[테크홀릭]우주에 가면···인체에는 어떤 변화가?글: 이장혁 IT칼럼니스트 미 항공우주국 나사(NASA)의 우주비행사인 릴랜드 멜빈(Leland Melvin)은 지난 2008, 2009년 두 차례 우주에 간 경험이 있다. 그의 설명에 따르면 몸에 일어나는 첫 번째 변화는 척추의 길이다. 인간의 척추는 작은 뼈가 쌓여 있는 형태다. 지상에선 중력으로 항상 눌리지만 태어난 이후 계속 중력의 영향을 받는 만큼 이런 영향은 거의 의식할 수 없다. 하지만 중력이 작용하지 않는 우주에 가면 몸을 짓누르고 있던 힘에서 해방되기 때문에 척추 중에서도 특히 연골이 영향을 받아 우주비행사의 신장은 조금 길어진다. 이 상태가 될 때까지 힘들고 우주비행사는 척추 통증을 호소하기도 한다. 따라서 척추에 압력을 가하기 위해 몸을 웅크리는 사람도 있다고 한다. 심장 상태에도 변화가 나타난다. 심장은 우주공간에선 크기가 작아져 버린다. 하지만 지상에선 발밑에서 상체로 혈액을 보내는 데 큰 힘이 필요하지만 무중력 공간에선 아주 간단하게 몸을 가로 질러 혈액을 짜낼 수 있다. 따라서 심장은 지상에서처럼 많은 힘을 필요로 하지 않는다. 이렇게 되면 뼈에서 칼슘이 손실되어 뼈의 강도가 계속 낮아진다. 따라서 릴랜드 멤빌은 우주비행사는 러닝머신에 몸을 묶고 다리에 힘이 걸리게 하고 훈련을 해야 할 것이라고 말한다. 쉽게 이동할 수 있어 우주가 편할 것이라고 생각하겠지만 이것 이상으로 인체에 다양한 영향을 준다는 것이다. 또 의외인 것 가운데 하나는 시력 저하다. 인간의 안구는 젤 형태 물질로 이뤄져 있다. 지상의 중력 1G 상태에서 잘 작동하도록 진화되어 있다. 이런 인간이 무중력 상태인 우주로 가면 균형이 잡히지 않은 안구 모양은 변화하고 시력에 영향을 받는 사람도 나오게 된다. 따라서 우주비행사 중에는 안경을 착용하고 시력을 교정하는 사람도 있다. 또 어떤 사태가 일어날 수도 있는 만큼 우주선 선내에도 다양한 안경이 준비되어 있다고 한다. 이렇게 우주에선 인체에 미치는 영향만 봐도 아직까지 우주는 수수께끼 투성이다. 아직까지 인류에게 탐구심을 불러일으키는 멋진 대상인 것도 사실이다. 한국 우주인 최종 후보 두 명이 25일 뽑혔다. 러시아 가가린 우주비행사훈련센터에서 1년간 훈련을 받은 뒤 둘 중 한 명이 2008년 4월께 국제우주정거장으로 가게 된다. 인간이 우주로 올라가면 어떤 일을 겪게 될까. 전직 우주비행사들의 경험을 통해 우주에서 인간이 겪었거나 겪을 수 있는 '사건'을 알아본다. ◆소변 배출하면 '빛의 축제'=우주인이라고 대.소변을 보지 않을 수 없다. 소변과 대변을 볼 수 있는 기저귀처럼 생긴 채뇨기.채변기를 차긴 한다. 그러나 지구로 소변과 대변을 가지고 오지 않을 거라면 우주 공간에 버린다. 소변은 우주 공간으로 방출되면 그 즉시 수천 개의 작은 얼음 알갱이로 변한다. 우주 공간은 무서운 냉기가 지배하고 있기 때문이다. 소변이 언 얼음 알갱이에 빛이 반사하면 우주선 주변은 현란한 '빛의 축제'가 벌어진다. 