[우주생물학을 만나다] NASA 우주생물학 연구소
안녕하세요, 이번 연재에서는 미국 우주항공국 NASA에 속한 다양한 우주생물학 연구소들에 대해 알려드리려고 합니다. 흔히들 NASA라고 하면 우주개발을 위한 우주탐사선 및 우주망원경 제작과 관련된 일들이 먼저 떠오르실 텐데요, 하지만 NASA는 이러한 것들 이외에도 다양한 연구를 수행하고 있고, 그중에서도 우주생물학 연구는 매우 중요한 역할을 하고 있습니다. 오늘은 NASA의 우주생물학 연구소 네 군데를 소개해 드리고, 각각 어떤 연구들이 이루어지고 있는지 살펴보도록 하겠습니다.
1. NASA Ames Research Center
NASA의 우주생물학 연구소 중 가장 대표적인 곳은 NASA Ames Research Center로, 캘리포니아주에 자리 잡고 있습니다. 이곳에서는 주로 미세중력 환경에서의 생명체 반응, 생체시계 조절, 그리고 우주 방사선이 생명체에 미치는 영향에 대한 연구를 진행합니다.
Ames Research Center의 주요 연구 중 하나는 'BPS program'(Biological and Physical Sciences)입니다. 이 프로젝트는 우주에서 생명체의 유전자 발현과 생리적 변화를 연구하며, 미세중력 환경에서의 유전자 발현 변화를 이해하는 데 중요한 기여를 하고 있습니다. 또한, Ames Research Center는 우주 방사선이 DNA에 미치는 영향과 그로 인한 돌연변이 발생 가능성을 연구하여, 우주 비행사의 건강을 보호하는 방법을 모색하고 있습니다.
대표적인 프로젝트 중 하나는 ‘Rodent Research-3'입니다. 지난 칼럼에서 이야기했듯이, 우주비행사들의 장기 미세중력 체류는 여러모로 인체에 영향을 준다고 한 것 기억나시나요? 이 프로젝트는 우주에서 영향받은 근육의 기능과 건강을 연구합니다. 특히 근육 위축을 방지하는 방법을 찾아 우주 비행사들이 우주에서 건강히 지낼 수 있도록 돕습니다.
또한 Ames 연구 센터의 'Space Biology Program'은 미세중력 환경에서 식물과 미생물의 성장과 적응을 연구합니다. 이를 통해 우주에서의 식량 생산 가능성을 높이고, 장기 우주 탐사 임무에 필요한 생물학적 지원 시스템을 개발하고자 합니다.
2. NASA Johnson Space Center
텍사스주에 위치한 NASA Johnson Space Center는 우주비행사 훈련과 우주 임무를 지원하는 시설입니다. 물론, 이곳에서도 우주생물학 연구가 진행되고 있습니다. 특히 이곳에서는 우주비행사들의 장기 우주 체류가 인체에 미치는 영향을 심층적으로 연구합니다.
Johnson Space Center의 '휴먼 리서치 프로그램' (Human Research Program) 또한 우주 비행사의 건강과 안전을 도모하기 위한 연구입니다. 이 프로그램은 뼈 손실, 근육 위축, 심혈관계 변화 등 미세중력 환경이 인체에 미치는 다양한 영향을 조사합니다. 이를 토대로 우주 비행사들이 장기간 우주 체류 후 지구로 돌아왔을 때 건강을 유지할 수 있도록 돕는 방법을 개발하고 있습니다.
이 연구소의 대표 프로젝트로는 'Twin Study'가 있습니다. 이름 그대로 일란성쌍둥이 우주비행사 중 한 명은 우주에, 다른 한 명은 지구에 머무르게 해서 그동안의 유전자와 생리적 변화를 비교 분석하여 미세중력의 영향을 연구하는 것이죠. 우주 환경이 인체에 미치는 영향을 이해하는 데 아주 효과적인 방법이지요?
3. NASA Jet Propulsion Laboratory
NASA Jet Propulsion Laboratory도 캘리포니아주에 있는데, 주로 우주 탐사선 개발과 행성 탐사를 담당하는 연구소입니다. 역시 이곳에서도 우주생물학 연구, 특히 외계 생명체 탐사와 관련된 연구가 활발히 이루어지고 있습니다.
