우주복을 입으면 슈퍼맨이 되어요!

‘우주 비행사’를 ‘우주를 여행하는 사람’이라고 정의한다면 사실 지구상에 살고 있는 우리들 모두는 우주 비행사라고 할 수 있을 것입니다. 우리가 발을 딛고 있는 이 지구도 시속 수천 킬로미터의 속도로 우주를 여행하고 있으니까요. 하지만, 우리는 지구의 중력으로 인해서 지구의 대기를 포함한 지구 전체가 함께 이동하고 있어 아주 안전하게 우주여행을 하고 있지요. 하지만, 실제로 지구 밖에서 우주여행을 하는 우주 비행사들은 지구의 환경과 유사한 환경을 갖추어 우주로 나가야 하기 때문에 다양한 장비가 필요합니다. 

영화 ‘허블’을 보면 우주에서 지구로 영상을 전송하는 허블 망원경을 수리하고 업그레이드하기 위해 7명의 우주인들이 활동하는 모습을 볼 수 있습니다. 이 임무를 맡은 우주인들은 모두 우주선 밖에서의 선외활동을 위한 우주복을 입고 있습니다. 이것을 간단히 ‘선외활동용 우주복(EMU)’이라고 합니다.

이러한 선외활동용 우주복은 위성을 수리하거나, 새로운 우주 정거장을 조립하거나, 달 탐사를 할 때 꼭 필요한 것으로써, 하나의 작은 우주선이라고도 할 수 있습니다. 오늘 이 시간은 우주인의 안전을 위해 우주복이 갖춰야 할 조건에는 어떤 것들이 있는지 함께 알아보겠습니다!

● 우주에는 공기가 없어요.

중력에 의해서 기체 분자들이 대기권을 형성하는 지구와는 달리 우주 공간은 사실상 텅 비어있는 진공 상태에 가까운 환경이라고 볼 수 있어요. 따라서 보호 장비를 갖추지 않고 우주로 나간다면 우리 폐 속의 공기는 순식간에 우주의 진공으로 빨려나갈 것입니다.

또한 우리 몸속을 흐르는 체액 속에 녹아있는 기체가, 낮은 압력에 의해 팽창하여 제 기능을 하지 못하게 되어 우리의 몸이 부풀어 오르고, 조직이 파괴되며, 뇌에 산소 공급이 중단되면서 15초 내에 의식을 잃고 말게 될 것입니다. 

이를 방지하기 위해서 우주복 내에는 우리가 견딜 수 있을 정도로 기압을 만들고 이 압력이 새지 않도록 해주는 장치가 갖추어져 있다.

● 우주는 온도 차이가 심해요.

태양에서 지구까지의 거리만큼 떨어져 있는 우주 공간에서는 빛을 받는 부분은 영상 120℃, 빛을 받지 않는 부분은 영하 100℃까지 내려갈 수 있습니다. 무려 200℃가 넘는 온도 차이입니다. 이 때문에 우주복에는 가열/냉각 시스템이 갖추어져 있어서 춥거나 더운 환경에서도 쾌적하게 작업을 할 수 있도록 하는 장치가 설계되어 있습니다.

● 작은 유성체들과 충돌할 수 있어요.

우주에는 태양계의 생성, 그리고 혜성이나 소행성의 충돌로 생긴 작은 유성체들이 있습니다. 이것들은 작은 입자들이긴 하지만, 매우 빠른 속도로 이동하기 때문에 우주 비행사의 몸에 충돌하면 아주 심각한 부상을 입을 수도 있답니다. 이로부터 우주인들을 보호하기 위하여 우주복은 충격에 내성을 지닌 강한 재질로 만들어지고 있습니다.

선외활동을 위한 우주복은 14개의 층으로 이루어져 있는데, 몸에서 나는 열에 의해 온도가 올라가는 것을 방지하기 위한 액체 냉각용 내피를 비롯하여 압력을 보존하기 위한 내피, 그리고 외부의 열이나 유성체와의 충돌로부터 몸을 보호하기 위한 내피층 등으로 구성되어 있습니다.

● 몸을 쉽게 움직일 수 있어야 해요.

우주복 내부는 우주인의 생존을 위한 압력 유지를 위해 어느 정도 부풀려져 있게 됩니다. 하지만 부풀려진 우주복을 입고 위성 수리 등의 선외활동을 해야 하는 우주인들에게는 매우 불편할 수 밖에 없습니다. 따라서 우주복 설계자들은 우주인들이 쉽게 활동할 수 있도록 관절부가 잘 구부러지도록 우주복을 디자인하고 있습니다. 

이 외에도 우주복은 우주의 마이크로중력, 태양복사, 자외선 등의 환경에서 활동할 수 있도록 다양한 기능을 갖추도록 제작되고 있습니다. 그러나 우주복을 제대로 차려 입으면 그 무게는 무려 48kg 정도라고 합니다. 따라서 가볍고 강한 재질의 섬유를 개발하는 것이 남은 과제로 있습니다. 

우주의 극한 상황에서 활동하는 우주 비행사를 안전하게 보호해주는 우주복의 개발은 우리의 생활에도 많은 변화를 가져다 주었습니다. 우리가 사용하는 가볍고 단단한 배드민턴이나 테니스 라켓, 네비게이션이나 스키복, 전자렌지, 라텍스 침구 등의 개발도 모두 우주 여행을 위한 연구의 결과로 탄생한 것들이라고 합니다. 앞으로 우주 여행이 좀 더 일반화된다면 우리도 우주복을 입고 신나는 우주 여행을 할 수 있게 될 것입니다.

글 : 이혜주(서울상봉초등학교 교사) 

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