인류는 정말 지구를 떠나 달과 화성에서 살아갈 수 있을까?

국가우주정책연구센터 초대 센터장과 생리학자가 들려주는 우주에서 생존하는 법

 

조만장자로 일컬어지는 일론 머스크를 필두로 세계 각국에서 우주산업에 관심을 기울이는 이유는 무엇일까? 고대부터 존재했던 우주를 향한 지적 호기심을 만족하기 위해, 우주 환경에서만 가능한 공정을 제조업에 활용하기 위해, 갈수록 뚜렷해지는 기상이변을 해결하기 위해. 이유는 정말 다양하다. 특히 미국의 NASA를 필두로 스페이스X, 블루오리진, 한화에어로스페이스 같은 우주항공기업이 ‘우주에서의 일상’을 그리는 모습은 가장 많은 주목을 받고 있다.

여기서 자연스레 발생하는 ‘과연 인간이 우주에서 살아갈 수 있을까?’라는 지적 호기심에서 비롯되는 궁금증 역시 각양각색이다. 집은 무슨 재료로 짓고, 무슨 음식을 먹고, 어떤 옷을 입고, 배설물은 어떻게 처리할까? 아프거나 다치면 어떻게 치료받아야 할까? 또 거기서는 국적이라는 게 없는데 다툼이 발생하면 어느 나라의 법에 따라야 할까? 그야말로 가장 기초적인 의식주부터 시작해서 공학, 기술, 의학, 법과 제도까지 생각해 볼 구석이 많다.

《우주로 간 호모 사피엔스》는 바로 그 ‘우주에서의 일상’을 담은 책이다. 공상과학 콘텐츠에서 묘사되는 것처럼 막연한 구상을 그린 것이 아닌, 현실적이고 구체적인 우주 개발의 미래를 담았다. 이 책을 집필한 저자들은 우주 관련 연구를 지속해 온 전문가로, 점점 구체적으로 변하는 우주개발계획에 발맞춰, 실제로 우주로 나아가고 거기서 일상생활을 하게 될 인류를 ‘호모 스페이시언스Homo Spaciens’라고 부른다. 호모 사피엔스 다음 단계라고도 할 수 있는 호모 스페이시언스, 즉 우주 인류라는 개념을 새로 정립하고 다방면에 걸쳐 그들의 생활상을 살펴보았다.

저자인 조황희 박사는 국가우주정책연구센터 초대 센터장을 지낸 우주 관련 연구자이며, 생리학자인 곽지연 교수는 우주생리학과 우주의학 분야를 연구 중이다. 두 저자는 현재 인류가 우주에 진출하기 위해 꼭 고민해 봐야 하는 이슈들을 다각도로 조망하고 고찰했다. 이러한 관점에서 《우주로 간 호모 사피엔스》는 우주 개발의 현실성에 의문을 가진 독자들에게는 모든 문제에는 해결책이 있다는 사실을 보여 주고, 우주라는 공간 자체에 호기심을 느끼는 독자들에게는 다방면의 지식을 심어 줄 것이다.

[목 차]

프롤로그 우주로 간 인간, ‘호모 스페이시언스’의 탄생을 위하여 5

 

1장 미지의 영역이던 우주로 시선을 돌린 인류

1. 우주 탐사를 가능케 만든 지적 발견 16

16~17세기, 현대 우주공학의 기초를 다지다 18 | 18~19세기, 물리학으로 규명하는 우주 24 | 20세기, 점차 밝혀지는 우주의 특성 30

 

2. 우주로 나아가려는 공학적 사투 40

SF 소설이 쏘아 올린 우주 탐사의 꿈 42 | 몸을 돌보지 않는 헌신이 이끈 항공의학 49 | 인간의 생존을 방해하는 물리적 장벽 55

 

3. 우주패권 경쟁이 만든 인류의 도약 61

무기를 로켓으로 바꾸는 여정 63 | 제2차 세계대전 이후, 로켓 기술의 진보 70 | 우주패권 경쟁과 NASA의 탄생 78 | 우주에서 생존하기 위한 공학적 움직임 83 | 마침내 달 표면에 발자국을 새기다 91

 

2장 공허한 우주에 삶의 터전을 구축하다

1. 다행성 종으로 거듭나기 위한 첫걸음 110

인류 역사상 최초로 우주에 거주하다 112 | 400km 상공을 도는 국제우주정거장 121 | 가혹한 공학적 검증으로 쌓은 신뢰 136 | 광활한 우주 속, 티끌에 불과한 인류 148

 

2. 삶의 터전으로 진화하는 우주 155

우주에 거주하기 위해 고려해야 할 것들 157 | 우주로 이식하는 데 성공한 지구의 생활상 161 | 하나의 생태계가 된 우주복 169

 

3. 위대한 자연에 도전하는 생명유지시스템 177

지구에 의존하지 않고 자립하다 179 | 지구의 자정작용을 모방한 호흡 184 | 인간의 땀과 소변조차 소홀히 하지 않는 우주 191 | 버티는 장소에서 순환하는 생태계로 196

 

