◎토마토·감자 등 대상… 산소공급원 겸해/우주여행 경로따라 알맞은 식물 선택/토마토 넣으면 케첩 밀 넣으면 밀가루로 환상의 기계 만들어 음식 단조로움 해결
「토마토를 싣고 식량걱정 없이 우주여행을 떠난다」지난 십수년동안 공상과학소설가들은 긴 우주여행의 성패는 스스로 음식과 산소를 만들어 낼 수 있는 생물학적 시스템에 의존한다고 생각해왔다.이제 이런 공상이 사실로 다가오고 있다.
뉴사이언티스트 최근호에 따르면 지난해 7월 미국 존슨우주센터 돈 헤니저 박사팀이 우주선과 거의 같은 조건을 갖춘 사방 10m의 방에 전자레인지,전화,컴퓨터,VCR와 몇권의 책을 갖춘 상태에서 한 영국 화학자를 자라나고 있는 밀과 함께 들여보내놓고 1주일동안 관찰한 결과 건강상태가 상당히 좋아진 것으로 나타났다고 전했다.
실험대상이었던 화학자는 식물에 의해서 만들어지는 산소와 물,열매만을 먹고 1주일을 견뎌냈을 뿐만 아니라 간단한 작업도 할 수 있을 정도라는 것이 흥미롭다.
연구팀장 헤니저 박사는 『지금하고 있는 작업은 지구가 생명유지시스템을 창조하는 과정을 그대로 재현하는 것』이라며 『지구밖에서 지구에서 이루어지는 것처럼 생명을 유지시켜주는 기본적인 조건들을 만들어 내는 일이 중요하다』고 설명했다.
기본적으로 인간은 산소를 들이마시고 이산화탄소를 내놓지만 식물은 이산화탄소를 흡수하고 산소를 뿜어내는 상반된 호흡과정을 가지고 있다는 간단한 자연법칙을 이용한 이 실험이 공상과학소설의 차원을 넘어서 현실로 다가올 가능성이 높아졌다.
문제는 인간과 식물의 수요를 정확하게 짜맞추는 일인데 이 작업이 소설처럼 간단하지만은 않다.산소와 이산화탄소의 수요량은 당시 습도,온도 등의 주변조건에 따라 가변적이기 때문이다.게다가 이 작업에서 조금의 오차만 나도 식물은 에틸렌 등의 독성 화학물질을 내뿜고 인체에서는 일산화탄소가 배출되기 때문에 우주선을 이루는 플라스틱과 아교 등이 녹아 없어져 우주선이 폭발될 위험도 생각해야 한다.
연구팀의 1년예산은 1천만달러로 현재 삭감될대로 삭감된 미 항공우주국의 예산기준보다도 훨씬 낮은 수준이다.그러나연구팀은 우주여행의 미래는 바로 이 생명유지시스템에 달려있다고 확신하고 이 연구를 꾸준히 추진하고 있다.
이들이 역점을 두고 있는 것은 비교적 장기 우주여행이다.대강 2년이상되는 우주여행에서는 우주선에 온갖 먹을 것을 싣고 떠나는 것보다 우주선내에서 자체적으로 식량을 만들어 먹는 것이 훨씬 경제적이라는 것이 이들의 주장이다.
식물을 우주공간에서 기르는데 가장 필요한 것은 역시 빛이다.그러나 태양에서 멀리 떨어진 우주공간에는 광합성을 위한 충분한 빛이 존재하지 않는다.연구팀은 이 문제를 전기에너지로 해결했다.
유럽우주국의 로저 비노 박사는 전기로 만들어낸 광원에서 나오는 광자가 식물에 닿을 때마다 식물세포내 클로로필이 이를 처리,광합성을 가능케한다고 설명하고 있다.그의 실험결과에 따르면 「코렐라 피로노이도사」라는 식물을 이용하면 2∼12Hz의 주파수를 가진 빛을 5백만초동안 발생시킬 수 있다고 한다.