미 항공우주국(NASA) 우주인들은 너나할것없이 이를 우주의 아름다운 장면 중 하나로 꼽았었다. 1962년 머큐리 7호에 탑승해 지구를 세 바퀴 도는 임무를 받고 우주로 향했던 스콧 카펜터의 경우 이 얼음 알갱이의 아름다움에 빠져 사진을 찍고 구경하느라 귀환 중 대기권에서 타 죽을 뻔하기도 했다. 대기권 진입을 위한 기기 작동이 늦어졌기 때문이다. 이 일이 있은 이후 카펜터는 더 이상 우주로 올라가지 못했다. 이런 일도 있다. 남성 우주인들은 소변을 받기 위해 깔때기 모양의 채뇨기를 성기에 끼우도록 돼 있다. 문제는 우주인들이 '자존심' 때문에 자신의 성기보다 큰 것을 선택하는 바람에 소변이 새어 나와 우주선 안을 떠도는 사고가 가끔 일어났다. 우주선 안은 무중력이기 때문에 물방울도 공간을 둥둥 떠다닌다. 그 소변이 기기 안에 들어가면 기기 오작동이 일어날 수 있다. ◆우주복 구멍 뚫리면 피가 끓어=우주선이 지구 밖으로 나가긴 하지만 지구 환경을 거의 그대로 만들어 나간다. 그렇지 않으면 인간이 생명을 유지할 수 없다. 우주선이나 우주 유영 중인 우주인의 우주복에 구멍이 뚫리면 치명적인 일이 벌어진다. 체온으로 우주인의 피가 끓어 곧바로 기체가 돼 버릴 것이다. 기압이 낮은 높은 산에 올라가면 100도 이하에서 물이 펄펄 끓는 것과 마찬가지 원리다. 우주에는 기압이 없기 때문에 체온보다 낮은 온도에서 피가 끓게 된다. 만약 이런 현상이 일어나지 않는다면 우주의 냉기로 인해 꽁꽁 얼어버릴 것이다. 우주인은 우주선 발사 3시간 전부터 100% 산소를 들이마신다. 보통 공기 중에는 산소가 20% 섞여 있다. 그렇게 하는 이유는 피 속에 녹아 있는 질소를 완전히 빼내기 위해서다. 혈중 질소가 우주에서 기화돼 혈액 속에 공기방울을 만들 우려가 있기 때문이다. ◆우주선과 관제국의 시간은 발사 시간에 맞춰=지구에는 수많은 시간이 있다. 그리니치천문대를 기준으로 각국은 시간을 정해 쓴다. 미국은 동부.중부.서부가 다 시간이 다르다. 한국은 일본과 같은 시간을 쓴다. 우주선은 어떤 시간을 쓸까. 우주선과 관제센터만의 시간을 정해 쓴다. 우주선 발사 시간부터 시간이 흘러간다. 즉, 발사 순간이 0이고, 그 뒤로부터 1초, 2초…1시간, 2시간 등으로 시간이 간다. 우주선에 탄 우주인 관제센터와 통신하면서 현재 시간 10분20초라고 말했다면 그것은 발사 뒤 그만큼 시간이 흘렀다는 의미다. 이렇게 독자적인 시간을 정해 쓰는 것은 우주에는 기준점이 없기 때문이다. ◆눈 감아도 보이는 섬광= 아폴로11호 우주인 바즈 올드린이 처음 보고 했다. 달을 향해 가던 올드린이 야밤에 눈을 감고 있는데 섬광이 번쩍 한 것이다. 마치 만화에서 누군가에게 뒤통수를 얻어맞았을 때 그리는 그런 섬광이다. 물론 우주에는 밤과 낮이 없다. 인공으로 창을 가리고, 미등만 켠 채 잔다. 그 시간이 밤이라면 밤이다. 이런 섬광은 후에 여러 우주인이 경험했다. 처음에는 환상이나 생리적인 이상 탓에 섬광을 본 것이라고도 우주인이나 지상 의료진은 생각했다. 그러나 많은 우주인이 그런 보고를 하자 우주에서 일어나는 특이 현상 목록에 올려졌다. 어떤 우주 소립자가 인체의 어떤 물질과 부딪쳐 생긴다는 추측도 나왔다. 그러나 아직도 어떤 이유로 그런 섬광이 생기는지 밝혀내지 못하고 있다. 박방주 과학전문기자
