넓은 우주를 향한 첫 걸음, '우주비행'을 만나다

​우주는 우주비행 지구와 달리 중력이 없고, 대기가 없어 극심한 일교차와 강력한 우주방사선에 노출됩니다. 지구와는 환경이 많이 다르죠. 이런 우주 환경에서 우주비행사들은 어떻게 일상생활을 할까요? 놀랍게도 지구에서의 비슷한 생활을 할 수 있으며, 드라마도 볼 수 있다고 합니다. 어떻게 가능한 걸까요?​우주비행사의 우주 공간 속 생활우주선을 타고 지구 밖으로 나간 우주비행사들은 우주정거장에 머물게 됩니다. 미국, 러시아, 일본 등 세계 각국이 참여해 건설한 다국적 우주정거장 국제우주정거장(ISS)이 바로 그곳입니다. 축구장 크기의 국제우주정거장에는 생명유지장치(산소발생기), 실험실 등이 있습니다. ​우주정거장에서의 생활은 생각보다 괜찮습니다. 밥도 먹고, 몸도 씻고, 인기 드라마도 볼 수 있습니다. 다만 우주비행 지구의 방식과는 조금 다릅니다. 무중력 상태에서도 이용하거나 보관할 수 있어야 하기 때문입니다.우주 공간에서 물은 공중에 둥둥 떠 있기 때문에 지구와 같은 일반적인 방식으로 샤워할 수는 없습니다. 그래서 우주비행사들은 세제가 묻은 수건을 이용해 몸을 닦습니다. 수건, 양말과 같은 물건이 더러워지면 빨래 대신 소각해 없애 버리는 방법을 택합니다.​​그럼, 용변은 어떻게 처리할까요? 2018년 NASA가 국제우주정거장에 특수한 방식으로 만든 진공 변기를 설치하면서 용변을 보는 것도 다소 편리해졌습니다. 얼핏 일반 변기와 비슷하게 생겼지만, 아래쪽에서 진공청소기처럼 소변과 대변을 빨아들입니다. 물과 중력이 아닌, 공기 흡입을 이용하는 것이지요. 2020년에는 여성 우주비행사들도 우주비행 이용하기 편리한 변기를 만들었죠. 우주에서도 인스타그램은 못 참지우주정거장에서는 기본적인 생리현상 외에 더 많은 일을 할 수 있습니다. 우주비행사들의 말에 따르면 인기 드라마도 볼 수 있지요. 우주비행사 스콜 켈리는 2015년 CNBC 인터뷰에서 지구에 사는 70억 명의 사람들과 비슷하게 여러 가지 용도로 인터넷을 사용한다라며 “우주정거장에서 트위터와 인스타그램에 사진을 올리는 것은 물론 온라인 뱅킹도 할 수 있다”고 밝혔습니다. 우주인들은 휴식 시간에 지구와 비슷하게 시간을 보낸다는 것입니다. 이 밖에도 우주 생활에서 빼놓을 수 없는 것이 있습니다. ​바로 우주비행사들의 몸을 보호해주는 ’옷’이죠. 우주비행사들은 총 세 가지 옷을 입는데요. 우주비행 지구를 떠나 우주로 갈 때 입는 여압복, 우주정거장에 도착하면 선내 활동복을 입고 생활합니다. 그러다 선외활동 임무를 수행할 때면 선외활동복과 거대한 헬멧을 착용하고 우주로 나옵니다. 두꺼운 선외활동복을 착용하기 전에는 기저귀가 달린 옷을 먼저 입는데요, 우주유영 중에 용변이 급하더라도 편히 볼일을 볼 수 있게 하는 것이죠. ​선외활동복은 크게 우주복, 헬멧, 장갑 등으로 이뤄져 있습니다. 우주방사선과 극한의 온도를 견딜 수 있도록 설계돼 있으며 단열에 최적화된 첨단 소재로 만들어집니다. 헬멧 안에는 통신에 쓰이는 막대기 형태의 마이크나 콧구멍을 막아 기압을 조절할 수 있는 발살바 장치 등이 달려 있습니다. 