[과학향기 for Kids] 소행성으로 우주 식량을 만든다? 미래 우주 식량 : KISTI의 과학향기

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[과학향기 for Kids] 소행성으로 우주 식량을 만든다? 미래 우주 식량

<KISTI의 과학향기> 제3116호 2024년 12월 02일

국제우주정거장(ISS)에서 우주비행사들이 밥을 먹는 모습을 본 적 있나요? 우주는 무중력 상태라 지구에서의 식사 시간과는 많이 다른 풍경을 하고 있죠. 음식과 그릇이 둥둥 떠다니기에, 지구에서처럼 요리를 만들어 먹기가 어렵습니다. 그래서 음식이 떠다니는 것을 막기 위해 벨트로 고정시키고, 특별히 제작된 ‘우주 식량’을 먹곤 하죠. 우주비행사들은 어떤 음식을 먹는지 함께 살펴볼까요?

사진 1. 무중력 상태인 우주에서는 음식과 그릇이 둥둥 떠다니기에, 우주비행사들의 식탁은 지구에서의 모습과 크게 다르다. 음식을 벨트로 고정해두고, 특별히 제작된 우주식량을 먹는다. ⓒESA

우주비행사들은 어떤 음식을 먹을까?

우주에서 처음으로 음식을 먹은 사람은 러시아(구소련)의 ‘유리 가가린’입니다. 역사상 최초로 우주 비행에 성공한 가가린은 알루미늄 튜브에 들어 있는 소고기 요리와 초콜릿 디저트를 짜서 먹었습니다.

우주 탐사 초기에는 식단에 제한이 컸지만, 현재 우주비행사들의 식단은 지구에서 먹는 것과 크게 다르지 않습니다. 빵, 샌드위치, 스테이크 등 메인 요리부터 푸딩, 과일 등 디저트까지 다양한 음식을 먹습니다. 우주로 떠나기 전에 우주비행사들이 먹고 싶은 음식을 직접 고를 수 있어 각 나라의 요리를 가져갈 수도 있습니다. 2008년 한국인 최초로 ISS에 다녀온 이소연 우주비행사는 김치, 고추장, 된장국, 수정과 등의 한식을 우주 식량으로 가져가기도 했습니다.

다만 메뉴가 다양하더라도 지구에서처럼 매일 신선한 재료로 요리해서 먹을 수는 없어요. 그래서 대부분의 우주 식량은 ‘동결건조’ 식품으로 특별히 제작되는데요, 음식을 얼린 다음 건조해 수분을 없앤 형태를 말합니다. 동결건조를 하면 영양분이 덜 손상되고, 세균 등에 의해 상할 염려가 없습니다. 그래서 오랜 기간 우주에서 지내야 하는 우주비행사들에게는 안성맞춤이죠. 우주비행사들은 동결건조된 음식을 따뜻한 물에 넣어 데워 먹습니다.

사진 2. 동결건조된 우주 식량들. ⓒNASA

이외에도 가가린이 먹었던 것처럼 튜브로 짜서 먹는 식품, 우주정거장에 설치된 오븐에 바로 데워 먹을 수 있는 레토르트 식품들도 있습니다. 그리고 신선한 과일이나 채소도 종종 배달되곤 합니다. 대신 과일이나 채소는 유통기한이 짧으므로 빨리 먹어야 하죠.

사진 3. 자주는 아니지만, 종종 신선한 과일이나 채소도 국제우주정거장으로 배달된다. ⓒNASA

3D 프린팅, 우주 재배, 소행성까지 다양한 우주 식량 개발 중

앞으로 인류는 우주정거장뿐만 아니라, 달이나 화성으로도 떠날 예정입니다. 미국항공우주국(NASA)은 2030년까지 달에 사는 것을 목표로 아르테미스 임무를 진행 중이고, 일론 머스크 스페이스X 대표는 인류를 화성으로 이주시키려는 계획을 세우고 있습니다. 이런 상황에서 언제까지고 냉동식품만 먹을 수는 없겠죠. 이를 위해 과학자들은 우주 환경에 적합하면서도 맛과 영양까지 챙긴 다양한 우주 식량을 개발하고 있습니다.

우선 3D 프린터를 이용해 우주에서 바로 식량을 제작하는 방법을 연구하고 있습니다. 또 국제우주정거장에서 양배추, 상추, 겨자 등 식물을 직접 재배하며 우주에서도 신선한 채소를 먹을 수 있는 방법을 연구하고 있어요.

사진 4. 3D 프린팅으로 만든 식품. ⓒESA

최근에는 소행성을 이용해 영양분이 풍부한 우주식량을 만들 수 있다는 기발한 연구 결과도 나왔습니다. 캐나다 웨스턴대학교 연구팀은 소행성에 탄소로 이뤄진 유기물이 많다는 점에 주목했어요. 그리고 소행성의 구성 성분과 비슷한 ‘케로겐’이라는 물질을 이용해 아이디어를 실험해봤어요. 케로겐을 열을 가해 분해한 다음, 여기서 나온 물질을 세균에게 먹였죠. 이걸 먹은 세균은 밀크셰이크 같은 끈적이는 액체 형태의 물질을 만들어냈는데요, 이 액체는 100g당 442kcal의 열량을 냈고, 단백질, 탄수화물, 지방 등의 영양분이 풍부하게 들어 있었어요. 연구팀은 이 액체를 건조해 요거트나 가루 같은 음식으로도 바꾸기도 했습니다.

연구팀은 이 방법을 이용하면 지구에서 식량을 조달하거나 우주에서 농사를 짓지 않아도 된다고 말했어요. 우주에는 소행성이 수없이 많으므로, 이 중 하나만 채굴해도 우주비행사 수백 명이 1년간 먹을 식량을 얻을 수 있다는 거예요. 예를 들어 ‘베누’는 지름 492m 크기의 소행성인데요, 베누를 분해하면 최소 600명, 최대 1만7000명의 우주인에게 줄 식량을 얻을 수 있다고 해요.

앞으로 연구팀은 석탄과 실제 운석을 이용해 식량을 만들 수 있는지 확인할 예정이에요. 미래에는 우리가 상상하지 못한 놀라운 우주 음식이 등장할지도 모릅니다. 여러분이 우주에서 먹고 싶은 음식은 무엇인가요? 상상의 나래를 마음껏 펼쳐 우주 식탁을 풍성하게 만들어 봐요!

※ 교과서 연계 - 이번 과학향기 에피소드는 어떤 교과 단원과 관련돼 있을까?

3학년 2학기 과학 - 물질의 상태
5학년 1학기 과학 - 태양계와 별

글: 오혜진 동아에스앤씨 기자/일러스트: 감쵸 작가

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