우주여행이 자살여행이 되지 않기 위한 안내서

리처드 파넥 Richard Panek(《중력의 문제: 우리 발밑의 미스터리를 풀다》의 저자)

인류는 언제나 불가능을 극복하며 위대한 도약의 역사를 써왔다. 달에 남겨진 닐 암스트롱의 발자국은 우주를 향한 도전에서 가장 자랑스러운 업적이었다. 하지만 그 후로 50년 동안 우리는 새로운 도전을 잃어버렸다. 우리가 언젠가 화성에 갈 수 있을까? 인류가 태양계를 식민화하고 한 개에 수십조 원의 가치가 있는 소행성을 ‘포획’할 수 있을까? NASA의 수석작가이자 《포브스》, 《워싱턴 포스트》, 《스미소니언》 등 미국의 유명 과학·비즈니스 매체의 필자인 크리스토퍼 완제크는 NASA 고더드 우주센터에서 근무한 경험을 토대로 우주 개발의 역사와 현재 그리고 미래를 실제 우주 프로젝트 CG 자료와 함께 이 책에 모두 실었다. 《스페이스 러시》는 우주 개발의 과학적 가능성과 경제적 가치에 대한 질문들에 꼼꼼하게 답을 들려준다. 우주와 외행성에서의 생존 가능성을 다룬 책은 많다. 하지만 안전한 지구를 벗어났을 때 실제로 겪게 될 문제를 깊이 탐구한 책은 거의 없다. 공기와 중력이 없고, 치명적인 방사선이 모든 방향에서 날아드는 우주 공간을 여행하려면 어떻게 해야 할까? 폐를 찢어버리는 치명적인 먼지로 가득한 달, 기압만으로도 피를 ‘끓여’ 버리는 화성에 기지를 세우고 거주지를 세우는 게 가능할까? 햇빛조차 희미한 천왕성 공전궤도 너머에서 어떻게 에너지를 얻어 은하수 중심을 향해 나아갈까? 21세기는 호모 사피엔스라는 종에게 ‘우주세기’가 될 것이다. 저자 크리스토퍼 완제크는 우리가 앞으로 십년 안에 과학적·상업적 이득을 위해 다시 달에 가고, 십수 년 내로 화성 유인기지를 세울 것이라 예견한다. 어쩌면 우리 생애 중에 얼음 위성에서 외계생명체를 발견할지도 모른다. 언젠가는 화성 유인기지에서 개최되는 올림픽 마라톤 경기나 유로파 혹은 엔셀라두스 내부의 따뜻한 바다에 무인핵추진 잠수함을 투입해 외계생명체를 탐사하는 다큐멘터리를 유튜브 라이브 방송으로 시청하는 날이 올 수도 있다. 꿈같은 이야기 같을지도 모른다. 하지만 우주 개발 전쟁은 현실이다. 이미 스페이스 X를 포함한 많은 민간 기업이 우주 진출을 선도하고 있고 인간의 우주 활동으로 이익을 창출하고 있다. 중국이 ‘우주굴기’로 일컬어지는 적극적인 우주 진출 정책을 추진하여 잠들었던 미국의 자존심을 자극한 것도 우주 개발의 새로운 빅뱅을 야기할 것이다. 저자는 우주 개발 전쟁이 가속화하면서 우주에서 지속 가능한 기업 활동이 늘어나고 여태껏 지구를 기반으로 했던 과학, 비즈니스, 레저 활동 또한 우주 규모로 확장될 것이라고 확신한다. 종의 도약은 이미 시작되었다. 지구 저궤도 호텔과 달 표면 채굴, 관광, 과학 연구가 현실화될 것이다. 달과 화성, 그리고 그 너머에 정착하는 것을 진지하게 고민해볼 때다. 이 책은 그 과정을 최대한 경제적이면서도 과학적으로 제시한다. 무수한 미래학자들의 찬사를 받은 《스페이스 러시》 한 권에 우주로 향하는 인류의 발자취, 그 과거와 현재와 미래가 집약돼 있다.

