지구는 아름다운 초록빛이다. 1961년 최초의 우주비행사였던 옛 소련의 유리 가가린이 지구에 도착해서 남긴 첫 마디이다. 우주에서 바라본 지구의 모습은 초록색의 아름다운 별이었다는 유리 가가린의 이 말은 사람들의 가슴에 우주여행의 꿈을 품게 했고 언젠가는 우리도 초록빛 지구를 보고 싶다는 생각을 갖게 했다. 광활한 우주 공간에서 지구를 바라볼 수 있다면 이보다 더 낭만적인 일이 있을까. 이제 어린 시절 꿈이던 우주여행이 현실로 다가오고 있다.
세계 최초 민간 로켓 항공기 스페이스십 원의 우주비행
지난 6월 21일 미국 네바다 주 사막에서 전 세계의 이목을 집중시킨 놀라운 일이 벌어졌다. 30여 명의 민간인으로 구성된 시민우주탐사팀(CSXT)이 자체 제작한 로켓을 쏘아 올려 인류의 오랜 염원인 우주여행시대를 연 것이다. 이제 2004년 6월 21일은 국가가 아닌 민간이 개발한 최초의 로켓 항공기가 우주비행에 성공한 역사적인 날로 기록될 것이다. 이들의 우주비행 성공에 전 세계가 열광했다. 이처럼 사람들이 우주여행에 열광하는 이유는 어린시절 꿈꾸었던 미래를 현실에서 누릴 수 있다는 기대감과 미지의 세계에 대한 호기심 때문일 것이다. 이런 일을 가능케 한 최초의 민간 로켓 항공기 스페이스십 원은 어떻게 만들어졌을까. 미국 캘리포니아 주 모하비 사막에 본사를 둔 스케일드 컴포지트가 개발한 유인 우주선 스페이스십 원은 어른이 되어서도 우주여행의 꿈을 버리지 않은 공상가들 덕분에 탄생됐다. 피터 디아만디스 등 우주여행을 꿈꾸던 공상가들이 만든 미국 우주연구후원단체 X-프라이즈 재단이 세계 최초의 민간유인 우주선이 3인을 탑승한 후 2주 내에 두 차례 우주공간 왕복비행에 성공할 경우, 1천만 달러의 상금을 지불하겠다고 발표한 것이다. 이렇게 해서 우주여행프로젝트인 X-프라이즈라는 대회가 만들어졌고, 여기에 미국, 캐나다, 러시아, 이스라엘, 영국, 아르헨티나, 루마니아 등에서 27개 팀이 참가했다. 그러나 이들 팀 중 실제로 로켓을 실험 발사한 팀은 정작 서너 곳에 불과했다. 이들 가운데 가장 유력한 우승후보로 지명된 팀이 바로 미국의 스케일드 콤포지트 사의 스페이스십 원이었다. 스페이스십 원의 팀장은 버트 루탄. 루탄은 이미 지난 1981년 세계 최초로 자신이 직접 설계한 비행기 보이저를 타고 한번의 급유도 받지 않고 지구를 한바퀴 도는데 성공해 유명해진 인물이다.
