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장애인·화성탐사용 '로봇 인공근육'…우주실험실, 최고의 연구 성과

입력 2016-07-17 19:50:32 | 수정 2016-07-18 02:58:44 | 지면정보 2016-07-18 A21면
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NASA, 국제우주정거장(ISS) 연구 성과 발표

미국 벤처 '라스랩' 개발
전기로 움직이는 인공근육
우주서도 작동하게끔 연구

지구 기상 관측 '래피드스캣'
블랙홀 찾은 '천체 관측기' 등
ISS, 우주 종합연구소로 변신
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미국 벤처회사 라스랩은 사람의 근육을 대체할 신개념 인공근육을 개발하고 있다. 고분자 화합물로 만든 이 인공근육은 아주 적은 전기로 작동하기 때문에 장애인의 의족과 의수는 물론 로봇의 인공관절로 사용할 수 있는 기술로 평가받고 있다. 이 회사의 연구실은 땅 위에서 한참 떨어진 우주에 있다. 지상에서 409~416㎞ 떨어진 우주 궤도를 하루 14바퀴씩 도는 국제우주정거장(ISS)이 이 회사 실험실이다. 라스랩은 지난해 인공근육 샘플 8개를 로켓에 실어 우주로 보냈다. 미국 항공우주국(NASA)은 지난 12~14일 미국 샌디에이고에서 열린 ISS 연구개발(R&D) 콘퍼런스에서 라스랩의 인공근육을 주요 연구 성과로 꼽았다.

◆연구 산실된 ISS

SF영화 스타워즈에서는 주인공 루크 스카이워커가 팔을 잃고 로봇팔에 가까운 의수를 이식받는 장면이 나온다. 라스랩 목표도 이처럼 실제 팔에 가깝고 우주 환경에서도 작동하는 인공근육을 개발하는 것이다.

이 회사는 지난해 3월부터 ISS에 올려보낸 인공근육이 정상적으로 작동하는지 지켜보고 있다. 땅 위에서 노출되는 방사선량은 연간 3~4밀리시버트(mSv)지만 ISS에서는 연간 100mSv로 치솟는다.

우주 공간에서는 또 영하 271도에서 영상 135도까지를 오르내리는 극심한 온도 변화가 일어난다. 이런 극한 환경을 지상에 만들려면 큰 비용과 위험이 따르지만 우주에 떠 있는 ISS에선 어렵지 않게 실험을 할 수 있다. NASA는 2020년 시작될 화성 탐사에서 이 인공근육 기술이 활용되길 기대하고 있다. 회사 측은 “올해 말 ISS 실험을 마치는 대로 5년 내 사람과 화성 탐사에 쓰일 로봇에 이 인공근육 기술을 적용할 계획”이라고 말했다.

ISS는 기상 연구의 혁명도 이끌고 있다. NASA는 이번 콘퍼런스에 앞서 우주에서 바다의 바람 방향과 속도를 관측하는 장치인 래피드스캣(RapidScat)도 성공적인 연구 성과를 내놓고 있다고 공개했다. ISS에 이 장비가 실리면서 기상학자들은 기존 기상위성으로 보지 못했던 지구 전체 구름을 살펴볼 수 있게 됐다.

◆화성 탐사 위한 종합연구소

미국과 러시아 유럽연합(EU) 일본 등 16개국이 공동 운영하는 ISS에선 지금도 많은 과학 실험을 하고 있다. 각국이 하나둘 실험모듈을 붙이면서 거대한 우주 종합연구소로 거듭나고 있다.

일본은 2009년 ISS에 전용 실험모듈을 설치했다. 과학자들은 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)가 설치한 천체엑스선관측기(MAXI·맥시) 성과에 주목하고 있다. ISS에 실린 맥시는 92분에 한 번씩 지구를 돌며 먼 우주에서 발생한 엑스선 폭발을 관측하고 있다. 어둡던 별이 갑자기 밝아지는 현상인 신성 폭발을 최초로 포착한 데 이어 지금까지 6개 블랙홀을 발견했다. 한국이 만든 실험장비도 내년 4월 ISS로 올라갈 예정이다. 박일흥 성균관대 물리학과 교수팀이 개발한 우주선 검출장치인 실리콘 전하량 검출기(SCD)는 당초 지난해 발사될 예정이었지만 스페이스X 팔콘 9 폭발 사고로 일정이 1년반가량 연기됐다.

ISS는 지구 중력이 거의 미치지 않는 환경이다. 과학자들은 화성 탐사와 같은 장기간 우주여행에서 미세 중력이 인간을 비롯한 생명체에 어떤 영향을 미치는지 연구하고 있다. 장거리 우주여행에 필요한 식량과 산소를 공급받을 식물을 알아내는 연구도 활발하다. 의학 분야에서 가장 영향력 있는 학자로 꼽히는 에릭 토폴 미국 스크립스연구소 교수는 “ISS는 의학 분야에서 새로운 연구 기능을 제공하고 있다”며 “우주 궤도에서 의학 혁명이 일어나고 있다”고 말했다.

박근태 기자 kunta@hankyung.com

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