프롤로그 - 화성 여행이 자살 여행이 되지 않기 위해

Chapter 1. - 지구: 인류가 달 너머로 진격하지 못한 이유들
더없이 자애로운 지구의 매력
우주에는 뭣 하러 가나
인류의 멸종 시나리오와 우주 진출
우주 생활을 위한 연습게임
얼음 위에서 살아남기
우주여행 준비를 핵잠수함에서 해야 하는 이유
우주에 갇힌다는 공포
위기일발 러시아
남극식 우울증 치료
실패로 끝났지만 위대했던 실험, 바이오스피어2
? 화성 주거지 실험실이 들어선 바이오스피어2

Chapter 2. - 카운트다운: 우주여행 점검하기
우리 예상보다 더 폭력적이고 지옥 같은 우주
그깟 중력이 뭐 대수라고
우주의 살인자 태양 방사선
더 매운 맛, 우주 방사선
무조건 가리고, 막아라
우주에서 해보는 응급 수술
쌍둥이 연구
? 우주여행의 해로운 동반자, 미세 중력과 방사선

Chapter 3. - 지구 궤도: 만만치 않은 우주여행 1단계
지구의 중력 우물에서 벗어나기가 이렇게 힘들 줄이야
우주에서 즐기는 브런치의 합리적인 가격, 1만 달러
이러니저러니 해도 결론은 로켓
새로운 로켓 발사 시장에 뛰어드는 업체들
우주정거장까지의 여정, 그리고 그 너머
주말여행은 우주 호텔에서
어, 음, 우주에서 그게 가능할까요
궤도까지의 진짜 왕복선: 우주 비행체
로켓을 넘어서: 스카이후크
로켓을 넘어서: 엘리베이터, 링, 타워
?환상적인 지구 궤도 호텔과 대형 리조트

Chapter 4. - 달: 지구의 위성이여, 우리가 돌아왔다
냉전기 미국의 최대 굴욕
우주 경쟁 성적표
중국 등판
달을 향한 경주
달에서의 산업, 도전할 만한 가치가 있을까
대세는 핵융합, 헬륨-3
스마트폰 만드는 희토류
철과 더 흔한 자원들
달에서도 공부는 멈출 수 없다
어디에 캠프를 세울까
유리 돔이요? 어유, 상상력도 풍부하셔라
우주 시대의 원시인
달에 테마파크를 짓는 신기한 방법
마실 다니기
역시 불안한 건강 문제
달에서 먹을거리 키우기
맨몸으로 뛰놀 수 있는 달을 만들어볼까요
? 달 착륙 음모론에 어떻게 대응해야 할까
　
Chapter 5. - 소행성: 신세기의 골디락스
의외로 태양계에서 가장 기묘한 장소, 소행성
우주에서 금보다 더 비싼 H₂O
누가 ‘조만장자’가 될까
룩셈부르크, 우주로 뛰어들다
뭐 이런 데서 살겠다고
? 소행성의 인류 파종 계획

Chapter 6. - 화성: 붉은 행성에서 감자 먹기
그나마 환경이 지구와 제일 비슷한 행성
정치와 프로파간다는 우주 탐사를 어떻게 가로막았나
여행은 지구에서 시작된다
사막의 피난처
맨땅, 아니 레골리스에 헤딩하기
화성 식민지의 장애물 1: 지구 탈출하기
화성 식민지의 장애물 2: 화성까지 비행하기
화성 식민지의 장애물 3: 화성에 살아서 착륙하기
화성으로 가는 고속도로를 건설하는 방법
잘도 이런 미친 계획을!
‘선외이동탐사복’ 따위, 개나 주라지!
화성에서 건물 짓기
질소와 아르곤으로 공기를 만들어보자
화성의 농부가 되려면
화성에서 감자만으로 버텼다는 거짓말
화학자와 공학자는 선택이 아닌 필수
개척지, 무역 파트너로서의 화성
화성에서 살아가는 데 필요한 첨단 기술들
내성적인 사람이 화성 여행을 잘 견딜까
제3차 세계대전은 화성에서
?화성침공?은 없다
화성의 낮과 밤, 그리고 휴일
화성에서는 연애 운을 조심하세요
화성에서 인간은 어떻게 진화할까
죽을 것 같은 저기압 해결하기
? 화성 테라포밍 하기