우주비행 때때로 우주비행사들은 이 발살바 장치를 이용해 콧등의 가려움을 해결하기도 합니다.​​여기에, 흔히 산소통으로 불리는 생명유지장치, 방사능측정기, 통신장비, 휴대용 배터리 등 우주 환경에서 안전하게 유영하기 위한 장비까지 장착돼 있습니다. 이런 이유로 선외활동복은 무게만 100kg가량 됩니다. 물론, 우주는 무중력 상태기 때문에 우주비행사들이 이 무게를 온전히 느끼진 않습니다. ​​우리가 흔히 알고 있는 우주복인 선외활동복은 대부분 하얀색으로 알고 있는데요. 이는 우주 환경과 관련 있습니다. 뜨거운 태양열을 조금이라도 덜 받기 위해 열을 가장 잘 반사하는 색을 이용한 것이죠. 흰색은 빛을 모두 반사하기 때문에 눈에 잘 띈다는 장점도 있습니다.​하지만 최근에는 우주비행 선외활동복이 개성 있는 모습으로 만들어지고 있습니다. 미국항공우주국(NASA)은 2024년까지 달 표면에 우주인을 복귀시키는 ‘아르테미스 프로그램’을 추진하면서, 앞서 2019년 새로운 우주복을 공개한 바 있습니다. 새하얀 선외활동복이 아닌, 흰색에 성조기를 연상할 수 있는 파란색과 빨간색을 조합한 디자인입니다.우주와 같은 특수환경에서도 살아남는 특수소재우주복은 단열이 중요한 만큼, 과학자들은 열에 강한 소재로 우주복을 만들기 위한 노력을 아끼지 않고 있습니다. 무겁고 가공하기 어려운 강철 강판 대신, 알루미늄과 탄소 섬유 등을 활용한 경량화 신소재가 다양하게 활용되고 있죠. 최근 각광받는 소재 중 하나는 '에어로젤(aerogel)’입니다. 마치 희뿌연 연기가 얼어붙은 모습처럼 보여 ‘얼어붙은 연기(frozen smoke)’, 우주비행 ‘딱딱한 연기(solid smoke)’라는 별명도 있는데요. 에어로젤은 우주나 화재 현장처럼 춥고 뜨거운 특수한 환경을 견딜 수 있는 소재입니다.​에어로젤은 ‘나노 기공’ 형태를 띠고 있는데요. 실리카(SiO2), 탄소(C), 알루미늄(Al) 등의 물질이 에어로젤을 만드는 데 쓰입니다. 이 나노 기공은 공기 분자를 붙잡아 단열 효과를 나타냅니다. 실제로 열, 전기, 충격에 강하고 단열이 뛰어나 차세대 단열재로 불리기도 합니다. 내부가 기체라서 기존 재료보다 무게가 판이하게 적게 나간다는 것도 장점입니다. ​또한, 최근에는 버려진 페트병을 이용해 에어로젤을 만들기도 했는데요. 2018년 싱가포르 국립대학 연구팀이 페트병을 이용해 미세섬유를 만든 후 실리카 소재를 코팅하여 만든 것이 우주비행 그것입니다. 페트병을 기반으로 한 에어로젤은 뛰어난 단열성과 방음성, 불에 타지 않는 특징을 지니고 있어 건축 및 방화복 등의 신소재로 주목받고 있습니다. 지속가능한 내일을 위해 많은 기업이 지속가능한 화학 기술을 연구하고 있는데요. 한화솔루션도 바이오 베이스 합성 폴리머 연구를 통해 다양한 포장재, 자동차, 전자제품의 소재로 사용할 수 있는 친환경 플라스틱을 연구하고 있습니다. 편리함을 넘어 환경까지 생각하는 기술의 발전이 우주로도 나아갈 수 있도록, 끊임없이 노력하는 한화에 많은 응원 바랍니다!​​▼스페이스 허브 TV에서 더 많은 우주 콘텐츠를 만나보세요▼​[스페이스 허브 콘텐츠 모아보기]​[한화솔루션 홈페이지]차별화된 기술과 혁신으로 다양한 분야의 솔루션을 제공합니다.​​