화성 치명적 방사선, NASA 3가지 대책

美항공우주국(NASA·나사)가 지난해 화성에 도착한 큐리오시티같은 우주선으로 화성을 여행할 경우 치명적 암을 일으킬 방사선을 맞게 된다고 30일(현지시간) 발표했다. 지난 해 화성에 도착한 큐리오시티가 화성여행중 수집한 데이터를 분석한 결과다. 나사는 오는 2030년 중반으로 예정된 520일간의 화성탐사 임무를 보다 안전하게 수행할 수 있도록 ▲더 강력한 로켓개발을 통한 우주여행시간 단축 ▲우주선 방사선 차폐법 ▲ 방사선기준 완화 방안 등 2~3가지 대응책을 검토하고 있다.

캐리 자이틀린 나사 공동연구원(사우스이스트리서치인스티튜트)은 “(화성여행시 쐬게 될 1000밀리시버트에 가까운 방사능 축적량은) 전신CT사진을 5~6일마다 한번씩 찍는 것과 같다”고 설명했다. 또 화성탐사시 맞닥뜨릴 방사선은 대개 행성간 있는 은하우주선(galactic cosmic rays)과 태양에너지입자(solar energetic particles)으로부터 오는 것이라고 설명했다.

화성여행자들은 우주선(cosmoc ray)을 통해 하루에 1.8밀리시버트(mSv)의 방사능을 맞게 될 것으로 보인다. 방사능 피폭량은 시버트(Sv)나 밀리시버트(mSv)로 표시되는데 그 양의 증가에 따라 발암위험성이 높아진다. 방사능 노출량이 1Sv 늘어나면 치명적 암에 걸릴 가능성이 5% 높아진다.

나사는 이 내용을 3월31일자 사이언스지에도 공개했는데 “화성여행시 쐬게 될 방사능량에 따른 발암가능성은 현재 지구 저궤도를 돌고 있는 국제우주정거장(ISS)승무원들의 발암위험 한계치보다 3%나 높아질 것”으로 예상됐다. 우주 방사능의 3%는 비교적 조용한 주기를 갖는 태양입자로부터 맞게 되는 것이다. 레지스터에 따르면 에디 시몬스 나사 우주선 방사선건강책임자는 큐리오시티로부터 확보한 데이터가 우주탐사여행을 중단시킬 정도로 중대한 문제인지에 대해 질문받자 그럴 정도의 문제인지 말하기는 어렵다고 답했다.

하지만 그는 “이 데이터와 모델은 발암가능성을 확인시켜 주고 있으며 현재 우리의 치명적 암 발생 한계보다 3% 넘어서는 것으로 보고 있다. 전체적인 발암가능성은 20~25%로 늘어난 것“이라고 설명했다. 화성을 여행하는 사람들이 나사의 치명적 방사선 가이드라인을 넘기 위한 결정적 방법으로는 크게 2가지가 꼽힌다.

하나는 강력한 로켓을 이용한 탐사선을 만들어 행성간 여행시간을 줄이는 것이며 다른 하나는 우주선의 방사선 차폐막 기능을 향상시키는 것이다. 세 번째 방법은 나사의 가이드라인을 완화하는 것이다.

크리스 무어 나사 첨단탐사시스템 담당 부국장은 “기존 우주선 추진시스템보다 더 강력한 방식으로 우주선의 속도를 높이는 작업을 진행중”이라며 두가지 방식이 연구되고 있다고 말했다. 하지만 화성탐사용 우주선이 발사될 오는 2030년 중반까지는 준비되지 못할 가능성이 높다. 그는 “훨씬 더 발전된 태양 전기 추진시스템, 그리고 엄청나게 여행시간을 줄여줄 핵 추진 로켓방식을 에너지부와 함께 연구하고 있다”고 소개했다. 무어는 고속 우주선이 단기간에 만들어지기 힘든데 따른 대안으로 우주선 방사선차폐 방안을 준비하고 있다고 전했다.

무어는 “우리는 수소가 방사선차폐에 있어 매우 효율적인 물질이라는 것을 알고 있다. 따라서 우리가 우주선 탑승자들 보호하는 방법중 하나는 우주선 탑승자주변을 물로 둘러싸는 것”이라고 설명했다. 또 “물과 수소가 많이 포함된 음식이 우주선벽을 따라 준비될 것”이라고 덧붙였다.

이밖에 화성여행자들은 지구궤도를 도는 국제우주정거장(ISS)거주자처럼 수소가 많이 들어있는 폴리에틸렌으로 방사선을 차폐할 수 있다. 시몬스는 “비록 기존 우주복과 우주선 차폐방식을 통해 초기 태양풍에서 나오는 방사선과 은하 우주선을 막을 수 있겠지만 이를 위해서는 수미터 두께의 차폐막이 필요하게 될 것이다. 이런 일은 일어나지 않을 것”이라고 말했다.

그는 “우리는 수동적인 우주선 차폐만으로 우주에서 오는 방사선 문제를 풀수 없다. 우리는 좀더 빨리 가는 방법을 찾아야 한다”고 말했다. 2030년까지 엄청나게 우주여행 속도를 높여줄 로켓이 개발돼 발사될 확률은 그리 높지 않다. 화성까지는 가장 궤도로 가게 가더라도 180일(6개월)이나 걸린다.

따라서 현실적으로 남아있는 세 번째 방법은 가이드라인을 완화하는 것이다. 시몬스는 “우리는 그 3%의 표준을 살펴보고 있다”고 말했다.

시몬스는 “만일 우리가 장기간 여행이 요구되는 우주비행임무를 맡기면서 더 완화된 방사선 위험 기준을 제시한다면 우주비행사의 위험은 훨씬더 높아지고 윤리문제가 제기될 것”이라며 “그런 결정을 하기이전에 우주선 탑승자들을 보호하는 방법이 만들어질 것”이라고 말했다.

그는 나사가 화성 탐사선이 발사될 2030년 중반 이전에 우주 방사선 피폭영향에 대한 지식과 이를 줄이는 전략을 내놓게 될 것이라고 말했다.

한편 큐리오시티 화성탐사선은 지난 2011년말 발사돼 253일 동안 5억6000만㎞를 날아 지난 해 8월 화성에 도착했다.