우리가 항상 궁금한 외계 생명체의 존재 가능성을 연구하는 것이 바로 Jet Propulsion Laboratory의 '마이크로 생명 탐사 프로그램'(Astrobiology Program)입니다. 이 프로그램은 태양계 내의 행성 및 위성에서 생명체가 존재할 수 있는 환경을 탐사하고, 미생물 생명체의 존재 가능성을 찾습니다.
이 연구소에서 유명한 프로젝트는 '유로파 클리퍼'(Europa Clipper) 미션입니다. 목성의 위성 유로파로 탐사선을 보내 그 얼음 표면 아래에 존재할 것으로 예상되는 액체 바다에서 생명체가 존재할 수 있는 환경을 찾는 프로젝트지요. 유로파는 지구 외 생명체 탐사에서 가장 유망한 장소 중 하나로 꼽히며, 이곳의 물리적, 화학적 조건을 면밀히 조사하여 생명체 존재 가능성을 확인합니다.
또 다른 중요한 연구는 '마스 2020' 미션의 일환으로 진행된 '퍼시비어런스'(Perseverance) 로버입니다. 퍼시비어런스는 화성의 고대 호수였던 제제로 분화구(Jezero Crater)에서 샘플을 채취하고 분석하여 과거에 생명체가 존재했을 가능성을 조사합니다. 로버는 생명체의 흔적을 찾기 위해 정밀한 샘플 분석 도구와 실험 장비를 탑재하고 있으며, 수집된 샘플은 미래에 지구로 가져와 한층 더 정밀한 분석을 진행할 계획이라고 합니다.
4. NASA Goddard Space Flight Center
메릴랜드주에 위치한 NASA Goddard Space Flight Center는 우주 생물학 및 지구 과학 연구의 중심지입니다. 이곳에서는 주로 지구와 다른 행성의 생명체 환경을 비교 연구하는 프로젝트를 수행합니다.
두 행성의 정확한 비교 연구를 위해서는 연구하기 위해서는 행성 간에 오염이 있으면 안 되겠죠? 이를 방지하기 위해서 Goddard Space Flight Center에는 '행성 보호 오피스'(Planetary Protection Office) 부서가 있습니다. 이곳은 우주 탐사선이 다른 행성에 도달했을 때, 함께 간 지구의 생명체가 우주로부터 오염되거나 혹은 반대로 그 행성을 오염시키지 않도록 보호하는 연구를 합니다. 반대로 우주 탐사선이 지구로 돌아올 때 외계 생명체가 지구로 유입되지 않도록 예방하는 연구도 함께 진행하고 있습니다.
이와 더불어, Goddard Space Flight Center는 다양한 기상 및 환경 모니터링 시스템을 개발하여 지구 환경 변화와 생태계에 미치는 영향도 연구합니다. 주요 프로젝트 중 하나는 'TESS'(Transiting Exoplanet Survey Satellite)로, 외계 행성 탐사가 목적입니다. 지구 크기의 행성을 포함한 다양한 외계 행성을 찾아내고 그 특징을 연구해서 생명체가 존재할 가능성이 있는 외계 행성을 찾는 데 중요한 기여를 하고 있습니다.
아주 대표적인 것들만 소개하는데도 한 칼럼이 다 차버렸네요. 미국 우주항공국 NASA에서는 이외에도 아주 많은 우주 관련 연구가 진행 중입니다. 미국뿐만 아니라 캐나다, 유럽, 러시아, 일본, 중국, 인도와 같은 우주 강대국들 또한 이런 우주연구소를 보유하여 우주 연구에 많은 투자를 하고 있습니다.
올해 5월 27일, 대한민국도 드디어 우주항공청이 설립되었습니다. 아직 설립 초기 단계이지만 우리나라도 본격적인 우주개발을 위한 첫 삽을 떴다는 사실만으로도 가슴이 벅차오릅니다. 우주항공청을 필두로 대한민국에 우주개발을 위한 환경이 잘 갖춰지게 된다면, 여러 연구소 및 대학들과 함께 합심하여 미래에는 우리나라도 NASA와 같은 멋진 연구를 많이 하는 우주개발 선진국 반열에 오를 수 있을 것이라 확신합니다.
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BRIC(ibric.org) Bio통신원(김동석) 등록일2024.07.12