한국 첫 우주인 어떤 임무 수행하나?

"잉크 펜은 지구와 우주에서 쓸 때 어떻게 다를까", "식물은 지구와 우주에서 어떻게 다르게 자랄까", "중력이 없는 우주에서도 무게를 잴 수 있을까"

한국 최초의 우주인 고산 씨는 내년 4월 우주비행에 나서면 국제우주정거장(ISS)에 7~8일간 머물며 무중력의 우주공간에서만 가능한 다양한 과학실험을 하게 된다.

이 때문에 고산 씨는 우주비행사나 우주관광객 등이 아니라 우주실험전문가로 분류되며 우리나라는 러시아, 미국, 프랑스 등에 이어 10번째 우주과학실험 수행 국가가 될 것으로 보인다.

고산 씨가 수행할 연구는 청소년 교육자료로 활용할 교육실험 5가지와 산업적·경제적 활용가치가 높은 기초과학실험 13가지 등 18가지다. 모두 우주인임무개발위원회가 산·학·연 등 각계 각층에서 공모한 우주인 임무 중에서 선정한 과제들이다.

과학기술부와 항공우주연구원(항우연)은 고산 씨가 우주에서 과학실험을 마치고 귀환하면 우주인 생활모습과 함께 실험결과를 CD로 제작, 전국 초·중·고교에 교육자료로 배포할 계획이다.

다음은 주요 우주과학실험 내용을 정리한 것이다.

<교육실험>

◇ 지구와 우주에서 물의 현상 비교 = 지구와 우주에서 물의 구성 및 성질 등에 나타나는 차이점을 알아본다. 예를 들어 물은 지구에서는 섭씨 4℃에서 위쪽부터 얼기 시작하지만 우주에서는 물의 대류이나 온도 차이가 없어 다른 형태로 얼 것으로 추정된다.

◇ 회전운동 및 뉴턴법칙 등 비교 = 뉴턴 운동법칙 및 회전운동이 중력이 없는 우주에서는 지구와 어떻게 다르게 나타나는지 실험한다.

◇ 표면장력 차이점 비교 = 물 등 액체가 우주에서 어떤 형태를 보이는지 살펴봄으로써 지구와 우주에서의 표면장력 차이와 그 원리를 밝힌다.

◇ 펜의 사용 차이점을 통한 중력 영향 비교 = 중력에 의해 잉크가 아래로 흐르는 것을 이용해 글씨를 쓰는 펜이 우주에서는 어떤 차이를 보이는지 관찰함으로써 중력의 영향을 설명하고 우주에서 사용할 수 있는 펜을 제작한다.

◇ 식물성장 비교 = 지구와 우주에서 식물이 자랄 때 어떤 차이를 보이는지 실험으로 확인하고 그 원인을 분석한다.

<기초과학실험>

◇ 우주에서 쓸 수 있는 '우주저울' 개발 = 지구에서 무게측정은 중력을 이용한 것이다. 그러면 중력이 없는 우주에서도 무게를 잴 수 있을까. 항우연 최기혁 박사는 무중력 환경에서 5㎏ 이하 물체를 오차 0.5g 수준으로 측정할 수 있는 우주저울을 개발했으며 우주과학실험으로 그 실효성을 실험한다.

◇ 국제우주정거장 내 소음 환경문제 파악 및 개선 연구 = 한국과학기술원(KAIST) 이덕주 교수가 제안한 과제로 국제우주정거장에서 우주인에게 가장 큰 스트레스 원으로 꼽히는 소음을 측정하고 소음원을 파악할 수 있는 시스템을 개발하고 개선 방법을 모색한다.

◇ 첨단 식품가공기술을 이용한 새로운 우주식품 개발·실증 실험 = 김치 등 한국 전통음식을 우주식품으로 개발해 우주인이 섭취함으로써 한국 음식의 세계화에 기여하고 우주식품의 인증 및 개발 기술을 확보한다. 한국식품연구원 김성수 박사와원자력연구원 이주운 박사가 제안했다.

◇ 초파리를 이용한 중력반응 및 노화유전자 탐색 = 건국대 조경상 교수가 제안한 과제로 우주환경에서 초파리를 이용해 중력 반응인자와 노화 촉진 과정을 규명, 장기간 우주체류에 대비한 무중력 적응 프로그램 및 무중력 적응제 개발. 노화 방지대책 마련 등에 활용한다.

◇ 우주공간에서 사용할 소형 생물배양기 개발 = 지구에서 조직배양은 2차원으로 이뤄지지만 무중력 상태에서는 조직배양이 3차원으로 이뤄진다고 한다. ㈜바이오트론과 생명공학연구원이 개발한 '소형 생물배양기'의 활용 가능성을 실험을 통해 확인한다.

◇우주시대에 대비한 차세대 메모리소자 실증실험 = 전자부품연구원 임기택 박사는 우주시대에 대비한 새로운 메모리소자 개발 등을 위해 다양한 메모리 소자의 성능 및 변화 특성 분석을 제안했다.

◇무중력 상태의 제올라이트와 금속-유기다공성 물질의 결정성장 = 서강대 윤경병 교수는 무중력 상태에서의 제올라이트 결정성장 실험을, 포항공대 김기문 교수는 무중력 환경에서의 금속-유기 다공성 물질 결정성장 실험을 제안했다.

디지털뉴스팀