Chapter 7. - 태양계 너머 무한한 공간으로 진격하라
무한한 공간, 저 너머로
지옥 같은 행성에 구름 도시를 건설하는 방법
수성의 레일 도시
목성과 토성의 위성에서 살기
목성과 갈릴레이 위성들
토성과 타이탄
천왕성, 해왕성, 명왕성과 그 너머의 달콤한 고독
천왕성과 셰익스피어는 무슨 관계일까
해왕성과 트리톤
카이퍼 벨트의 천체들
혜성에 올라타면 은하횡단 급행열차일까
오르트구름과 그 너머의 세계
이온 플라즈마 추진
햇빛으로 항해하기, 태양광 돛
가능한 프로젝트, 불가능한 프로젝트
? 태양계 너머 또 하나의 지구를 향한 여정

에필로그 - 지구에 돌아오신 것을 환영합니다

주석
참고문헌
찾아보기

1970년대의 사람들은 21세기의 인간이 우주에서 그 정도의 존재감밖에 드러내지 못하리라고는 상상도 못 했을 것이다. 우주로 가는 것이 비용이 많이 든다는 건 인정한다. (중략) 그리고 1970년대에는 탐험의 기쁨을 빼면 인간이 우주에 있어야 할 그럴듯한 이유도 없었다. 하지만 그렇다 쳐도 국제우주정거장의 이 몰골은 뭐란 말인가? 정말 이게 다란 말인가?
서문-화성 여행이 자살 여행이 되지 않기 위해당신도 느끼고 있겠지만, 지구는 마치 장갑처럼 우리 몸에 딱 들어맞는다. 드라이버는커녕 기타를 잡기도 거의 불가능한 두꺼운 우주복 장갑을 말하는 게 아니다. 손에 꼭 맞는 완벽한 장갑을 말하는 것이다. (중략) 인간은 이 우주에서 어디로 가든 물, 온기, 산소, 방사선 보호 장비, 중력, 기압의 형태로 지구 내 요소를 어느 정도 가져가야 한다. 어쩌면 기타도 가져가야 할지 모른다.
제1장-지구: 인류가 달 너머로 진격하지 못한 이유들몸에서는 1G에 의존하는 훨씬 더 많은 일이 분자 수준에서 일어난다. 발에 혈액이 모이는 것은 보통은 중력 때문이다. 우리 몸의 순환계는 혈액을 무엇보다 중요한 기관인 뇌까지 올려 보내도록 진화했다. 중력이 없다면 순환계는 마치 물을 뿜어내는 간헐천처럼 거칠게 혈액을 올려 보내 우리에게 머리를 얻어맞는 느낌을 선사할 것이다.
제2장-카운트다운: 우주여행 점검하기
훨씬 더 힘든 것은 도킹이다. 국제우주정거장의 궤도 속도는 시속 약 2만7,600킬로미터다. (중략) 시속 2만7,600킬로미터로 달리면서 창문을 내리고 옆에서 당신을 따라잡고 있는 사람이 내민 커피 잔을 한 방울도 흘리지 않고 손으로 잡으려 하는 상황을 상상해보자. 국제우주정거장이 우주선과 도킹하는 상황이 딱 이렇다.
제3장-지구 궤도: 만만치 않은 우주여행 1단계이 일대 사건으로 미국은 경악했고 서방 국가들 사이에서는 공산주의자들이 기술 우위를 확보함으로써 공산주의가 더 우월한 체제임을 입증했다는 불안이 널리 퍼졌다. 이른바 ‘스푸트니크 위기’였다. 미국을 달로 가게 만든 유일한 원동력이 바로 이 불안이었다는 것을 잘 알아야 한다. 스푸트니크 이전에는 경쟁도, 절박함도, 달 착륙은커녕 지구 울타리를 언제까지 벗어나겠다는 데드라인도 없었다.
