신주6호 우주선에서 진행된 4대 우주실험

 

 신주6호 우주선에서 진행된4대 우주실험

          <解读'神六'四大太空实验>

 

2명의 중국 우주비행사는 신주6호 유인우주선 비행과정에서 일부 우주 실험 외
에도 공간세포 생명과학 실험을 진행했다고 한다. 이번 수일에 걸친 공간과학실
험을 통해 중국은 대량의 데이터를 확보했고 아울러 차기 유인우주비행에 필요
한 중요한 경험도 얻을 수 있었다.

신주5호 유인우주선의 경우,전문가들은 비행사 안전을 최대한도로 보장하기
위해 많은 실험기기들을 설치하지 않고 오직 비행사의 우주공간 내 생활필수품
과 일부 작은 실험용품만 우주선에 실었다. 우주선 앞부분에 설치된 카메라와
일부 종자가 전부였다고 한다.하지만 신주6호 때는 이미 인간의 탑승수준을 넘
어서면서 관측 외에도 모듈(우주선)바깥 활동,도킹실험,공간실험 등이 포함되
어 비행사들이 처음으로 궤도모듈에 진입해 미세중력, 종자육성 등과 같은 과학
실험을 진행할 수 있었다.

 

1. 궤도 내 방해력, 신주6 궤도에 영향끼치지 않아

실험명칭: ‘궤도 내 방해력(在轨干扰力)’실험

실험목적: 비행사의 모듈내 활동으로 인한 우주선 영향력 검사
바다에서 항행 중인 큰 배의 경우 사람의 선내 활동은 배의 자세에 큰 영향을 미
치지 않지만 쪽배의 경우는 다르다. 선두에서 선미까지 간단한 움직임도 배의
평형을 잃을 위험이 있기 때문이다. 신주6호 우주선의 경우 쪽배와 같아 우주선
비행과정에서 비행사 활동으로 인한 영향력이 얼마나 되는가를 검사하는 것이
첫 번째 실험 내용이었다.

2005년 10월 13일 새벽 4시 16분, 우주선이 13번째 궤도비행을 마친 후 지면
지휘통제부의 명령을 받은 비준룡(費俊龍,FeiJunlong)비행사는 궤도모듈에서
귀환모듈에 진입한 뒤 두 모듈 사이 문을 닫았다가 6, 7분 후에 다시 열었다. 우
주공간 상에서의 모듈문 밀봉상태와 유출탐지를 검사하기 위한 의도였으며 테
스트 결과 정상으로 나타났다.

1시간 후 비준룡 비행사는 귀환모듈에서 제한된 시간 내 여압복(pressure suit,
옷 안에만 대기압을 유지해 주는 옷)입기/벗기 실험을 진행했다.

14시 25분, 우주선이 제20바퀴째 비행을 하던 도중 비준룡 비행사는 좌석에서
일어나 암레스트(Arm Rest)와 보조용끈을 잡고 머리를 앞으로 한 자세로 궤
도모듈에 표류하듯이 진입했고 바로 원 자세를 유지한 채 귀환모듈에 돌아
왔다. 섭해승(聶海勝, Nie Haisheng)비행사는 그와 반대로 귀환모듈에서 궤
도모듈 사이를2차례 유사한 동작으로 이동해 총3차례 걸친 모듈사이 이동
실험을 완성했다.

17시 10분, 궤도모듈내의 비행사는 4분 내 냉각수 추출 스위치를 연속 100
여회 눌렀고 지면지휘통제센터 직원이 이 과정을 감독했다. 정상적인 상황에
서는 비행사가 모듈 내 습도 변화에 따라 3시간 간격으로 냉각수를 추출하
는 것이 관례이다.

위의 네 가지 ‘궤도내 방해력’실험을 통해 비교적 큰 비행사들의 동작도 우
주선의 미세한 흔들림에만 영향을 끼칠 뿐 정상적인 우주선 자세를 유지할
수 있고 자세제어 엔진에 점화할 필요가 없다는 판단이 내려졌다.