그렇다면 우주인들은 한가지 식물만 먹으면서 긴 여행을 버텨야하는가.그렇지 않다.이러한 단조로움을 극복하기 위한 노력도 진행중이다.미 룻거대 리교수는 우주비행사들이 다양한 메뉴를 즐길 수 있는 방법을 수년째 연구해오고 있다.
리박사의 야심찬 계획은 일종의 「마술상자」를 만들어 내는 것이다.이 마술상자 안에는 음식의 주원료는 물론 언제라도 그대로 먹을 수 있도록 가공된 음식이 들어가게 된다.연구팀은 식물재료를 가지고 치즈,두부 등을 만들어 낼 수 있는 기계를 구상하고 있다.즉 토마토를 넣으면 케첩이 나오고 밀을 집어넣으면 밀가루가 되어 빵을 구워먹을 수 있게 되는 그야말로 환상적인 기계인 것이다.
그러나 아직까지 문제도 많다.지구상에 존재하는 복잡한 생태계는 10억년 이상에 걸쳐 진화돼온 것이다.따라서 아마존 열대우림지역이 온도가 떨어지고 흐린 날씨가 된다고 해서 지구전체가 산소부족으로 허덕이지는 않는다.그만큼 정교하게 생태계는 조직되어 있는 것이다.그러나 미래의 우주비행사에게는 지구처럼 여분의 산소와 물이 항상 공급될 여유분이 우주선내에 있지 않다.규모의 문제인 것이다.
현재 우주선에서 식량과 산소의 공급원으로 길러질 가장 유력한 식물로는 토마토,감자,상추 등이 거론되고 있다.또하나의 커다란 문제는 이들 식물들이 각각 어떤 상태에서 최고의 에너지원이 될 수 있는가를 일일이 밝혀내는 일이다.
현재 이 연구는 미 룻거대,유럽우주국 등에서 활발히 이뤄지고 있으며 앞으로 몇년내에는 우주여행의 경로에 따라 알맞은 식물을 선택해 실고 떠나는 일이 가능하게 될 것으로 전망되고 있다.
헤니거 박사는 『오는 2005년이면 완벽하게 자기조절이 가능한 시스템이 우주여행에 본격적으로 도입될 것』이라고 자신하고 있다.〈고현석 기자〉
「토마토를 싣고 식량걱정 없이 우주여행을 떠난다」지난 십수년동안 공상과학소설가들은 긴 우주여행의 성패는 스스로 음식과 산소를 만들어 낼 수 있는 생물학적 시스템에 의존한다고 생각해왔다.이제 이런 공상이 사실로 다가오고 있다.
뉴사이언티스트 최근호에 따르면 지난해 7월 미국 존슨우주센터 돈 헤니저 박사팀이 우주선과 거의 같은 조건을 갖춘 사방 10m의 방에 전자레인지,전화,컴퓨터,VCR와 몇권의 책을 갖춘 상태에서 한 영국 화학자를 자라나고 있는 밀과 함께 들여보내놓고 1주일동안 관찰한 결과 건강상태가 상당히 좋아진 것으로 나타났다고 전했다.
실험대상이었던 화학자는 식물에 의해서 만들어지는 산소와 물,열매만을 먹고 1주일을 견뎌냈을 뿐만 아니라 간단한 작업도 할 수 있을 정도라는 것이 흥미롭다.
연구팀장 헤니저 박사는 『지금하고 있는 작업은 지구가 생명유지시스템을 창조하는 과정을 그대로 재현하는 것』이라며 『지구밖에서 지구에서 이루어지는 것처럼 생명을 유지시켜주는 기본적인 조건들을 만들어 내는 일이 중요하다』고 설명했다.
기본적으로 인간은 산소를 들이마시고 이산화탄소를 내놓지만 식물은 이산화탄소를 흡수하고 산소를 뿜어내는 상반된 호흡과정을 가지고 있다는 간단한 자연법칙을 이용한 이 실험이 공상과학소설의 차원을 넘어서 현실로 다가올 가능성이 높아졌다.
