43/44번째 장기 교대근무를 위해 유인 화물선 ‘소유즈 TMA-16M’를 타고 국제우주정거장으로 떠나게 될 우주인들. (좌에서 우로) 미국 항공우주국(NASA) 우주비행사 스콧 켈리(미국), 러시아연방우주청 우주비행사 겐나디 파달카(러시아)와 미하일 코르니옌코(러시아)가 바이코누르 우주기지에서 우주복을 착용해보고 있다. (사진제공=리아 노보스티)
1년 간의 우주 체류 임무를 띤 교대조가 지난 3월 27일 국제우주정거장(ISS)으로 출발했다. 러시아인 미하일 코르니옌코와 미국인 스콧 켈리, 이 두 우주인은 1년 동안 국제우주정거장에서 의학 실험을 실시하게 된다. 러시아 프로그램은 14개의 연구 과제를 포함하고 있다. 대부분의 연구가 인간을 장기간의 우주 비행과 화성 여행에 준비시키기 위한 것이다. 과연 어떠한 연구가 진행되고 있을지 더 자세히 알아보자.
과거 실시된 몇몇 연구에서 밝혀진 바로는 무중력 상태에서는 음식이 전혀 무게가 나가지 않기 때문에 허기를 더 자주 느끼게 된다. 이 실험의 연구책임자인 보리스 아포닌이 본지에 말한 바에 따르면, 우주비행사들의 신체 활동성이 떨어진 상황에서 식욕 증가는 체중 증가로 이어질 수 있다고 한다.
또 우주에서는 미각도 달라진다. "이는 짠 것이 달거나 시게 느껴진다는 의미는 아니다. 그러나 지상 실험에서 우주인들이 맛있게 느꼈던 식품들이 우주에서는 그렇게 느껴지지 않는 것이다. 우주비행사들은 음식에서 만족을 느끼지 못한다는 불평을 가끔 한다. 입맛의 변화가 정확히 무엇에 좌우되는지는 앞으로 밝혀내야 한다." 보리스 아포닌이 말했다.
지구로 귀환한 우주인들이 바로 스테이크나 보르시를 찾는 것은 아니다. "귀환 우주인들은 적응 기간을 필요로 한다. 처음에는 신체가 평범한 지구 음식을 매우 예민하게 받아들이기 때문이다. 이는 무중력 상태에서 소화기관의 긴장도와 근육활성도가 낮아지기 때문에 일어난다. 장이 음식을 소화시키는 방법을 잊어버리는 것이다." 아포닌은 설명한다.
그러나 그의 말에 따르면 이는 일반적 가정일 뿐으로 실험의 목적은 소화기관 중 어떤 부분이 가장 많이 변화하며 병리학적 변화 위험이 있는지 밝혀내는 것이라고 한다. 실험 데이터는 장래에 소화계통을 위한 예방수단을 개발하고 우주인에 최적화된 식단을 만드는 데 도움이 될 것이다.
또 학자들은 1년 동안 러시아 우주비행사의 신진대사를 면밀하게 주시할 것이다. 코르니옌코는 2달 마다 직접 혈액 샘플을 모아 '스프루트(Спрут, 문어)'라는 특수 기기에서 검사하고 물 소비량과 음식 섭취량에 관한 데이터를 조사지에 기록할 것이다.
이는 학자들이 무중력 상태에서 인간의 호르몬 상태 및 면역 상태 변화를 측정할 수 있도록 해 줄 것이다. " 작은 호르몬 상태 변화라도 우주인의 작업능력에 영향을 미칠 수 있다." 러시아과학아카데미 의생물학문제연구소의 주임연구원 갈리나 바실리예바가 본지에 설명했다.
또 하나의 중요한 요소는 수분부족증, 즉 인체 안에서 체액, 특히 혈액의 재분배가 이뤄지는 것이다. "무중력에서는 다량의 피가 몸의 아랫부분에서 머리 쪽으로 이동한다. 장기들, 특히 심장은 더 강하게 운동하기 시작한다. 몸은 이러한 상황에 적응하기 위해 불필요한 수분을 몸밖으로 분출하기 시작한다. 그래서 비행 첫날에는 우주인에게서 이뇨작용 강화가 나타난다." 갈리나 바실리예바가 말했다.
지구로 돌아온 후에는 반대 현상을 볼 수 있다. 중력이 돌아오면서 피가 급격히 하체로 이동하는데, 바로 이 때문에 우주인들이 두 다리로 서 있기 힘든 것이다. 우주에서의 연구는 우주와 지상 모두에서 적응기간을 더 쉽게 하고 짧게 하는 데 도움이 될 것이다.
호흡계통 연구와 관계된 'UDOD' 실험은 수분부족증의 영향과도 관계되어 있다. 이 실험은 무중력 상태에서는 처음으로 진행될 것이다. 상체로 유입되는 혈액량 증가는 두개 내압 상승을 부르는데, 이는 우주비행사들이 하소연하는 시력 약화의 원인 중 하나일 수 있다. 무중력 상태에서 우주인은 거꾸로 매달린 사람과 거의 같은 느낌을 경험한다.
특수기구를 통한 호흡은 흉부의 압력을 완화시키고 머리에서 피가 나가도록 해 준다고 알렉산드르 수보로프 연구실장은 설명한다. "무중력 상태에서 호흡근육은 다리 근육과 마찬가지로 약해진다. 숨쉬기가 더 쉬워지기 때문이다. 이러한 조건에서 마스크는 숨을 들이마실 때 추가적인 부하를 발생시켜 독특한 훈련기구의 역할을 한다." 수보로프 실장은 설명했다.
