⑧우주에서의 생명유지

유인우주선은 무인우주선과는 달리 여러 가지 생명유지 장치를 필요로 한다. 그 때문에 우주선내에 복잡한 장치들이 요구되고 무게도 그만큼 늘어나게 된다.
원칙적으로 인간은 대기권이라는 지구의 얇은 보호층을 떠나서는 살수가 없다. 예를 들면 태양계에서 지구와 가장 흡사하다는 화성에서조차도 희박한 대기와 낮은 압력 때문에 (지구 대기압의 1백25분의)심한 자외선과 자주선의 피해는 물론, 아무런 보호조치가 없다면 37,도의 체온에서도 피가 끓게되어 견딜 수 없게된다. 또한 밤과 낮의 심한 기온차이는 지구에서 최악의 기상조건을 가진 남극이나 적도부근 사막에서의 기후가 차라리 온화한 것이 된다.
따라서 우주여행을 위한 우주선의 선실환경은 무중력이라는 특수조건을 제외하고는 기온·압력·습도·산소의 분력등에서 지구환경과 완벽하게 일치하는 것이 아니면 안 된다.
그러므로 우주를 얼마나 멀리, 또 오랫동안 탐험할 수 있는가의 문제는 무거운 물·식량·산소·동력 등을 얼마동안이나 공급해 줄 수 있는가의 문제와 직결된다.
그러나 우주선의 발사에 따르는 막대한 경비문제로 인해 무한정 많은 공급품을 싣고 떠날 수는 없고 최소한의 공급품을 최대한으로 활용하는 방법들이 연구되고 있다.
예를 들면 4명의 승무원이 1년 동안 우주여행을 하고 돌아온다고 가정할 때 약8·3t의 물과 1·2t의 산소, 그리고 1t정도의 특수식량을 필요로 하지만, 재생장치를 이용하게 되면 물과 산소를 합해180kg정도면 족하게 된다. 즉 산소는 호흡을 통해 배출되는 탄산가스에서 재생해 사용할 수 있는 것이다.
우주선실내의 탄산가스를 제을라이트라는 물질에 흡착시킨 다음 특수로에서 6백50도까지 가열시키면서 수소를 공급해주면 물이 생성된다. 이 물을 전기분해하면 산소와 수소를 얻을수 있으며 이때 찌꺼기로 남는 탄소는 촉매인 철에 흡착되어 폐기통에 저장된다.
탄산가스를 제외한 선실내의 공기는 먼지여과·악취제거의 과정을 거치면서 수분은 응축되어 물로 회수되고 공기는 정화되어 재 사용하게 된다.
일단 신체에 흡수된 물은 땀이나 호흡에 의해 증발 및 방출되는데 이들도 역시 순환과정에서 물로 회수된다. 또한 배뇨는 모아서 박테리아 및 악취제거를 위해 약품으로 처리한 후,증발 및 응축과정을 통해 다시 순수한 물로 회수되지만 승무원의 심리적인 면을 고려하여 식수이외의 용도로 사용된다.
오랜 우주여행에는 승무원의 개인 위생과 건강관리도 중요한데 면도와 이발은 진공식 면도기로 하게되며. 목욕은 특수 무중력용 스펀지에 물을 묻혀서 닦아내는 경도로 만족해야한다.
실내운동은 무중력상태 때문에 아령이나 역기 같은 것은 불가능하고 스프링이나 탄력봉 같은 기구만을 사용할 수 있다. 부착되지 않은 모든 물체는 무중력 상태에서 조그만 힘을 받아도 위치를 변경하며 선실속을 둥둥 떠다니게 된다. 그래서 음식물은 전부 플래스틱 튜브에 담아서 냉동 건조된 상태로 보관되며 식사는 여기에다 물을 넣어 조리한 후 치약처럼 짜먹게 된다.
간식으로 먹는 비스키트등도 부스러기를 흘리지 않도록 먹을 수 있는 식용포장지에 싸여져있다.
우주선에서 작동하는 모든 기기는 에너지를 소모하며 이 결과로 방출되는 과잉열량은 복사 방열판에 의해 적절히 제거되어 알맞은 실내온도를 유지하게 된다. 그러나 에너지 절약을 위해 이러한 과잉열량은 때때로 물이나 산소를 회수하는 재생장치의 에너지원으로 쓰게된다.
이와 같은 모든 공기나 물, 그리고 열등의 관리장치는 온도·압력·전압 등 물리적 변수들의 정확한 자동계측과 제어, 계기판에 의한 지시와 경고 등의 기능이 뒤따라야만 가능하다.
따라서 만일의 고장사태에 대비하기 위해 이와 같거나 유사한 장치들이 보조용으로 준비되어야만 한다.
우주에서의 장기여행을 위해서는 그 이외에도 식량의 자급문제가 파생되는데 생태학을 이용한 대형의 식량순환체계가 선진국들에 의해 연구되고 있다.
이러한 여러가지 재생 및 순환, 관리체계가 완벽하게 이루어 질때 비로소 인류는 태양계를 벗어나 우주 깊숙이 여행을 할수있게 되며 과학자들은 그러한 시기가 그리 멀지 않은 것으로 기대하고 있다. <끝>
장근식<과학기술연 교수>