4. 무중력에서 사수하는 인간적인 삶 201

무중력 식탁 위에 차려진 ‘식욕’ 202 | 씻을 수 없는 우주에서의 위생관리 207 | 보이지 않는 먼지와 우주미생물 통제 211

 

3장 지구의 중력에 최적화된 인체가 벌이는 사투

1. 역류하는 유체와 흔들리는 감각 220

무중력으로 인한 인체의 변화 221 | 감각 신호의 충돌이 초래한 우주멀미 227 | 뇌압에 의한 우주비행사의 시력 변화 231 | 맛을 잃어버린 우주의 식탁 234 | 우주 환경이 지워 버린 인간의 생체리듬 238

 

2. 인체를 지탱하는 근골격 퇴화 현상 244

소변으로 녹아 나오는 칼슘과 가늘어지는 다리 246 | 키가 커진 현상 뒤에 가려진 기괴한 변형 251 | 인체의 연결 부위까지 번지는 균열 256 | 인체에 방어선을 형성하는 우주의학의 발달 261

 

3. 수십 조의 체내 세포가 겪는 보이지 않는 변화 268

우주 체류가 바꾼 인간의 수명 270 | 보이지 않는 방사선의 역습 275 | 무너진 면역체계와 미생물의 역습 281 | 우주생리학이 설계하는 호모 스페이시언스의 미래 286

 

4장 인류의 삶을 윤택하게 만드는 우주기술

1. 우주에서 찾은 질병 치료 열쇠 294

무중력이 빚어낸 고품질 신약 296 | 가속하는 노화 현상을 신약 개발의 기회로 300 | 우주선 내부에 마련한 최첨단 의료시설 304 | 우주에서 해법을 찾는 지상의 예방의학 308 | 인류의 건강수명을 재편하는 보건 패러다임 312

 

2. 지구의 일상을 발전시키는 우주기술 316

화려한 프로젝트 뒤에 가려진 효용성 논쟁 319 | 우주기술이 포착하는 생체신호로 생명을 연장하다 323 | 차가운 로봇이 싹 틔우는 따뜻한 생명 327 | 지구의 위생을 재정립하다 332 | 우리 일상 곳곳에 존재하는 우주공학의 영향 335

 

3. 저렴해진 비용이 창출하는 우주 진출 343

우주혁명이 촉발한 궤도 위 산업 345 | 인류의 일상에 스며들 우주 서비스 경제 349 | 우주시대의 기반이 될 다양한 기술 353 | 궤도 경제의 영속성을 위한 법과 제도 357

 

5장 호모 스페이시언스가 창조할 문명

1. 달, 인류의 새로운 베이스캠프 364

전략적으로 달을 선택한 아르테미스 프로젝트 366 | 심우주 거주를 향한 다방면의 노력 373 | 앞으로 펼쳐질 달 위의 경제권 378 | ‘생물’이 외계에서 자립하기 위한 필수 조건 386

 

2. 호모 스페이시언스의 생활권이 될 화성 392

화성으로 이어지는 인류의 지적 유산 393 | 스타십 함대와 SF가 상상하는 붉은 행성 398 | 화성 생활권 구축을 위한 공학적 난제 402

 

3. 신인류의 우주 정착과 독자생존의 길 407

기존의 상식을 뒤집는 우주적 인지 408 | 신인류가 새로 정립하는 공동체 윤리 412 | 지구로부터 독립해야 하는 이유 416 | 행성 사회의 거버넌스 420

 

4. 우주 인류의 탄생, 호모 스페이시언스 425

생존의 지혜를 가르치는 우주 시민교육 427 | 우주의 독창성을 표현하는 예술과 문학 431 | 호모 스페이시언스로 진화한다는 의미 433

[본 문]

인류가 우주의 보이지 않는 내부 구조를 본격적으로 들여다보게 된 계기는 1932년, 칼 잰스키Karl Jansky의 발견이 시초였다. 대서양 횡단 무선통신에서 잡음이 발생하는 원인을 찾던 그는 매일 일정한 주기로 반복되는 기묘한 전파 신호를 포착하였고, 그 발신원이 우리 은하 중심부임을 밝혀냈다. 이 역사적 조우는 인류가 가시광선이라는 좁은 창을 넘어 전자기파라는 드넓은 영역으로 우주를 인식하게 된 전파천문학의 서막을 열었다 _36쪽

 

이 과정에서 기술적 패러다임을 바꾼 결정적 변곡점은 트랜지스터의 등장과 전자 부품의 소형화였다. 소련의 코롤료프가 무거운 진공관 기반의 유도시스템을 감당하기 위해 거대한 엔진을 묶는 클러스터링 방식에 집중하며 압도적인 추력을 확보하는 길을 택했다면, 미국은 벨 연구소에서 발명된 트랜지스터를 로켓의 두뇌에 이식하기 시작했다. _75쪽

 