지상 100km 준궤도까지 어떻게 도달했을까
우주 비행 성공의 관건은 바로 지상 100km 높이의 준궤도까지 도달하는 것. 그러면 스페이스십 원은 어떻게 도달할 수 있었을까. 스페이스십 원은 화이트 나이트라는 모선의 배에 붙어 지상 16km까지 올라간 뒤 고체연료와 액체연료를 함께 쓰는 하이브리드 엔진을 가동해 최고 마하 3.5의 속도로 약 90초 뒤, 지상 100km에 도달하는데 성공했다. 스페이스십 원이 비행을 위해 모선을 이용한 이유는 연료를 줄여서 우주선의 전체 중량을 줄이기 위해서였다. 시속 3,572km의 빠른 속도이므로 100km 상공까지 가는데 걸리는 시간은 불과 80초 정도. 이때 스페이스십 원의 베테랑 조종사 마이크 멜빌은 우주공간에서 느끼는 것과 같은 무중력상태를 느꼈으며, 이 무중력 상태는 고도 60km에 내려올 때까지 계속됐다고 한다. 우주를 향한 인간의 열망은 점점 더 달아오를 전망이다. 세계적인 인터넷 서점 아마존 닷컴의 제프 베조스 회장은 3년 전에 블루 오리진이라는 회사를 설립하고, 지상 200km 이상의 지구 저궤도에 띄울 우주선을 개발 중이다. 만약 제프 베조스 회장이 내세운 것처럼 지상 200km 이상의 저궤도 우주비행에 성공한다면 세계 과학은 그 만큼 한 차원 업그레이드 되어 있을 것이다. 왜냐 하면 스페이스십 원이 지상 100km 상공인 준궤도에 쏘아 올려진 것과는 비교도 할 수 없을 정도의 수준 높은 과학기술이 요구되기 때문이다. 실제로 준궤도에 오르려면 로켓은 4,000km의 속도를 내면 되지만, 200km이상의 저궤도로 올라가려면 시속 2만7,000km의 속도를 내야 하기 때문이다. 업계 일각에서는 이런 이유로 스페이스십 원의 성공은 이제 광활한 우주계획에 비하면 걸음마 수준에 불과하며, 진정한 우주여행을 실현하려면 지상 200km이상의 저궤도를 여행해야 한다고 말했다. 일인당 10~15만 달러, 스페이스 어드벤처로 우주관광 약 2천만 달러에 달하는 거액의 스페이스십 원의 제작비를 투자한 사람은 바로 마이크로소프트의 공동창업자인 폴 앨런. 이번 민간인 우주 로켓발사 경기에는 세계적인 온라인 게임을 만든 id소프트웨어의 창업자인 존 카맥도 아마딜로 에어로스페이스라는 팀을 이끌고 참여하는 등 전 세계적인 관심을 끌었다. 스페이스십 원은 그동안 로켓이 국가간 경쟁의 논리에서 출발해 정부독점으로 이루어진 것과 달리 민간을 위한 상업우주비행시대를 열었다는 점에서 의미가 있다고 전문가들은 말한다. 그 동안 국가적으로 추진되는 로켓발사를 위해 우주여행을 한 비행사는 수백 명이 넘지만, 순수하게 우주여행을 경험한 사람은 전 세계적으로 단 두 사람뿐이다. 미국의 사업가인 데니스 티토와 남아공의 인터넷 백만장자 마크셔틀워스가 그 주인공. 데니스 티토는 지난 2001년 러시아의 소유즈호를 타고 국제우주정거장에 도착해 8일 동안 우주여행을 함으로써 세계 최초의 민간인 우주여행자가 됐다. 그 다음해에 마크셔틀워스도 우주여행을 다녀왔다. 이들은 여행비용으로 2천만 달러(약 232억원)라는 거금을 지불해야 했다. 한편, X-프라이즈의 주최자 디아만디가 운영하는 스페이스 어드벤처는 내년부터 일반인들을 위한 우주관광을 할 수 있는 여행서비스를 본격 제공할 계획이다. 이 우주관광은 1인당 10~15만 달러의 비용으로 지상 100km까지 올라가 약 3~4분의 중력상태와 우주의 검은 하늘 그리고 우리가 사는 지구의 모습을 15분 동안 관람할 수 있다. 현재 이 회사는 전 세계 국가에서 우주관광 여행객을 모집중이다. 우리나라에서도 이 우주선을 타고 여행할 관광객을 모집하고 있다.
