달, 화성에 건설할 NASA의 ‘우주 온실 프로젝트’

우리는 식물 없이 살아갈 수 없다. 식물이 광합성을 통해서 만드는 에너지는 지구 생태계를 지탱하는 근간이 되고 이때 나오는 부산물인 산소는 우리가 숨 쉴 수 있게 만든다. 이 점은 지구 밖에서도 마찬가지다.

인류가 달 기지나 화성 기지를 건설해서 영구적으로 정착한다면 반드시 먹고 사는 문제를 해결해야 한다. 식량 조달 문제는 물론 산소까지 현지에서 조달할 방법으로 식물 재배를 연구하는 것은 놀라운 일이 아니다.

화성 작물 재배는 영화 ‘마션’을 통해 대중에게 널리 알려졌지만, 사실 미항공우주국(NASA)는 수십 년 전부터 우주 작물 재배를 연구해왔다. 그리고 최근에는 베지(Veggie)라는 소형 작물 재배 모듈을 국제 유인 우주 정거장(ISS)에서 성공적으로 테스트해서 실제 우주 작물을 재배하는 데 성공했다.

하지만 베지는 장기간 지구에서 멀리 떨어진 화성 기지나 달 기지에 식량과 산소를 제공하기에는 너무 작다. 그래서 NASA는 더 큰 대형 식물 재배 모듈을 개발 중이다.

프로토타입 달/화성 온실(Prototype Lunar/Mars Greenhouse) 모듈 프로젝트가 그것으로 이 프로토타입 장치는 길이 5.5m, 지름 2.4m에 달해 베지보다 훨씬 크다.

애리조나 대학과 NASA가 공동으로 개발 중으로 적어도 수개월에서 수년에 걸쳐 작동하는 것을 목표로 하고 있다. 하지만 지구가 아닌 환경에서 장시간 식물을 키우는 일은 생각처럼 간단한 일이 아니다.

예를 들어 달이나 화성 표면에서는 태양광을 직접 이용해서 작물을 재배하기 힘들다. 오존층을 거치지 않은 강력한 자외선이 그대로 유입되기 때문이다. 따라서 영화 마션과는 달리 이 달/화성 온실은 LED 인공광을 이용해서 작물을 재배한다. 동시에 광섬유를 이용해서 태양광 일부를 같이 사용하는 방법도 연구되고 있다.

지구에서 멀리 떨어진 밀폐된 환경에서 필요한 자원을 지속적해서 공급해주는 일 역시 간단하지 않은 문제다.

NASA의 의도는 이 식물 재배 모듈이 물, 이산화탄소, 산소, 배설물을 포함한 유기물을 끊임없이 순환시켜 작은 생태계를 만드는 것이다. 지구가 아니라 작고 폐쇄된 우주 기지에서 모든 것이 원활하게 작동하려면 이 모든 구성 요소를 세세하게 컨트롤할 수 있는 장치가 필요하다.

예를 들어 산소나 이산화탄소가 지나치게 늘어나지 않도록 컨트롤하고 물이 계속해서 재활용되고 순환될 수 있는 시스템이 필요하다.

이 모든 것이 하나로 통합된다면 진정한 의미의 '제2의 지구'가 될 유인 우주 기지를 달과 화성에 건설할 수 있게 될 것이다. 이 기지는 자체적으로 필요한 식량과 산소를 끊임없이 공급할 수 있어 오랜 기간 독립적으로 생활할 수 있다.

물론 상당히 미래의 일이 되겠지만, 언젠가 이런 우주 온실과 유인 우주 기지가 현실이 될 것으로 기대한다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com