제12기 국민참여기자단 / 김용희 오늘은 지구의 대기를 넘어 우주에 대해 다뤄보려고 합니다! 우리는 지구에서 태어났으며 계속 살아왔고 특정한 경우가 아니면 우주에 나갈 일이 거의 없으니 엄청나게 넓은 우주공간에 대해 많이 생각해볼 기회가 없었을 텐데요. 우주 공간의 넓이와 광활함에 비하면 지구는 정말 아무것도 아닐 정도로 매우 작답니다. 장차 인류가 우주로 진출할 때를 생각하여 우주 공간에 나가면 정말 얼어 죽을지, 혹은 우주에 나가면 터져서 죽게 되는지 등 우주 공간의 물리적 현상들을 알아보도록 하겠습니다. ⠀ 우주공간의 특징 대략 지표면으로부터 100km 상공 밖에 위치한 우주공간은 인간이 살아가기에는 특수 장비 없이는 불가능한 조건을 갖추고 있어요. 우주의 평균적 온도는 2.7K(-270° C)이며, 무엇보다 우주 방사선이 매우 강렬하기 때문에 이는 인간이 살아가는데 매우 치명적이랍니다. 우주 방사선은 과거 초신성 폭발 등이 원인이 된 것으로 1차 방사선, 2차 방사선 등 그 종류는 다양하지만 모두 매우 위험해 인간의 중추신경계와 DNA 등에 치명적인 손상을 입힐 수 있어요. 또한 극히 미세한 입자인 방사선으로 인해 암이 유발되기도 합니다. 또한 우주는 기본적으로 진공상태를 유지하고 있어 바람이라는 것이 존재하지 않으며 외부 기압이 매우 낮아 지구의 기압에 적응되어 있는 인간은 우주에 나가게 되면 기압 조건으로 피부가 팽창 할 수 있습니다. 간혹 영화 등을 보면 우주에서 우주선의 문을 열면 우주 공간으로 물체가 빨려나가는 것을 보실 수 있는데, 이는 우주선 안은 지구의 기압에 맞춰 우주와 비교했을 때 상대적으로 고기압의 영역이고 우주선 밖은 우주선 안과 비교했을 때 저기압이므로 고기압에서 저기압으로 기압 차에 의해 바람이 발생하는 것이지, 우주 공간에서 지구처럼 기압차로 인한 바람이 부는 것은 아닙니다.
출처 = 픽사베이 ⠀ 우주 공간에 보호장비 없이 나가면 어떻게 될까? 많은 분들이 한번쯤 생각해 볼만한 호기심입니다. 우주 공간에 맨몸으로 나가게 되면 어떻게 될까요? 이에 대해 찬찬히 알아가 보도록 하겠습니다. 1. 몸이 익기 시작합니다. 우주 공간에서의 열의 전달은 “복사”로 이루어집니다. 복사는 열을 전달해 주는 매질이 존재하지 않은 채로 에너지가 전달되는 것인데) 매질이 없어도 전달이 가능하다는 특성이 핵심입니다. 이는 물체의 분자는 이동하지 않고 열만 이동하는 전도, 물체가 직접 이동해 열을 전달하는 대류와 차이점이 있다고 할 수 있죠. 때문에 우주공간에서는 태양복사 에너지를 받게 됩니다. 지구에서 받는 태양복사에너지는 대기권이라는 보호막이 있기 때문에 인간에게 치명적이고 강렬하지 않지만 아무런 보호막이 없는 우주에서는 매우 치명적입니다. 이 때문에 우주공간에 나가면 엄청난 고온의 태양복사 에너지를 받자마자 몸이 즉시 익어버리기 시작하며 이와 동시에 인간은 사망하게 됩니다.
출처 = 미국항공우주국(NASA) 2. 체액이 끓기 시작합니다. 앞서 언급한 바와 같이 우주 공간에서의 기압은 매우 낮습니다.