실험을 통해 비행사들은 모듈내 활동상 한계를 벗어날 수 있었다. 특히 비준
룡 비행사는 모듈간 이동실험을 마친 후 자유롭게 귀환모듈의 2개 불스 아
이(Bull's Eye)사이를 표류하듯이 이동하며 여러 각도에서 지구를 촬영하기
도 했는데, 이는 신주5호 우주선에선 상상도 못한 일이었다. 관련 전문가는
‘궤도 내 방해력’실험의 성공으로 우주선이 비행사의 모듈 내 활동에 전혀
지장을 받지 않는다는 사실이 증명되었으며, 앞으로 이 같은 실험을 재차 할
필요가 없게 되었다고 설명했다.

 

 

2. 대지관측: 지구환경 관측

실명명칭: 대지관측
실험목적:대기와 물의 오염정도․오염성질․오염원 조사,식생의 병충해 지역 조
사,임업용지 및 농업용지 분류,접근하기 어렵거나 미개발된 지역 조사 등 지구
환경상황 관측

대지관측은 비행사가 뷰파인더(viewfinder)를 통해 목적을 가지고 지구를 관찰
및 측량하는 것을 말하며, 이는 인류가 우주에서 진행할 수 있는 공간실험 중 하
나이다. 한 전문가는 우주공간에서 대지관측을 진행하는 이유는 우주선에서 비
교적 넓은 지역에 대한 스캔 관측을 할 수 있기 때문이라고 설명했다.

우주선에서 대지관측을 할 때는 순간관측 또는 필름기록을 통해 비행궤도 시각
범위 내에서 지표를 관측할 수 있는데 그 커버 면적이 몇 만에서 몇 십만km²에
달한다. 근지점 위성의 경우는 정기적으로 지구 위를 비행하기 때문에 한 지점
에서 항공우주 장치를 통해 전체 대기층 두께의 종단면 구조와 지면 및 대기층
에서 발생하는 여러 변화를 연구할 수 있다.

이처럼 우주공간에서 사용되는 관측설비는 영상분광계(Image Spectrometer)
와 다모듈 원격탐사기(Multimode Remote Sensing) 두 가지가 있는데, 중국의
신주6호 우주선에 사용된 다모듈 원격탐사기는 마이크로웨이브복사계, 스케터
로미터(Scatterometer), 레이저고도계(Altimeter) 3가지 측량 모듈로 구성됐
다.

또 우주공간에서 지면을 관측할 때는 우주공간 미세중력의 특수환경을 감안
해 특별 제작된 제한기(Limiter)가 필요한데, 이 제한기로 비행사의 두 발을
특정 범위에 고정시킨 후 자세가 조정된 상태에서 관측작업을 진행한다.

 

 

3. 세포실험: 거시적에서 미시적으로

실험명칭: 세포의학실험
실험목적:공간환경이 심장과 골격 세포 메커니즘에 주는 영향,무중력 상태에
서의 사람 생리와 심리상 일부 특징을 연구해 장래 인류 우주생활 영위를 위한
항공의학 연구기초를 제공

주천(酒泉)위성발사센터 세포의학실험실에서 추출한 생체 심장세포가 신주6호
우주선에 탑재되었다.비행사와 센터 직원들은 동시에2개의 생체 심장세포에
대한 과학적 비교실험을 진행하였는데 이는 세계 최초의 심근세포 우주선 탑재
실험이었다.

우주선이 발사된 후 비행사는 시간대를3개로 나누어24개 샘플박스에 대한 실
험을 진행했다. 실험진행 시 비행사는 세포배양 벨트를 다리위에 놓은 상태로
각 시간대마다 서로 다른 활성제와 고정제를 담은 캡슐 2개를 터뜨린 후 생체
세포를 활성 또는 고정시킨다. 이는 우주선이 궤도에 진입하기 전과 후인 시간
대, 즉 각기 다른 중력조건 하에서 세포샘플의 상태와 변화를 체크하는 것이 주
요 목적이다.