문제는 인간과 식물의 수요를 정확하게 짜맞추는 일인데 이 작업이 소설처럼 간단하지만은 않다.산소와 이산화탄소의 수요량은 당시 습도,온도 등의 주변조건에 따라 가변적이기 때문이다.게다가 이 작업에서 조금의 오차만 나도 식물은 에틸렌 등의 독성 화학물질을 내뿜고 인체에서는 일산화탄소가 배출되기 때문에 우주선을 이루는 플라스틱과 아교 등이 녹아 없어져 우주선이 폭발될 위험도 생각해야 한다.
연구팀의 1년예산은 1천만달러로 현재 삭감될대로 삭감된 미 항공우주국의 예산기준보다도 훨씬 낮은 수준이다.그러나연구팀은 우주여행의 미래는 바로 이 생명유지시스템에 달려있다고 확신하고 이 연구를 꾸준히 추진하고 있다.
이들이 역점을 두고 있는 것은 비교적 장기 우주여행이다.대강 2년이상되는 우주여행에서는 우주선에 온갖 먹을 것을 싣고 떠나는 것보다 우주선내에서 자체적으로 식량을 만들어 먹는 것이 훨씬 경제적이라는 것이 이들의 주장이다.
식물을 우주공간에서 기르는데 가장 필요한 것은 역시 빛이다.그러나 태양에서 멀리 떨어진 우주공간에는 광합성을 위한 충분한 빛이 존재하지 않는다.연구팀은 이 문제를 전기에너지로 해결했다.
유럽우주국의 로저 비노 박사는 전기로 만들어낸 광원에서 나오는 광자가 식물에 닿을 때마다 식물세포내 클로로필이 이를 처리,광합성을 가능케한다고 설명하고 있다.그의 실험결과에 따르면 「코렐라 피로노이도사」라는 식물을 이용하면 2∼12Hz의 주파수를 가진 빛을 5백만초동안 발생시킬 수 있다고 한다.
그렇다면 우주인들은 한가지 식물만 먹으면서 긴 여행을 버텨야하는가.그렇지 않다.이러한 단조로움을 극복하기 위한 노력도 진행중이다.미 룻거대 리교수는 우주비행사들이 다양한 메뉴를 즐길 수 있는 방법을 수년째 연구해오고 있다.
리박사의 야심찬 계획은 일종의 「마술상자」를 만들어 내는 것이다.이 마술상자 안에는 음식의 주원료는 물론 언제라도 그대로 먹을 수 있도록 가공된 음식이 들어가게 된다.연구팀은 식물재료를 가지고 치즈,두부 등을 만들어 낼 수 있는 기계를 구상하고 있다.즉 토마토를 넣으면 케첩이 나오고 밀을 집어넣으면 밀가루가 되어 빵을 구워먹을 수 있게 되는 그야말로 환상적인 기계인 것이다.
그러나 아직까지 문제도 많다.지구상에 존재하는 복잡한 생태계는 10억년 이상에 걸쳐 진화돼온 것이다.따라서 아마존 열대우림지역이 온도가 떨어지고 흐린 날씨가 된다고 해서 지구전체가 산소부족으로 허덕이지는 않는다.그만큼 정교하게 생태계는 조직되어 있는 것이다.그러나 미래의 우주비행사에게는 지구처럼 여분의 산소와 물이 항상 공급될 여유분이 우주선내에 있지 않다.규모의 문제인 것이다.
현재 우주선에서 식량과 산소의 공급원으로 길러질 가장 유력한 식물로는 토마토,감자,상추 등이 거론되고 있다.또하나의 커다란 문제는 이들 식물들이 각각 어떤 상태에서 최고의 에너지원이 될 수 있는가를 일일이 밝혀내는 일이다.
현재 이 연구는 미 룻거대,유럽우주국 등에서 활발히 이뤄지고 있으며 앞으로 몇년내에는 우주여행의 경로에 따라 알맞은 식물을 선택해 실고 떠나는 일이 가능하게 될 것으로 전망되고 있다.
헤니거 박사는 『오는 2005년이면 완벽하게 자기조절이 가능한 시스템이 우주여행에 본격적으로 도입될 것』이라고 자신하고 있다.〈고현석 기자〉
1996-05-08 11면
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