출처 = 매일경제 위 사진은 기온과 기압에 따른 물질의 상변화를 나타내는데, 기압이 낮을수록 물의 끓는점과 같이 상변화의 온도가 낮아지는 것을 나타냅니다. 지구에서 물의 끓는 점은 100°C입니다. 하지만, 우주에서의 물의 끓는점은 20°C입니다. 사람 몸의 체온보다도 낮죠? 이렇기 때문에 우주에서 인간의 체온은 우주의 끓는점보다 높아 체내의 모든 체액이 끓어 증발해 버리는 상황이 나타나게 됩니다. 기압과 물질의 상변화에 대해 더 자세히 알아보고 싶으신 분들은 아래 기사를 참고하시면 더욱 도움이 될 것 같습니다 ! ▼▼기압과 물질의 상변화 더 자세히 알아보기▼▼ 3. 추위에 노출됩니다. 우주 외부의 기온은 평균적으로 –270°C에 달하는 극저온의 기온입니다. 그러나 이는 지구에서의 –270° C와는 다름을 유의하셔야 하겠습니다. 지구의 경우는 대류, 전도가 일어나지만 우주에서는 진공 상태임을 감안했을 때 복사로만 열의 방출이 일어나게 됩니다. 복사는 전도와 대류에 비해서 매우 느린 속도로 일어나기 때문에 인간의 몸에서 우주 공간으로 빠져나가는 열 방출도 매우 느린 속도로 일어나게 됩니다. 인간이 추위를 느끼는 것은 외부의 기온에 절대적으로 영향을 받아서가 아니라 인간의 몸에서 얼마나 열이 방출되느냐가 큰 역할을 합니다. 우주 공간에서는 이러한 열 방출이 매우 느리기 때문에 동일 온도에서의 지구와 달리 천천히 추위를 느끼게 되며 바로 동사하지도 않습니다. 4. 산소를 공급받지 못한다. 우주 공간은 진공 공간이므로 인간에게 꼭 필요한 산소가 존재하지 않습니다. 따라서 인간은 체내에 산소를 공급하지 못하여 위험해질 수 있습니다. 그렇기 때문에 우주인은 우주에서는 하루 600리터의 산소가 필요하다고 말합니다. 이렇듯, 사람이 살아가기 위해서 산소 공급은 필수라고 할 수 있을 것 같습니다. 이처럼 우주공간에 인간이 아무런 보호장비 없이 나가게 되면 굉장히 위험해집니다. 특히 보호장비를 벗자마자 엄청난 고온의 태양 복사로 인해 인간은 숨을 쉬기도, 추위를 느끼기도 전에 몸이 익어버릴 것입니다. 우주는 아직 인간이 극히 일부만 탐험하고 알아낸 미지의 공간이며 무궁무진한 개발이 가능한 공간이기도 합니다. 먼 미래에는 인간의 영역이 우주 공간 너머로까지 펼쳐질 수도 있는 것이죠. 현재 인간의 우주 관련 정보, 기술은 급속한 성장을 이루어내고 있지만 많이 부족하기도 합니다. 미래에는 인간의 과학기술 발전으로 우주공간의 여러 행성의 기상과 기후를 연구, 분석하는 기관이 지금보다 더 많이 생기길 기원합니다.
출처 = 언스플래쉬 현재 인간은 우주 공간에 진출하여 독립적으로 살 수 있을 만큼의 과학기술을 갖추지는 못하였습니다. 따라서 우리의 고향이자 생활 터전인 하나뿐인 지구를 소중히 여기는 것이 무엇보다 중요할 것입니다. 아울러 기상청에서는 우주 관련 연구를 활발히 하고 있으며 천리안 위성을 통하여 우주 기상 분야를 연구 중에 있습니다. 또한 위성이 수집한 자료를 토대로 우주 기상 방재 기상정보 서비스를 생산하여 국제적으로 교류하기도 합니다. 특히, 전자 장비와 밀접한 관련을 가진 태양풍 현상에 관련한 업무를 수행하고 있으며 2018년에는 천리안 위성 2A 호에 우주기상탑재체(KSEM)를 탑재하여 보다 선진화된 기술발전에 부단히 노력하고 있습니다. 이에 대해 더 많은 정보를 알고 싶으신 분들은 기상청 국가기상위성센터에 방문하시면 도움이 되실 것 같습니다! ▼▼기상청 국가기상위성센터 방문하기▼▼ 생명을 싹 틔우고 인류의 발전을 이룩하게 허락해 준 지구를 푸르게 가꾸기 위하여 지구온난화, 환경보호 등의 문제에 인류가 앞장서서 문제가 하루빨리 해결되는 날을 보고 싶지 않나요?
내용 출처 네이버 지식백과 시사상식사전 '카르만 라인' 미국항공우주국(NASA) 갤럭시 비욘드, 우주 방사선, 눈에 보이지 않는 위험 원자력안전위원회, 한국원자력안전기술원 생활주변방사선 정보서비스, 우주방사선 네이버 지식백과 어린이백과 ‘진공’ 동아사이언스, 찰랑거리는 비너스의 머리칼 네이버 지식백과 두산백과 ‘복사 c net-스페인의 신문언론기관 machinedesign.com lg 사이언스랜드 대한민국 정책브리핑, 우주인은 무엇으로 사는가? 한겨레, 맨몸으로 우주에서 몇 초나 버틸 수 있나? 사진 출처 픽사베이 미국항공우주국(NASA) 매일경제 언스플래쉬
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