제4장-달: 지구의 위성이여, 우리가 돌아왔다달을 테라포밍한다는 것은 보호 장비 없이 밖을 걸어 다닐 수 있는 미니 지구를 만든다는 뜻이다. (중략) 먼저 생각할 수 있는 방법은 (모종의 수단으로 태양계 끝자락에서 가져온) 혜성 50~100개를 달에 충돌시키는 것이다. 그렇게 하면 토양에 갇힌 산소를 공기 중으로 해방시키는 동시에 귀한 물로 들어찬 대양을 만들어내고 질소의 양도 크게 늘릴 수 있다. (중략) 하지만 이렇게 조율된 파괴를 일으키려면 달에 사는 사람들을 100년 정도 대피시켜야 한다. 그러고서도 대략 1,000년에 한 번씩 이 짓을 반복해야 한다.
제4장-달: 지구의 위성이여, 우리가 돌아왔다금속(metal)이 풍부한 M형 소행성은 소행성 전체의 약 5퍼센트를 차지한다. ‘M’은 돈(money)의 약자인지도 모르겠다. 이 유형의 소행성 중 일부는 수조 달러 가치의 백금, 금, 티타늄 등 귀금속을 포함하고 있다. M형 소행성 가운데 가장 큰 축인 16 프시케는 지름이 200킬로미터인데, 1경 달러에 상당하는 철, 니켈, 금을 품고 있다. 이런 가격을 말하는 게 좀 우습기는 하다. 가격은 희소성에 의해 정해지는데, 16 프시케를 지구로 끌어오면 해당 금속 시장은 붕괴될 것이기 때문이다.
제5장-소행성: 신세기의 골디락스나사가 감자 대신 고구마를 짐에 넣었다면 워트니는 훨씬 잘 지냈을 것이다. 고구마는 (조명만 적당하다면) 기르기 쉽고, 제곱미터당 더 많은 칼로리를 생산하며, 잎까지 먹을 수 있어 감자의 두 배 정도 되는 영양을 제공하고, 생으로도 먹을 수 있으며, 오래 보관할 수 있다. 한마디 덧붙이자면, 감자는 화성에서 선택할 수 있는 최고의 식물이 아니다. 영양이 부족하고 박테리아, 바이러스, 곰팡이에 의한 질환에 취약하기 때문이다.
제6장-화성: 붉은 행성에서 감자 먹기화성에서 생명체가 발견되면 모든 것이 바뀐다. 화성 생명체 발견은 인류 역사에서 가장 중대한 발견 중의 하나가 될 것이다. (중략) 나는 화석 형태라도 화성에서 생명체를 찾는다면 목성과 토성의 위성들로 향하는 우주탐사의 새 시대가 열릴 거라고 생각한다. 이 위성들도 생명체가 존재할 가능성이 있기 때문이다.
제6장-화성: 붉은 행성에서 감자 먹기놀라운 이야기가 남아 있다. 아이작 아서는 아주 먼 미래에, 즉 인간의 뇌가 거대한 컴퓨터에 업로드돼 우리가 가상 실체가 되는 시대에는 컴퓨터를 둘 장소가 필요할 것이라고 예측한다. (중략) 아서는 이 컴퓨터들을 둘 만한 장소가 타이탄이라고 생각한다. 아서는 타이탄이 인간의 뇌 수조 개가 업로드된 컴퓨터들을 수용할 만큼 크고 온도가 낮다고 계산했다. 제7장-태양계 너머 무한한 공간으로 진격하라나는 우리가 달, 화성 그리고 그 너머로 가는 것이 프랭클린 D. 루스벨트 대통령이 말한 “결핍으로부터의 자유”와 적정 수준의 생활을 누릴 권리를 확보해 지구에서의 건강한 삶을 보장하는 데 도움을 주는 수단이라고 본다. (중략) 그와 동시에 젊은 세대가 밖으로 눈을 돌리게 해 거의 전 세계에 영향을 미치고 있는 편협한 부족주의에 그들이 빠지지 않도록 할 수도 있다.
에필로그 - 지구에 돌아오신 것을 환영합니다