2008년 소유즈 우주선 탈 우주인 모집
세계적으로 우주 로켓을 쏘아 올릴 수 있는 나라는 미국, 중국, 러시아 등 8개 국가뿐이며 이중에 유인 우주선을 발사한 나라는 미국과 러시아, 중국뿐이다. 그만큼 로켓발사는 오랜 기간 축적된 노하우와 탄탄한 기술력이 뒷받침되어야 하는 최첨단 기술이다. 중국은 지난해 10월 발사한 첫 유인 우주선 선저우 5호기가 21시간 동안 60만km의 우주여행을 마치고 무사히 귀환했다. 이로서 중국은 미국과 러시아에 이어 세계에서 세 번째로 유인우주선 발사에 성공한 국가가 됐다. 이날 중국인들은 우주선에 탑승한 양리웨이 중령이 무사히 우주선에서 내리는 순간 감격의 눈물을 흘렸다. 이처럼 전 세계 사람들이 열광하는 우주여행을 우리도 할 수 있게 됐다. 최근 국내의 인터넷 쇼핑몰인 KT몰에서 가입고객을 대상으로 우주여행을 사은품으로 내걸어 화제를 뿌렸다. 물론 이 여행은 미국의 우주관광여행사인 스페이스 어드벤처를 통해서 이루어질 예정이다. 우리나라는 선진국에 비해 우주개발기술이 수십 년이나 뒤져 있기 때문에 자체 제작한 우주선으로 우주관광을 하기까지는 시간이 더 필요하다. 국내 우주개발 현황은 어떨까. 현재 오는 2007년 발사를 목표로 과학위성을 지구저궤도에 쏘아 올릴 로켓 ‘KSLV’를 개발 중이다. 한국항공우주국은 5천억 원이라는 거금을 들여 KSLV를 자체 제작하는 등 로켓기술 발전을 위해 사활을 걸고 있다. 항공우주연구원의 채연석 소장은 만일 이번 KSLV가 성공한다면 오는 2015년에는 우리기술로 1.5톤급의 위성을 쏘아 올릴 수 있는 로켓을 개발할 수 있게 될 것이며, 오는 2020년경에는 유인우주선도 쏘아 올릴 수 있게 될 것으로 기대하고 있다. 과학기술부에서는 2007년이나 2008년께 우리나라 우주비행사를 러시아의 소유즈 우주선에 탑승시킬 계획이다. 아직 자세한 사항은 러시아와 협의 중이지만 올해 안에 우주비행사 선발 일정을 발표할 예정이다. 우주비행사는 자연과학에 관심이 있는 공학도 중에서 극한 상황 속에서도 견딜 수 있는 신체조건을 갖춘 사람을 대상으로 선발된다. 선발된 우주비행사는 내년에 러시아로 가서 2~3년 동안 우주비행사를 양성하는 기관인 스타시티에서 훈련을 받고 오는 2008년쯤에 소유즈호를 타고 3개월 동안의 우주여행을 경험하게 된다.
허리 잘록하고 다리 긴 우주인 탄생할까
지구의 대기권 밖은 지구의 환경과는 판이하게 다르다. 그래서 우주비행사들은 달라진 환경에서도 견딜 수 있는 특별한 훈련을 받는 것이다. 가장 큰 변화는 바로 무중력상태라는 것. 발을 땅에 딛고 서 있는 것이 아니라 공중을 둥둥 떠 다녀야 하므로 신체에 많은 변화를 가져온다. 우선은 귀 안쪽에 있는 반고리관이 제대로 작용하지 못해 균형을 잃게 되는 것은 물론 운동감각도 무뎌진다. 신체 각 부위로 전달되는 감각 신호도 달라져 뇌에서 지시를 내려도 전달이 안 되는 경우가 많으며 심하면 좌우가 뒤바뀌는 듯한 환상을 경험하기도 한다. 또, 머리의 혈압이 지구에서 보다 높아져서 얼굴이 부풀어 오르고 허리의 혈액이 가슴으로 이용해 허리둘레가 약 6~10cm 정도 줄어들고 척추도 중력을 받지 못해 키가 5cm 정도 커진다. 무중력상태에서는 뼈 속의 칼슘이 한달에 1% 정도 줄어들고 뼈에서 빠져 나가는 칼슘이 다른 곳으로 퍼져서 콩팥에 결석이 생기기도 한다. 우주비행사들이 뼈가 잘 부러지는 것도 이런 이유 때문이다. 피부상태도 각질이 많이 생겨서 나빠지는 등 무중력상태에서는 신체가 크게 변화된다.