중국 비행사센터의 이용지(李勇枝, Li Yongzhi) 수석의료감독 의사는 “세포 연
구가 향후 우주의학의 중점사업이 될 것이다.”라고 하면서 중국의 우주에 대한
연구는 이미 공간비행 효과 관찰에서 우주환경이 인체에 주는 영향 메커니즘을
연구하는 방향으로 심화되고 있는 동시에, 거시적인 전체조직 실험 수준에서 미
시적인 세포분자 실험 수준으로 세부화되고 있다고 설명했다. 그는 또 이 같은
우주환경이 인체에 주는 생리, 병리 변화 메커니즘 연구를 통해 강력한 전문 보
호정책을 제정하는 것이 그의 목적이라고 덧붙였다.

 

 

4. 종자실험: 우량종 육성

실험명칭: 종자실험
실험목적: 우주 미중력과 고에너지 복사라는 특수환경 하에서 종자의 유전자 변
이를 연구하고,이들 변이 종자를 선정,우량종자를 확보함으로써 고생산성, 고
품질,조숙(早熟),항균 특성을 지닌 우량품종을 육성

전체 지구생태환경이 점차 악화되고 있는 가운데 야생식물종이 계속 줄어들
고 있고 잡교벼 같은 전통적인 농작물 품종 개량방식도 그 범위가 점차 좁
아지고 있다. 따라서 우주실험을 통한 농작물 품종개량과 신품종 육성 역시
우량종자 개발을 위한 또 다른 효과적 방법으로 각광받고 있다.

특히 전혀 무게가 느껴지지 않을 정도로 가벼운 종자는 전체 비행과정에서
비행사가 특별히 신경 쓰지 않아도 되기 때문에 이 실험은 계속 주요 우주
실험 중 하나였고, 신주6호도 예외는 아니었다.

중국은 1987년부터 귀환위성과 신주(神舟)시리즈 우주선을 통해 농작물 종
자, 야채, 화초, 중초약 등에 대한 실험을 진행했는데, 그 결과 총 11차에 거
쳐 1,200여 개의 신품종을 개발했고 많은 우량품종도 재배하는데 성공했다.
우주공간 내 종자육성 실험은 우주의 특수한 물리환경을 이용해 생물의 유
전적 변이를 일으키는 과정이다.

 

대량의 우주실험을 통해 우주환경에서의 종자 돌연변이는 변이 빈도와 폭이

크며, 유익하고 빠른 변이가 많다는 사실이증명되었다.

이런 변이현상은 주로 영양성분 변이,항균 변이, 항건조 변이,
과형변이(果型变异, Fruit shape variation), 입형변이(粒型变异,Grain shape
variation)등으로 나타나는데 실험통계에 따르면 우주 변이비중은 4%이상에
달한다고 한다.

중국이 이미 실험에 성공한 예는 유채각과변이(角果變異), 붉은팥(Red
adzuki bean)각과변이, 백련꽃씨(White lotus seed)변이, 오이 외형변이, 밀
생육기변이 등이 있다.

중국의 우주 종자육성 실험에 이용되는 변이품종은 40%에 달하며, 현재 이
미 육성된 품종은 50여개, 계속 육성중인 품종은 200여개에 달한다. 중국
우주항공협회 전문가는 “중국은 현재 우주 돌연변이 종자육성실험연구와 식
물의 세포학, 생리학, 분자생물학 메커니즘연구 방면에서 이미 세계 선진수
준에 도달했다고 설명했다.

현재 우주실험을 거친 많은 품종이 사회에 보급되고 있어 거대한 경제수익
을 창출하고 있다. 특히 우주가지, 오이, 토마토 등 품종은 서민들의 일반생
활에서 쉽게 찾아볼 수 있다.

 

[자료출처: 2005.10.18 科技日報5면]