이소연씨 이틀마다 자기얼굴 ‘찰칵’… 왜?

ISS서 18개 과학실험

우주에선 혈액-수분 위로 몰려 ‘붓는 정도’ 연구

하루 5∼8개씩 수행… 11번째 우주 실험 국가

먼저 이 씨는 이틀마다 얼굴사진을 찍는다. 조용진 한남대 미술학과 교수가 제안한 ‘미소중력상태에서 우주인 신체의 형상변화 연구’ 때문이다.

신체는 중력이 거의 없는 우주에 가면 하체의 혈액과 수분이 상체에 몰려 얼굴이 붓는다. 촬영 장비는 이 씨의 얼굴사진을 2mm 간격의 등고선으로 나타내 부위별로 얼마나 붓는지 계산한다.

이 씨가 잠든 동안 진행되는 실험도 있다. 마이크로전자기계시스템(MEMS) 기술을 이용한 망원경으로 구름 위에서 발생하는 초대형 번개를 촬영하는 실험이다.

지상에서 비행기를 타고 구름 위로 올라가 초대형 번개를 촬영한 적은 있지만 ISS에서 촬영하는 것은 처음이다.

이 씨는 잠들기 전 자외선 적외선 가시광선이 모두 통과하는 창에 박일흥 이화여대 물리학과 교수가 개발한 망원경을 설치한다. 이 망원경은 번개가 치면 자동으로 번개를 쫓아 1초에 20만∼30만 장에 이르는 사진을 촬영한다.

박 교수는 “이 씨가 있는 8일 동안 촬영에 성공할지는 미지수”라며 “운이 좋으면 초대형 번개의 생성부터 소멸까지 연속적으로 확인할 수 있어 학계에 큰 파장을 일으킬 것”이라고 말했다.

김기문(포스텍 지능초분자연구단장) 포스텍 화학과 교수가 제안한 ‘무중력 상태에서 금속-유기 다공성 물질의 결정 성장 실험’은 결정의 성장에 중력이 미치는 영향에 대해 살펴본다.

포스텍 지능초분자연구단은 금속과 유기물 등 2종류의 재료를 준비해 무중력에서 결함이 더 적은 물질을 찾을 계획이다. 연구단의 윤민영 연구원은 러시아에서 이 씨와 동시에 같은 실험을 한다.

이번 실험으로 한국은 우주에서 과학실험을 한 11번째 국가가 된다.

일부에서는 이 씨의 과학실험 임무에 대해 거액을 들여 단순 실험을 한다고 비판하고 있다. 그러나 장영근 항공대 항공우주학과 교수는 “일부에서는 거액을 들여 단순 과학실험을 한다고 비판하지만 무중력 상태에서 1주일간 실험하는 것 자체가 큰 의의를 갖는다”라고 말했다.

전동혁 동아사이언스 기자 jermes@donga.com

▼지구 상공 350km에 자리잡은 우주인 상주 공간▼

■ 2010년 완성되는 ISS는

우주에 떠 있는 인류 최대의 구조물.

한국 최초의 우주인 이소연 씨가 11일부터 9박 10일을 머물 국제우주정거장(ISS)을 과학자들은 이렇게 부른다.

2010년 최종 완성될 ISS는 길이가 74m, 폭이 110m로 축구장과 비슷한 크기에 무게는 420t이나 된다. 미국, 러시아, 일본, 유럽우주기구(ESA), 브라질 등 세계 16개 나라가 1998년부터 함께 짓고 있다. 지구 상공 350km에서 90분에 한 바퀴씩 지구를 돌고 있다.

ISS는 여러 개의 모듈과 태양전지판 등으로 구성되어 있다. 나라별로 각 모듈을 만드는데 이 씨를 비롯해 우주인들이 주로 머무는 곳은 러시아가 만든 즈베즈다 모듈이다.

러시아어로 ‘별’이라는 뜻의 즈베즈다에는 우주인들이 자고 먹고 쉬고 운동하고 씻을 수 있는 생활공간이 있다. 이를 위해 산소발생기, 공기정화기, 물 공급기, 화장실과 세면실, 운동시설, 침실 등 생명유지시스템을 갖추고 있다.

또 즈베즈다에서는 컴퓨터를 다루거나 지상과 통신할 수 있으며, ISS의 궤도를 수정하거나 다양한 과학실험을 할 수도 있다. 긴 원통같이 생긴 즈베즈다는 길이가 13.1m며 최대 지름은 4.15m다.

지구와 ISS를 연결하는 것은 러시아의 소유스호와 미국의 우주왕복선이다. 소유스호는 주로 우주인과 화물을 나르며, 우주왕복선은 ISS를 건설하는 데 필요한 자재를 운반한다.

2001년 말 미국이 한국에 실험 모듈 건설을 제안해 온 적이 있었다. 하지만 비용이 2억 달러에 달해 참여를 포기했다. 만일 그때 한국 정부가 제안을 받아들였다면 한국도 ISS의 주인 중 하나가 되었을 것이다.

ISS는 완공되면 고도를 450km로 높인다. 마찰력을 줄이기 위해서다. ISS는 앞으로 우주 공간에서 각종 과학실험을 하는 우주 연구소나 고순도 의약품을 생산하는 우주 공장으로 활용될 것으로 전망된다. 또 달이나 화성으로 가는 우주선이 중간에 머무는 우주 기지로도 사용된다.

김상연 동아사이언스 기자 dream@donga.com

이소연 씨가 수행할 우주실험 목록
실험과제	내용
식물 발아 실험	우주 환경에서 식물이 자라는 특성 연구
세포 배양 실험	우주 환경이 줄기세포와 미생물에 미치는 영향 연구
초파리 실험	초파리에서 중력에 반응하는 유전자가 자식에게 전달되는지 연구
안압과 심장 검사	미세중력이 눈의 압력과 심장 박동에 미치는 영향 연구
제올라이트 합성	미세중력을 이용해 균일한 크기와 두께의 제올라이트 결정 성장
금속-유기 다공성 물질 연구	미세중력에서 결점이 적은 ‘금속-유기 다공성 물질’ 합성
한반도 대기 관찰	한반도 상공의 황사 현상이나 해양 현상을 촬영
초대형 번개 촬영	MEMS 망원경으로 구름 위에서 발생하는 초대형 번개 연속 촬영
ISS 소음 측정	ISS에서 발생하는 소음의 크기와 원인을 밝힘
메모리 소자 실험	우주 환경에서 다양한 메모리 소자의 성능 분석
무게 측정 실험	미세중력에서 5kg보다 가벼운 무게를 측정하는 우주저울 테스트
우주식품 섭취	우주식품으로 개발된 한국의 전통음식을 먹고 평가
얼굴 변화 촬영	미세중력에서 우주인의 얼굴이 붓는 정도를 입체적으로 측정
우주의 물	지구와 우주에서 물의 성질 비교
우주의 회전운동	뉴턴의 운동법칙과 회전운동이 지구와 우주에서 어떻게 다른지 비교
우주의 표면장력	물을 이용해 지구와 우주의 표면장력 차이 관찰
우주의 펜	우주에서 펜이 써지지 않는 이유를 밝히고 우주용 펜 제작
우주의 식물성장	지구와 우주에서 식물이 자라는 차이점 관찰
위 13개는 기초과학실험, 아래 5개는 교육실험.