화성에서 ‘제3차 세계대전’이 일어나지 않도록, 우주여행이 자살여행이 되지 않도록
우주 개발의 과학적·기술적·경제적·법적·심리학적 문제들과 기발한 해결 방법!
놀라울 정도로 정교하고 아름다운 과학 이야기!1969년 온 지구를 열광케 한 인간의 달 착륙이라는 위업은, 냉전기를 양분한 두 세력이 벌인 체제 경쟁의 결과물이었다. 구소련에게든 미국에게든 우주 전쟁은 물러설 수 없는 자존심 싸움이었고, 이때 아낌없이 투입된 자본과 인력은 우주과학을 눈부시게 발전시켰다.
소련이 붕괴되면서 미국도 예전만큼 우주에 열정을 쏟지 않게 됐지만, 앞으로도 그럴까? 새로운 강자로 부상한 중국은 우주에 대한 야심을 노골적으로 드러내고 있다. 이미 복수의 우주정거장을 발사한 중국은 최초로 달 뒷면에 무인 탐사선을 착륙시켰으며, 향후 20년 안에 화성에 식민지를 세운다는 계획도 발표했다. 과거 미국의 영광을 이끌었던 아폴로 계획의 주역들은 이를 묵과할 수 없는 도전이라고 주장한다.
게다가 일론 머스크의 스페이스 X, 비글로 에어로스페이스, 블루 오리진, 버진 갤럭틱 등 민간 기업이 새로운 우주 전쟁의 주체로 뛰어들고 있다. 이는 우주 진출이 실제로 돈벌이를 할 수 있는 사업이 됐다는 뜻이다.
대체 우주에 무엇이 있기에 G2를 비롯한 세계 각국과 대기업들이 막대한 돈과 인력, 시간을 투자하는 걸까? 이들의 야심찬 계획을 실현시킬 수단은 무엇일까? 이러한 우주적 스케일의 프로젝트가 실행됐을 때 우리의 삶은 어떻게 바뀔까?
우리의 머리 위로 펼쳐진 저 거대한 밤하늘에 대해, 이제는 더 진지한 고민이 필요해 보인다.달과 소행성에서 찾아낸
인류 생존과 기후 문제에 대한 해결책
누구나 예상할 수 있듯이 로켓 발사에는 천문학적인 비용이 든다. 달이나 화성은커녕, 고작 지구 궤도로 올라가는 로켓조차 달러를 억 단위로 잡아먹는다. 과연 이것을 정당화할 수 있을까? 그 돈으로 차라리 굶주리는 지구촌 이웃들에게 물과 식량을 사주는 편이 낫지 않을까?
《스페이스 러시》의 저자는 이에 대해 다음과 같이 반박한다. 첫째, 로켓 발사를 비롯한 우주 기술은 절대 무익한 돈 낭비가 아니다. 실제로 우리는 로켓으로 쏘아 올린 기상위성, 통신위성 등을 통해 엄청난 혜택을 누리고 있지 않은가? 둘째, 우주에는 지구 인류의 삶을 몇 단계나 끌어올려줄 막대한 자원이 있다. 달에는 가장 이상적인 핵융합 연료로 꼽히는 헬륨-3이 다량 매장돼 있으며, 환경오염 걱정 없이 채굴할 수 있는 희토류 또한 풍부하다. 화성과 목성 사이를 떠도는 소행성 프시케에는 현재 가치로 1경 달러에 달하는 금과 니켈이 잠들어 있다. 게다가 우주 자원을 채굴하는 것에는 도덕적 장점도 있다. 가령 우리가 소행성에 매장된 코발트를 지구로 가져올 수 있다면, 아프리카 등지의 코발트 광산에서 자행되는 노동 착취를 막을 수 있다.