지상에서 약 400km 상공의 궤도를 공전하는 국제우주정거장은 현대 과학기술이 도달할 수 있는 한계를 시험하며 국가 간의 장벽을 허물어 낸, 인류 역사상 가장 거대하고 복잡한 ‘공동 연구단지’이다. 마치 레고 블록을 하나씩 이어 붙이듯 각국의 기술 단위인 모듈을 궤도상에서 정밀하게 결합해 완성한 이 연구소는 궤도를 유지하기 위해 탄환보다 수 배나 빠른 초속 약 7.8km(시속 28,000km)라는 경이로운 속도로 지구를 선회한다. _121쪽

 

우주복의 탄생 비화 또한 이러한 가치만큼이나 극적이다. 인류를 달에 보낸 아폴로 프로젝트 당시, 최종 승자는 군수업체가 아닌 여성용 속옷 제조사 ILC 도버 ILC Dover였다. 딱딱하고 경직된 금속공학보다 신체의 곡선을 이해하고 유연한 움직임을 보장해야 하는 속옷 제조사 특유의 섬세한 재봉 기술과 라텍스 가공 노하우가 우주복의 가동성을 확보하는 데 훨씬 유리했기 때문이다. _175~176쪽

 

지구에서 심장의 좌심실은 중력을 거슬러 전신으로 혈액을 보내기 위해 길쭉한 타원체 형태를 띠며 강력한 근육질을 유지한다. 중력에 대항하여 전신에 피를 돌리려면 심장벽은 두꺼워야 하고 형태는 견고해야 한다. 하지만 우주에서는 중력의 저항이 사라지면서 심장이 혈액을 뿜어내는 데 드는 물리적 노고가 현격히 줄어든다. _226쪽

 

NASA의 ‘진랩GeneLab’ 프로젝트는 이 사투의 핵심 전초기지다. 전 세계 우주비행사들의 유전체 데이터를 통합 분석하여, 골다공증이나 근위축에 더 취약한 사람을 찾아내어 유전적 배경을 파악해 본 결과, 뼈의 강도를 조절하는 ‘LRP5’ 유전자에서 특정한 변이를 보이는 우주비행사는 미세중력 환경에서 골밀도가 훨씬 빠르게 감소한다는 사실이 밝혀졌다. _262쪽

 

우주가 남긴 기술적 유산은 현대인이 누리는 안락함과 안전의 기준을 재정의하며 보이지 않는 곳에서 견고한 사회 인프라를 구축해 왔다. 과거에는 우주비행사라는 극소수의 생존만을 위해 투입되었던 집념이, 지금은 수십억 명의 인류에게 편안한 수면 환경을 제공하고 빗길 사고를 방지하는 기술로 진화하여 지구의 일상을 편안하게 만들고 있다. _318쪽

 

의사들은 CMOS 센서가 제공하는 고해상도 영상을 통해 육안으로 확인하기 힘든 미세한 암세포나 혈관의 상태를 실시간으로 모니터링하며 수술의 정확도를 극대화하고 있다. 이는 우주 탐사를 위한 극도의 효율화가 지상의 생명 연장이라는 실질적 혜택으로 귀결된 상징적 결과물이다. _341쪽

 

그러나 스페이스X의 ‘팰컨9Falcon 9’이 추진체 수직 이착륙 및 재사용에 성공하면서 시장의 판도가 완전히 뒤바뀌었다. 현재 팰컨9의 저궤도 수송 단가는 1kg당 약 3,000달러 수준으로 떨어졌으며, 이는 과거 대비 20배 이상의 비용 절감을 의미한다. 이러한 가격혁명은 단순히 ‘쏘아 올리는 비용’의 절감과 함께 제조된 결과물을 지구로 안전하게 회수하는 ‘회수비용의 파괴적 하락’을 유도했다. _345쪽

 

특히 달 궤도상의 특정 지점, 즉 지구와 달의 중력이 균형을 이루는 ‘라그랑주 점Lagrange Points’과 이를 활용한 최근접 헤일로 궤도는 전략적 요충지로서의 가치를 지닌다. 이곳은 최소한의 에너지로 심우주 전역으로 나아갈 수 있는 ‘중력의 관문’이자, 지구 저궤도의 모든 인공위성 자산을 내려다볼 수 있는 기하학적 고지다. _371쪽

 

지구의 자원을 일방적으로 소모하거나 특정 행성을 착취하는 약탈적 모델을 벗어날 때, 인류는 항구적인 행성 간 문명을 유지할 수 있다. 상호 이익을 공유하고 기술적·생태적 보완성을 유지하는 연방제적 사회계약은 지구 문명의 외연을 확장하는 동시에 새롭게 탄생한 행성 사회의 자율성을 존중하는 장치가 된다. _408쪽

 

시간이 다르게 흐른다는 사실과 물리적 접근의 제한은 지구 거주민과 행성 정착민 사이에 메울 수 없는 인지적 간극과 ‘우리만의 리듬’을 생성한다. 이러한 시공간적 격리는 행성 내부 구성원들에게 강한 동질감을 부여하며, 지구로부터 격리된 정착지가 독자적인 정체성을 확립하는 심리적 방패막이 된다. 정착지가 자신들만의 시간축을 확립하고 생태적 자립을 선포하는 순간, 지구 거버넌스와의 관계는 일방적 예속에서 상호협력 관계로 강제 이행된다. _419쪽