다.

켈리는 "우주 공간에서 꾸준히 운동을 했는데도 골밀도가 감소했고, 근육량도 줄었다"고 전했다. 무중력 상태에서는 사람이 땅을 짚고 걸어다니지 않고 둥둥 떠다닌다. 움직임에 많은 근력이 필요 없기 때문에 운동을 해도 효과가 떨어진다.

NASA는 켈리가 우주 방사선의 영향을 받아 암에 걸릴 확률이 조금 높아졌고, 심장도 미세하게 작아졌을 것으로 보고 있다. 무중력 상태에서는 피가 아래쪽으로 쏠리지 않기 때문에 심장이 약한 힘으로도 전신으로 피를 쉽게 보낼 수 있다. 상황에 맞게 신체 장기의 활동도 달라지는 것이다.

NASA가 켈리를 우주에 보낸 것은 2030년 이후로 예정된 화성(火星) 탐사를 대비하기 위해서다. 화성으로 가는 우주인은 우주에서 최소한 2년 이상을 보내야 한다. 이 과정에서 사람의 몸이 어떤 영향을 받는지 알아야 우주인의 건강 보호책을 마련할 수 있다.

특히 켈리는 일란성 쌍둥이이다. NASA는 켈리가 우주에 머무르는 동안 지구상에 있는 그의 쌍둥이 형 마크를 지속적으로 살폈다. 일란성 쌍둥이는 유전자가 정확히 일치하기 때문에 두 사람의 건강 정보를 비교하면 우주 환경이 사람에게 미치는 영향을 정확하게 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

미국의 우주비행사 스콧 켈리(52)가 1년 간의 우주 체류를 마치고 내달 1일 귀환해 지구에 있던 쌍둥이 형과 신체 변화를 비교한다. 이는 우주에서의 인체 변화를 확인하기 위한 미국 항공우주국(NASA)의 ‘쌍둥이 연구’ 실험 과정이다.

NASA 외에도 스탠퍼드대, 콜로라도주립대, 존스홉킨스대, 코넬대 연구진 등 수많은 연구진이 참여한 이번 연구는 전세계 유일한 쌍둥이 우주인인 켈리 형제의 제안으로 이뤄졌다.

스콧은 지난 2015년 3월 28일 우주왕복선 소유스호를 타고 국제우주정거장(ISS)에 도달했다. 그는 ISS에 머물면서 사람이 장기간 우주여행을 하면 신체에 어떤 변화가 나타나는지를 살펴보기 위해 정기적으로 신체 각 부위와 감정의 변화를 측정했다.

같은 시간 350km 떨어진 지구에서는 은퇴한 우주비행사이자 스콧의 일란성 쌍둥이 형인 마크 켈리가 동생과 같은 검사를 받았다.

연구진은 이들의 체중, 근육량, 골밀도는 물론 눈동자의 모양까지 관찰했다. 뇌와 심장 등 각 장기에는 어떤 변화가 생기는 지도 검사한다. 장기간의 우주 체류가 인지와 추론능력, 판단력에 미치는 영향 또한 살핀다.

노화의 속도를 보여주는 두 형제의 텔로미어(telomereㆍ염색체 말단의 염기서열 부위) 길이를 우주여행 전후로 비교하면 우주공간과 지구에서 누가 더 빨리 늙는지도 알 수 있다.

신체변화를 무시하고 이론적으로만 보면 스콧이 마크보다 덜 늙는 것이 맞다. 속도가 빠르면 시간이 더 느리게 가는 아인슈타인의 일반상대성이론에 따른 ‘시간 지연’ 덕분에 시속 2만7740km로 지구를 도는 ISS에 6개월 머물면 지구에 있는 것보다 0.0007초 덜 늙게 된다.

그러나 운동량이 극히 제한되고 밀폐된 무중력 공간에서 장기간 방사선에 노출되는 데다 사실상 24시간 근무를 해온 스콧의 신체 나이가 더 들었을 것이라는 추론도 가능하다.

스콧이 지구로 돌아와도 연구가 바로 끝나는 것은 아니다. 우주 생활로 인한 신체 영향이 서서히 나타날 수도 있고 귀환한 후의 신체 변화를 추적하는 것도 중요하기 때문이다.

NASA의 ISS 책임자인 줄리 로빈슨은 미국 CNN방송에 “쌍둥이 연구를 위한 자료 수집은 총 3년간 진행된다”며 “가령 골밀도 변화는 곧바로 나타나지 않기 때문에 우주 체류가 골밀도에 미치는 영향을 당장은 알 수 없다”고 말했다.

우주에서 머문 340일간 스콧에게 일어난 변화를 정밀히 살펴보고 비교하면 우주 공간이 사람에게 어떤 영향을 미치는지 알 수 있게 된다. 또한 이를 통해 앞으로 지금보다 더 오랜 시간 우주비행을 하거나 향후 화성에 인류가 살 수 있도록 하는 데에 중요한 정보를 얻을 수 있다.

조선일보