과학기술부는 올해를 `우주개발의 원년'으로 설정하고 우주개발 사업에 역량을 집중해 `스페이스 코리아' 붐 조성에 적극 나서고 있습니다. 게다가 지난 3일에는 우주개발진흥법이 국회를 통과했으며, 한국인 최초의 우주인 배출 프로젝트가 추진되는 해이기도 합니다. 이에 사이언스타임즈는 항공우주연구원과 공동으로 일반인들에게 우주기술에 대한 상식과 정보를 제공하기 위해 ‘우주항공기술 이것이 궁금하다’라는 기획시리즈를 연재합니다 <편집자주>.

우주공간은 죽음의 공간이다. 우주는 태양이 비출 때와 비추지 않을 때의 온도차가 수백℃(섭씨 120도에서 -100도)나 나고 빠른 속도로 날아다니는 많은 우주먼지와 우주선(cosmic ray) 등 많은 위험 요인이 있는 곳이다. 하지만 우주정거장이나 우주왕복선 안에서는 편안하고 재미있는 생활을 즐길 수 있다. 그런 훈련들 중 가장 기본적인 훈련들에 대해서 알아보자.

우주정거장 안에는 숨을 쉬기 위한 공기가 가득 차 있어서 우주복이 아닌 평상복을 입을 수 있다. 하지만 우주 정거장 안은 지구 중력의 100만 분의 1정도로 무중력 상태에 가깝기 때문에 물체의 무게를 느낄 수 없다. 게다가 고정이 되어있지 않은 모든 물체는 떠오르게 된다. 그래서 특수한 용도의 덧신이나 손잡이 등을 이용해야만 몸을 고정시킬 수 있다.

또한 무중력 상태에서는 바닥(바닥의 개념조차 없다)과의 마찰이 없기 때문에 조금의 힘만 가해도 멀리까지 떠가게 되며, 한 곳에 가만히 있는 것이 힘들어진다. 인체의 혈액순환도 하반부에서 상반부로 쉽게 순환되고 장기들이 위로 치우치게 되기 때문에 인체 내에 있는 모든 것이 부유하는 듯한 느낌을 받게 된다.

그렇다면 물방울이 둥둥 떠다니고, 모든 물체가 여기저기 떠다니게 되는 우주정거장에서 식사는 어떻게 할까? 우주공간에서는 행동이 자유롭지 못하기 때문에 체력소모가 지상보다 더 크다. 또 무중력 상태에서 오랫동안 생활하면 뼈에서 칼슘이 빠져나가고, 근육이 약해진다. 따라서 우주인들에게 균형 있고 영양가 있는 식단이야말로 필수적이다. 일단 물을 마시기 위해서는 플라스틱 주머니에 든 물을 빨대를 이용해서 마셔야 한다.

그리고 우주정거장에서는 어떻게 잘까? 무중력 상태에서는 잠을 자는 동안 가해지는 중력의 영향이 없기 때문에 훨씬 편안한 잠을 이룰 수가 있다. 하지만 몸이 움직여 이리저리 날아다니다 다치는 것을 막기 위해 벨트로 고정을 시킨다. 또는 칸막이를 사용하게 된다. 또한 우주정거장에서는 밤낮의 구분이 명확하지 않고, 지구를 하루에 14번 정도 돌기 때문에 태양이 하루에 14번 정도 떴다 진다. 그래서 환경의 영향을 덜 받기위해 수면 안대를 착용한다.

몇 달 동안 우주공간에 머무르는 동안 먹고 자는 것 못지않게 중요한 것이 씻는 것이다. 물론 지상과 마찬가지로 통 안에 들어가 샤워기를 이용해 샤워를 한다. 이때 공중을 떠다니는 물방울들은 진공장치로 빨아들이게 된다. 이 물은 깨끗하게 해서 다시 샤워를 하는데 사용하기도 하고, 산소발생장치에 사용하기도 한다.

이처럼 지상과는 다른 조건을 가진 우주의 생활은 지구와는 많이 다르다. 하지만 음식을 비롯한 많은 부분들이 우주비행사들이 좀 더 편리하도록 개선이 이뤄지고 있다. 일반인들의 우주여행이 더욱 활발해지기 위해선 우주정거장에서의 편의는 꼭 해결되어야 할 문제다.

그렇다면 이제 우주비행사가 되는 길에 도전해보자. 우주선 안과 우주를 둥둥 떠다니는 우주비행사의 모습은 거의 모든 어린 아이들의 꿈이다. 그러나 우주비행사에 대한 환상만으로 그러한 꿈을 이룰 수는 없다. 또한 위, 아래 개념도 없고, 중력이 작용하지 않기 때문에 무게도 느낄 수 없는 우주 공간에서의 실제 생활이 결코 아름다운 것만은 아니다. 그렇기 때문에 우주 비행사가 되려면 스스로 자격을 갖추고 고된 훈련을 받아야만 한다. 이제부터 우주비행사가 되기 위한 요건과 우주비행사들의 훈련 모습을 살펴보도록 하자.

