중국이 우주개발에 박차를 가하는 가운데 내년도 말에 ‘톈궁(天宮)-2호’를 발사할 계획을 발표했다.
관영 신화사 통신에 따르면, 텐궁-2호는 오는 2020년을 전후해 본격적인 독자 우주 정거장을 구축하기 위한 무인 모듈이다.
실험용 우주정거장 톈궁 1호는 초속 7.78km의 속도로 지구 저궤도를 들고 있는데 길이 10.4m, 최대 직경 3.35m, 무게 8.5톤으로 실험실과 동력실로 이뤄져 있다.
현재 지구 궤도에는 이보다 훨씬 더 큰 국제우주정거장(International Space Station, ISS)이 돌고 있다. 전문가들은 “우주정거장은 사람이 장기간 우주에 머물 수 있도록 첨단 과학기술에 의해 만들어진 대형 구조물로 혹독한 우주에서의 생활을 견디도록 개발됐다”고 말한다.
그러나 지구와는 판이하게 다른 우주공간의 특성상 첨단 과학의 상징인 우주정거장에서의 생활은 아직도 불편 투성이고 매우 힘들다. 아울러 이를 개발하고 운용하는 데에도 막대한 비용이 든다.
그럼에도 불구하고, 선진국들은 기꺼이 우주정거장을 만들려고 한다. 그 이유는 고갈에 직면한 지구의 자원과 무궁무진한 우주 공간의 자원 확보를 위한 미래의 우주경쟁에 대비하기 위해서라고 알려져 있다. 우주정거장에서의 생활과 과학실험은 이를 알아보기 위한 사전작업이라고 할 수 있다.


국제 우주정거장에서의 생활


현재 지구로부터 5백여km 떨어진 저궤도에는 총 43개의 모듈이 합쳐져 완성되는 국제 우주정거장(ISS)에는 우주인들이 우주실험이나 우주관측 등을 위해 장기체류를 하면서 연구를 수행하고 있다. 우주정거장에서의 생활은 지구에서와는 판이하게 색다르다.
대기가 없는 우주정거장 외부에는 아침, 저녁으로 온도차가 무려 수백도의 차이가 난다. 우주먼지와 우주선(cosmic ray) 등이 사방팔방으로 총알처럼 날아다닌다. 미소중력만 작용하고 있어 그냥 밖으로 나갔다간 영원히 우주 미아가 될 수 있다.
하지만 우주정거장 내부에는 공기가 가득차 있어서 평상복을 입을 수 있다. 지구 중력의 100만 분의 1정도의 미소중력 상태라서 물체의 무게를 느낄 수 없고, 고정되지 않은 모든 물체는 떠오르는데 무거운 덧신이나 손잡이 등을 이용해 몸을 고정시켜 생활한다.
또한 무중력 상태에서는 바닥의 개념이 없어 미리 위와 아래 바닥에 정해진 색깔을 칠해서 구분한다. 마찰이 없어서 작은 힘으로도 멀리 가지만 한 곳에 가만히 있기 어렵다. 하반부에서 상반부로 혈액순환이 쉽게 되기 때문에 얼굴 피부가 좋아지고, 젊어 보이지만 장기들이 위로 치우쳐 떠있는 느낌이 된다.
미소중력 하에서는 행동이 자유롭지 못해 오히려 체력소모가 지구에서보다 더 크다. 또 오랫동안 체류하면 뼈에서 칼슘이 빠져나가 골다공증의 위험이 높아진다. 물방울이 밑으로 떨어지지 않기 때문에 빨대로 빨아서 마셔야 하고, 물을 끓여도 80℃ 이상 올라가지 않아 밥이 설기 때문에 취사보다는 데워서 먹는 레토르트 음식이 주류를 이룬다.


지구와는 다른 무중력 우주공간


우주정거장에서의 과학 실험은 특히 재료과학과 생명과학 분야에 새로운 길을 열 것으로 기대되고 있다. 우주에서 뼈의 밀도가 감소하는 골다공증의 경우, 우주비행사들은 섭취한 칼슘보다 많은 양의 칼슘을 소비하기 때문인 것으로 밝혀졌다. 전문가들은 “이는 뼈에 걸리는 부담이 적어지기 때문에 저절로 일어나는 생체반응으로, 여분의 칼슘은 뼈에서 녹아나온 것”이라고 설명한다.
아울러 뼈를 구성하는 ‘피리지노린’이 소변으로 배출된다는 사실도 밝혀졌다. 일 년 정도 체류하다 돌아온 우주비행사들은 귀환해서 제대로 서있지도 못한다. 이는 마래의 우주개발의 심대한 걸림돌로 현재 이 분야에 대한 연구가 활발히 진행되고 있어 머지않은 장래에 해결될 것으로 기대되고 있다.
무중력 하의 촛불 실험의 경우, 초에 불을 붙여도 열에 의한 대류현상이 없다. 액체인 비눗방울의 경우, 중력이 없고, 표면장력(표면적을 최소화하려는 성질)만이 작용, 거품들이 터지지 않고 뭉쳐서 공중에 둥둥 떠다니게 된다.
물방울도 마찬가지다. 따라서 우주에선 액체 방울로 완전히 둥근 구(球)를 만들 수 있다. 이는 미국 표준 규격국이 인정할 정도로 이 작은 액체 구에 약을 넣어 혈관을 통해 원하는 곳까지 운반할 수 있고, 기계 부품에 쓰이는 완전한 구형 베어링을 만들 수 있다.
또 우주에만 있는 ‘고 에너지 중입자선’이라는 방사선을 쬔 초파리가 8일간의 우주비행을 마치고 돌아온 결과, 2~3배나 많은 돌연변이가 나타났다. 구소련 우주정거장 미르(Mir)에서 새, 개구리, 도마뱀 등을 실험한 결과, 새는 제자리에서만 맴돌고, 다른 동물들도 평소와는 다르게 무중력 하에선 단순한 행동만 반복하는 것으로 보고됐다.
모든 자료들은 향후 우주개발을 위한 귀중한 정보로 사용된다. 이는 막대한 비용에도 불구하고 세계 각국이 우주정거장을 포기할 수 없는 이유가 된다.