인간은 장기간 우주여행 중 동면 가능할까

인류를 화성이나 금성에 보내는 경우 승무원 건강 유지나 식량 문제, 심리 상태 관리 등 문제를 해결해야 한다. SF 세계에선 이 문제를 해결하기 위해 승무원은 장기간 우주 여행을 인공 동면 상태로 보내는 일이 자주 보인다. 밀레니엄통합생물학연구소와 칠레 카톨릭대학 연구팀이 동면하는 동물 체중과 에너지 소비 사이 관계를 밝히는 연구를 발표했다.

2001 스페이스 오딧세이 같은 SF 영화에선 인공 동면 상태가 되어 수십 년 혹은 수백만 년 우주 여행을 하는 장면이 등장한다. 동면이라고 하면 곰이 긴 겨울을 보내는 모습을 떠올리는 사람도 많을 것이다. 확실히 곰은 추위가 심한 몇 개월간 동면으로 보낸다. 다람쥐와 박쥐 같은 작은 동물 동면과는 다르다.

연구팀 여러 동면하는 종 에너지 소비량에 대해 조사한 결과 동면 중인 동물 1일 에너지 소비량은 동물마다 상당히 균형 잡힌 상태로 조정되고 있었다고 한다. 예를 들면 체중 25g인 박쥐나 체중 800g 정도인 다람쥐 등 소형 포유류는 체중 1g당 에너지 소비량은 거의 같았다고 한다. 소형 포유류의 경우 동면 중 먹이를 먹거나 지방을 소비하기도 한다.

반면 곰 같은 큰 동물이 동면하면 체온이 떨어지고 대사가 떨어지고 심박수와 호흡이 느려지고 항상 지방을 소비한다. 이 때문에 쓸데없는 사냥이나 채식을 할 필요가 없어져 에너지 소비량을 98% 감소시킨다고 한다. 그래도 동면 상태에서도 미리 축적한 에너지를 계속 소비하기 때문에 동면이 끝날 무렵에는 체중 4분의 1을 잃어버릴 수도 있다고 한다.

곰처럼 큰 포유류의 경우 체중 1g당 에너지 소비량은 소형 포유류보다 커지고 동면 중 총 에너지 소비량은 휴식할 때 에너지 소비량과 거의 다르지 않다고 한다. 다시 말해 큰 포유류는 작은 포유류에 비해 동면 중 에너지 소비 효율이 나쁘다는 것이다.

곰과 같은 계산을 인간에 적용하면 몸을 냉각시켜 심박수와 호흡수를 줄여 인공적으로 대사를 떨어뜨린다는 인공 동면 상태를 우주선 내에서 위험과 수고를 들여 재현하기보다는 온순하게 수면제를 마시고 자는 것만으로 충분하다는 것.

인간의 경우 비록 하루 소비되는 에너지를 수백 킬로줄로 억제해도 1년간 우주여행을 동면 상태로 보내게 되면 1년간 체중이 2kg 감소하게 된다. 태양계 다른 행성 등 비교적 근거리 우주 여행이라면 문제가 없지만 만일 수십 년에 걸쳐 우주 여행을 하려고 하면 수백kg이나 지방을 더하거나 틈새에 동면에서 깨어나 지방이 풍부한 우유 셰이크를 몇 잔씩 마실 수밖에 없다.

어쨌든 인공 동면 상태에서 장거리 우주여행을 하는 건 그다지 현실적이지 않다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.