정리하면 우주를 향한 투자는 단기적으로는 탐험 주체들에게 경제적 이익을 주며, 장기적으로는 전 인류를 결핍과 착취로부터 해방시켜 준다. 우리를 둘러싼 세계에 관한 지적 호기심을 충족시켜주는 것은 덤이다.
결국 현실적 이유에서든 낭만적 이유에서든, 인간은 우주에 매료될 수밖에 없다. 반세기의 침체기에도 불구하고 지구 인류가 다시 한 번 우주로 나가려 하는 것도 이 때문일 것이다.
어릴 적 밤하늘을 올려다보며 우주여행을 꿈꿨던
지구의 모든 이들에게 바치는 책
지구는 인류가 태어나서 오늘날까지 진화해온 별이다. 따라서 인간이 우주로 나갈 경우, 지구에 있을 땐 상상도 못했던 여러 문제를 겪게 된다.
SF에 관심이 없는 사람도 지구 밖으로 나가면 숨 쉴 공기가 없다는 것 정도는 안다. 하지만 어려움은 그것만이 아니다. 무중력(정확히는 미세중력)은 시력과 골밀도를 급속도로 악화시키고, 방사선은 쉬지 않고 우리 몸에 구멍을 뚫어대며, 터무니없는 저기압은 우주복을 벗는 순간 몸의 피를 끓게 만든다. 〈스타워즈〉의 배경이 되는 낭만적인 우주는 창작물 속 허구일 뿐이다. 그나마 고증이 잘 됐다는 영화 〈마션〉 속 감자 농사조차 녹록치 않다. 생명을 품어본 적 없는 화성의 흙은 양분보다 독소를 포함하고 있을 확률이 높고 빈약한 인공조명으로는 잡초나 겨우 키울 수 있을 테니까.
인류가 우주 진출에 성공하기 위해선 꿈과 희망만으로는 부족하다. 더 중요한 것은 계획이다. 달과 화성에 정착지를 세우고 소행성의 자원을 채굴하며 목성과 토성의 위성들에 탐사선을 보내는 일은 하루아침에 해낼 수 없다. 짧게는 수십 년, 길게는 수백 년을 내다보는 장대한 계획을 준비해야 한다. 그러니 우선은 우리의 현재 위치를 정확하게 아는 것부터 시작해보자.
나사의 수석 작가 크리스토퍼 완제크는 풍부한 천문학과 물리학 지식을 바탕으로 눈에 보이는 듯한 미래의 청사진을 유머러스하게 제시한다. 별의 궤도를 도는 거대 도시, 달과 화성으로 떠나는 주말여행, 소행성에서 자원을 채굴하는 로봇, 새로운 항성을 찾아 떠나는 혜성 기반의 우주선……. 그는 또한 핵융합, 우주 비행체, 태양광 돛과 같이 공상과학의 영역에 있던 기술이 얼마나 우리 곁에 가까이 다가왔는지도 들려준다.
달 착륙으로부터 50년이 지난 지금, 우주와 관련된 지식과 기술은 놀라울 만큼 축적돼 있다. 꿈꾸던 미래는 이제 한 걸음 앞이다. 그 미래가 자원과 영토를 둘러싼 우주 전쟁일지, 풍요로움 속에서 진정한 인류애가 펼쳐지는 파라다이스일지는 아무도 알 수 없다. 《스페이스 러시》와 함께 지구와 우주를 아우르는 가능성의 미래로 여행을 떠나 보자.