June 22,2018

우주에서 신선한 샐러드 가능할까?

국제우주정거장에서 상추 재배에 성공

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지금까지 우주는 중력이 거의 없기 때문에 식물을 키울 수 없다고 생각했고, 식물을 키운다 해도 그 식물이 사람에게 어떤 영향을 미칠지 알려지지 않았다. 하지만 우주에서 식물을 키우는 것은 더 이상 상상 속의 일이 아니다.

지난 10일 국제우주정거장(ISS)의 우주비행사들이 처음으로 기내에서 직접 상추를 재배했고, 이를 먹을 예정이라는 소식이 들렸다. 미국항공우주국 소속 스콧 켈리(Scott Kelly)는 트위터를 통해 재배한 상추를 먹는 동영상을 올리기도 했다. (관련링크)

중력이 거의 없는 우주공간에서 식물을 재배한다는 것은 지금까지 상상만 해왔던 일이다. 왜냐하면 우주 공간에서 재배된 식물이 인체에 어떤 영향을 미칠지에 대해서는 아직까지 밝혀진 바가 없기 때문이다.

국제우주정거장에서 베지(Veggie)라는 이름의 미니 농장에서 레드 로메인 상추를 재배하고 있는 모습 ⓒ NASA

국제우주정거장에서 베지(Veggie)라는 이름의 미니 농장에서 레드 로메인 상추를 재배하고 있는 모습 ⓒ NASA

미국항공우주국은 지금까지 국제우주정거장에서 식물을 키우기 위해 지상에서 관련 연구를 진행했다. ‘베지’(Veggie)라는 이름의 미니 농장을 만들었고, 지난 4월 국제우주정거장으로 배달되어 그 결실을 맺게 된 것이다. (관련링크)

우주에서 식물을 재배하기 위한 가장 큰 목적은 바로 식량 문제이다. 실제로 유인 화성탐사와 같은 장기 우주여행이 현실이 되고 있는 상황에서, 신선한 야채를 먹을 수 있도록 하기 위함이다. 만약 지구가 아닌 다른 행성에서 사람이 살 수 있다면, 식물을 재배하는 것은 선택이 아니라 필수이다.

그렇다면 빛 조절이 어려운 우주에서는 어떻게 식물을 키울까. 태양광이 있긴 하지만 위험하다. 따라서 우주에서는 LED를 이용하여 인공 빛을 만들었고, 이를 태양광 대신 이용하여 상추를 재배해냈다.

식물보다 더 단순한 생명체 보내는 것이 목표

계속해서 우주에서 식물을 재배하는 것에 대해 연구해왔고, 이는 2015년 미국항공우주국의 ‘혁신 진보 구상’(NASA Innovative Advanced Concepts)에도 포함되어 있다. 여기서는 조금 더 진화한 내용을 담고 있다. (관련링크)

바로 식물보다 훨씬 단순한 생명체를 화성에 보내는 것이다. 광합성을 할 수 있는 가장 단순한 생명체, 시아노박테리아(cyanobacteria)를 보내는 것이다. NASA는 유진 볼랜드(Eugene Boland) 테크샷(Techshot Inc.) 수석 과학자와 연구팀에 지원을 약속했다.

미국항공우주국이 이 연구를 지원하는 이유는 바로 현재 제작 중인 차기 화성 로버 때문이다. 화성 생물체 실험을 위해 제작 중에 있는데, 이 로버에 작은 컨테이너를 만들고 화성의 흙을 담아 산소를 만들 수 있는지 실험을 하려고 한다.

나사는 우주와 같은 환경을 가진 실험실에서 식물을 키우는 실험을 진행하고 있다.  ⓒ NASA

나사는 우주와 같은 환경을 가진 실험실에서 식물을 키우는 실험을 진행하고 있다. ⓒ NASA

하지만 작은 컨테이너의 크기 때문에 부피가 큰 식물은 탑재할 수 없다. 그래서 미국항공우주국이 선택한 것이 바로 박테리아이다. 작은 용기 안에 화성의 흙을 넣고, 극적인 환경에서도 살아남을 수 있는 시아노박테리아를 첨가하려는 것이다.

사실 화성에는 지구처럼 두꺼운 대기와 자기장이 없어 강력한 방사선 환경에 항상 노출되어 있다. 식물이 산소를 만들기도 전에 죽는 상황이 만들어진다. 그래서 만약 시아노박테리아를 통해 산소가 만들어진다면, 우주 탐사에 있어 상당히 중요한 역할을 할 것으로 보인다.

물론 주의해야 할 점도 있다. 만약 시아노박테리아가 컨테이너 밖으로 빠져나갈 경우에는 미래 연구에 상당한 혼란을 초래할 수 있기 때문이다. 화성의 생명체 존재 여부를 모르는 상태이기 때문이다. 이러한 점 때문에 아직까지 최종 승인은 나지 않은 상태이다.

우주에서 오줌으로 야채를 키울 수도 있다

미국항공우주국처럼 유럽우주기구(ESA)에서도 우주에서 식물을 재배할 수 있도록 실험하는 연구에 지원하고 있다. 독일 우주 센터 연구팀은 ‘EDEN’(Evolution & Design of Environmentally-closed Nutrition sources) 라는 이름의 우주 온실을 개발하고 있다. (관련링크)

이번 연구도 베지 프로젝트와 마찬가지로 미래에 화성이나 달에 오래 체류하게 될 우주인에게 신선한 야채를 공급하는 것을 목적으로 한다. 베지 프로젝트와 다른 점이 있다면, 바로 오줌을 주요 재료로 사용한다는 것이다.

따로 비료를 뿌린다거나 영양분을 공급할 수 없는 상황이기 때문에, 우주인의 오줌을 재활용하여 비료로 만든다는 것이다. 우주 공간과 비슷한 온실을 만들고, 여기에 오줌을 이용하여 비료로 사용하고 있다. 뿐만 아니라 태양 빛 대신에 보라색의 LED를 사용하고 있다. 실제로 우주 공간과 같은 비슷한 환경을 만든 것이다.

우주에서 사람이 살기 위해 반드시 필요한 몇 가지 요소가 있다. 살아남기 위한 식량이나 물, 숨을 쉬기 위한 산소가 그러하다. 여러 요소를 충족하기 위해서는 그만큼 복잡하지만, 필수 요소 중에서도 동시에 공급할 수 있는 경우가 있다.

만약 식물을 키운다면, 사람이 필요한 식량과 동시에 산소도 공급할 수 있지 않을까. 식물은 성장하면서 이산화탄소를 빨아들이고, 산소를 내뿜기 때문이다. 미래에 우주에서 살아남기 위한 방법은 계속해서 연구되고 있다.

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