우주비행사는 우주선을 조종하는 '비행 우주비행사(Pilot Astronaut)'와 과학실험을 맡아서 수행하는 '임무전문가(Mission Specialist)'로 나누어진다. 우주개발 초기에 이런 우주비행사가 될 수 있는 사람들은 극히 제한적이었다. 공군 비행조종사 중에서도 우수한 자질을 가진 사람을 엄격히 선발했기 때문이다. 하지만 지금은 각 임무에 따른 자격 요건을 갖추고 훈련을 받은 사람이라면 가능하게 됐다.

그렇다면 일반인들이 우주비행사가 되려면 어떠한 조건을 갖추어야 할까. 미국의 우주왕복선의 경우, 대담하고 용기 있는 사람, 냉정하고 결단력 있는 사람, 튼튼한 체력, 강인한 정신력을 소유한 사람을 기본으로 하고 있다. 미국에서 비행 우주비행사에 지원을 하려면 미국 시민권을 가지고 있어야하고, 공학, 생명, 과학, 물리, 수학 관련 학과를 나와야 한다.

또한 우주선을 조종해야 하기 때문에 1천시간 이상의 제트기 비행경험을 가지고 있어야 한다. 신체적으로는 신장이 162.5cm이상 193cm이하여야만 지원이 가능하다. 임무전문가의 경우에는 반드시 미국 시민권을 취득할 필요는 없다. 하지만 신장이 152cm이상 193cm이하여야 한다는 조건 등 미항공우주국(NASA)이 요구하는 건강, 신체조건이 엄격히 맞아야한다. 또한 공학, 생물과학, 물리, 수학에 관한 학사학위가 있어야 하며 3년 정도의 관련분야 종사경력이 있어야 한다.

직장인이 아닐 경우 석사는 1년, 박사는 3년을 실무경력으로 인정해준다. 우주비행사가 되려면 이러한 요구조건은 물론이고, 협동심이 있어야 하며, 지상 관제 요원들과 대화를 해야 하기 때문에 영어를 잘해야 한다.

하지만 이렇게 힘들게 우주비행사가 되었다 하더라도 우리나라에는 아직 유인우주선이 개발되지 않았다. 때문에 우주비행을 원한다면 미국의 우주왕복선이나 러시아의 소유즈 우주선과 같은 다른 나라의 유인 우주선에 탑승해야한다. 우주왕복선과 소유즈 우주선에 탑승해서 임무를 수행하기까지는 많은 훈련이 필요하다.

훈련들 중 가장 기본적인 훈련에 대해 알아보면, 우선 유인 우주선이 우주로 나가기 위해서는 로켓의 힘이 필수이다. 따라서 우주비행사는 로켓이 발사될 때 생기는 가속도를 잘 견뎌내야 한다. 그러기 위해서는 원심력 발생장치를 이용해 임의로 실제 상황과 같은 상황을 만들어 내게 된다. 또한 회전 탁자에 서서 상하 좌우의 흔들림에 견디는 훈련, 3방향으로 회전하는 장치에 의해 만들어지는 모든 회전운동을 견디는 훈련, 가속도 훈련장비를 이용해 가속도 상태를 견디는 훈련 등이 행해진다.

특히 미국에서는 무중력 상태를 인위적으로 만들기 위해 제트 비행기를 이용한다. 비행기가 높이 솟구쳤다가 급강하를 하면 순간적으로 무중력을 경험할 수 있다. 놀이공원에서 천천히 상승했다가 급격히 떨어지는 놀이기구를 타 본적이 있을 것이다. 떨어지는 순간 무중력 상태를 경험할 수 있는데 제트기를 이용한 방법과 같은 원리이다. 이러한 상태를 지속시켜 우주비행사들이 무중력 상태에 적응하도록 하는 것이다.

또 러시아의 스타시티라는 곳에서는 수중 무중력훈련을 실시한다. 대형 물탱크 속에서 다른 장비들을 동원해 실제 무중력 상태와 비슷한 상황을 만들어 놓고 걷기, 우주선 문 여닫기, 태양전지판 교체작업 등의 훈련을 받게 된다. 수중 훈련을 마치고 나면 보통 2~3kg의 체중이 감소할 정도로 상당히 힘이 든다고 한다.

이렇듯 우주비행사라는 목표는 쉽게 이룰 수 있는 것이 아니다. 그만큼 막중한 임무를 수행해야 하기 때문이다. 우주비행사라는 목표를 이루기 위해서는 튼튼한 체력 못지않게 강인하고 건전한 정신이 기본이 되어야한다.

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