상추가 화성의 우주식량이 된 결정적 이유

우주의 불로초? 상추가 화성에서 쓰일 우주식량이 된 결정적 이유

지구에서 화성 탐사 임무를 수행하려면 지구와 화성의 궤도로 인한 특별한 기회의 창이 열릴 때까지 기다려야 하는데요. 그 이유는 행성들의 간격이 작게는 5천460만km에서 많게는 4억km나 떨어져 있을 수도 있기 때문이지요. 이런 이유로 해서 화성 탐사 우주선을 보내려면 지구와 화성이 나란히 배열되는 특별한 우주의 창이 열리는 시점까지 기다렸다가 발사해야 합니다. 그리고 돌아 올 때도 또 다른 우주의 창이 열릴 때까지 기다렸다가 귀환해야 하죠.

하지만 이렇게 거리를 단축해도 지구에서 화성으로 가는 데에만도 꼬박 9개월이나 걸리는데요. 어렵게 화성에 도착한 우주비행사들이 다시 지구로 귀환하려면 그곳에서 적어도 1년간은 기다려야 하기 때문에 화성에서 거주지, 이동수단은 물론 식량 수확까지 모두 해결해야 하죠.

화성에 도착하면 화성의 한 해를 기준으로 3년에 한 번꼴로 화성 전체를 뒤덮는 거대한 모래 폭풍을 맞이할 수도 있는데요. 다행히 이러한 거대 모래 폭풍은 화성의 기계 장비를 파괴할 만큼 위력을 갖고 있지는 않다고 하죠. 지금까지 화성에서 관측된 가장 큰 폭풍의 풍속은 약 26.8m/s로 지구에서 발생하는 허리케인의 평균 풍속보다 절반 이상 약한 것으로 밝혀졌으니까요.

그러나 화성 탐사의 가장 큰 위협 요소는 바로 우주방사선이죠. 우주방사선은 원자보다 작은 광자와 전자 등의 입자들인데요. 이 입자들은 높은 에너지를 담고 있어 보호장비가 없으면 인간은 물론 기계에 치명적인 영향을 미칠 수 있지요. 하지만 이런 것들은 지구에서 가져간 장비로 모두 보완할 수 있지만, 가장 중요한 것을 해결하기가 어렵죠.

바로 인간은 식물 없이 살아갈 수 없다는 것이죠. 식물이 광합성을 통해서 만드는 에너지는 지구 생태계를 지탱하는 근간이 되고 이때 나오는 부산물인 산소는 우리가 숨 쉴 수 있게 만들기 때문인데요. 인류가 화성 기지를 건설해서 탐사나 영구적으로 정착하려면 반드시 먹고 사는 문제를 해결해야 합니다.

그래서 나사(NASA)는 식량 조달 문제는 물론 산소까지 현지에서 해결하기 위해 수십 년 전부터 우주 작물 재배를 연구해오고 있는 데요. 영화 '마션'에서처럼 화성 탐사대 기지를 농장으로 만들어 감자 싹을 틔워내 감자를 수확하는 것은 어렵지만, 이와 유사한 계획을 세우고 벌써 첫 번째 성과를 거두었지요.

국제우주정거장(ISS)에서 머물고 있는 우주비행사들은 베지(Veggie)라는 소형 작물 재배해 성공하게 되는데요. 그 작물은 감자가 아닌 상추였죠. 특히 상추는 파종한 지 1개월 만에 첫 수확을 해서 우주비행사들의 식량이 되었는데요. 정말 기적적이고 놀라운 성과였습니다. 그리고 우주비행사들은 꽃을 피워내는 데도 성공했습니다.

그러나 실제 우주 작물을 재배하는 데 성공했더라도 화성 기지에서 식량과 산소를 제공하기에는 너무 작다는 것이 현재 문제죠. 그 이유로 NASA는 더 큰 대형 식물 재배 모듈을 개발 중이라고 하는데요. 일단 상추 재배에 성공했다는 것은 더 많은 가능성을 보여주는 게 아닐까 싶네요.

하지만 지구가 아닌 환경에서 장시간 식물을 키우는 일은 생각처럼 간단한 일이 아니죠. 실제 화성 기지에서 쓰이려면 적어도 수개월에서 수년에 걸쳐 작동해야 하기 때문인데요. 현재 화성 온실 모듈 프로젝트를 실행해 길이 5.5m, 지름 2.4m에 달할 정도로 큰 프로토타입 장치를 연구 중이지만 아직 해결해야 할 문제가 많지요.

예를 들어 화성 표면에서는 태양광을 직접 이용해서 작물을 재배하기 힘든 조건이기 때문인데요. 특히 오존층을 거치지 않은 강력한 자외선이 그대로 유입되다 보니 영화 마션처럼 감자를 재배한다는 것은 불가능한 일이죠. 이 때문에 화성에서는 LED 인공광을 이용해서 온실에서 작물을 재배해야 식물이 자랄 수 있게 됩니다.

그리고 현재 나사(NASA)의 계획은 화성에서 식물 재배 모듈을 이용해 물, 이산화탄소, 산소, 배설물을 포함한 유기물을 끊임없이 순환시켜 작은 생태계를 만드는 것인데요. 이를 위해 산소나 이산화탄소가 지나치게 늘어나지 않도록 컨트롤하고 물이 계속해서 재활용되고 순환될 수 있는 시스템도 개발 중입니다.

그 예로 나사의 환경제어 및 생명 지원시스템인 물 환원시스템(WRS)을 통해 현재 국제우주정거장에서는 소변, 손씻은 물, 양칫물 등에서 나오는 물을 재활용해 물이 환원되고 필터링을 거쳐 재사용 되게 해주고 있는데요. 이런 시스템이 식물이 자랄 수 있는 화성 온실모듈과 함께 화성에서도 가능해진다면 우주 기지를 화성에 건설할 수 있게 되고 그곳에 식량과 산소를 끊임없이 공급해 '제2의 지구'가 만들어지는 것이지요.

물론 이런 일은 상당히 미래의 일이 되겠지만, 인간의 도전은 늘 현실이 되었기에 머지않아 인류의 화성 정착 꿈은 꼭 이루어질 것이라고 봅니다. 그리고 그 첫 시발점에 우주비행사가 화성에서 버틸 식량은 아직은 상추라는 점에서 시작은 미비하지만 언젠가는 우주의 역사는 상추를 시작으로 큰 변화를 마지하지 않을까 싶습니다.

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