우주여행 시 둥둥 떠다니는 배설물 어떻게 처리할까
우주여행이 장기간 이어질 경우는 무중력상태에서의 신체적인 변화 이외에 다른 문제들도 등장할 것이다. 지구에서 화성까지 여행을 할 경우 2년이라는 오랜 시간이 필요하다. 문제는 이 긴 시간동안 인간의 배설물 등 쓰레기를 어떻게 처리하느냐는 것이다. 무중력상태에서는 배설물도 특수한 처리를 하지 않으면 공중에 둥둥 떠다니기 때문이다. 그렇다고 쓰레기를 지구로 다시 가져오는 것도 어렵고 창문 밖으로 내버릴 수도 없다고 전문가들은 말한다. 만일 우주여행이 보편화 되면 인간들이 내다 버린 쓰레기로 우주도 지구처럼 오염될지도 모른다는 우려도 된다. 현재 우주선에서는 소변일 경우 배설물 조절장치 앞쪽에 연결된 호스로 진공청소기처럼 빨아들인다. 대변일 경우는 배설물 조절장치 위에 앉아서 장치 내부가 밀폐되고 바닥이 열리면서 배설물을 빨아들이는 방식으로 처리된다. 그러나 만일 흡입기가 제대로 작동하지 않으면 배설물들이 우주선 내부에 떠다니는 황당한 일이 벌어질 것이다. 별로 생각하고 싶지 않은 일이다. 이런 배설물 등 쓰레기를 적절하게 처리하는 것이 쾌적하고 안전한 우주여행을 위해 중요한 해결과제로 대두됨에 따라 과학자들은 배설물을 지속적으로 처리해 음용수나 비료로 활용하거나 전력을 생산하는 방법 등 해결책을 내놓았다. 우주여행의 걸림돌인 배설물 문제를 해결하기 위해 미국 노스웨스턴대의 브루스 리트먼 교수는 땅속에 사는 미생물인 박테리아를 이용해 인간 배설물에서 전기를 생산하는 미생물연료전지를 개발하고 있다.
우주선 속 우주인의 애정행각이 궁금하다
우주 비행은 2~3년이라는 꽤 오랜 시간이 소요된다. 또, 우주선이라는 협소한 공간에서 남녀 비행사들이 함께 생활하기 때문에 다양한 문제들이 발생할 것이다. 처음엔 잘 모르는 사이더라도 우주에서 오랜 시간을 보내다 보면 감정이 싹 트기 마련. 그렇다면 혈기 왕성한 체력을 가진 우주 비행사들 간의 사랑행위는 어떻게 해결해야 할까. 과연 무중력 상태에서의 성행위는 가능할까. 과학자들은 우주선에서의 인간생활에 대해 관심을 기울여야 한다고 말한다. 무중력 상태에서는 몸속에서 칼슘과 질소가 빠져 나가기 때문에 성행위를 할 경우 엄청난 체력소모가 예상되기 때문. 이를 충당하기 위해서는 보다 영양가 있는 식단이 제공되어야 할 것이다. 그런가 하면 성행위중 배설물은 어떻게 해결하느냐도 문제로 남아 있다. 관련 전문가들은 우주시대를 앞두고 배설, 섹스 등 인간의 기본적인 욕구를 해결하는 문제가 풀어야할 과제로 남아 있다고 말한다. 일각에서는 해결책으로 우주인들에게 성욕억제제를 먹이는 방법까지도 거론되고 있지만 현실적으로 받아들여지기 힘들 것으로 보인다. 하버드대의 더글러스 파월 교수는 우주인들의 감정적, 육체적 교류는 집중력과 신중함을 요구하는 우주 비행에 나쁜 결과를 낳을 수도 있다고 지적한다. 또, 나사 국립우주생체의학연구소의 조우너 박사도 장기 우주여행으로 심리적인 긴장과 고립감이 크다며 우주인 사이의 관계에 더욱 관심을 기울여야 한다고 말한다.