우주여행자들의 부정맥 

얼마전에 기사를 보다가 과거 냉전시대 소련의 우주인 알렉산더라는 사람이 우주 정거장에 머물다가 부정맥으로 조기 귀환했던 일화를 본적이 있었습니다. 그리고 의아했죠.  

(출처: 칸바) 

우주에 가기 위해 수많은 시험을 통과해야 하고 신체적으로 튼튼해야 하는 사람에게 왜 갑자기 부정맥이 발생했을까?라는 의문이 들었기 때문입니다. 그리고 이렇게 출발한 궁금증은 최근 존스홉킨스 대학의 연구를 통해 해소가 되었습니다.

이 대학의 연구는 국제 우주정거장에서 심근세포로 30일간 심장의 수축 이완을 살펴보는 실험이었습니다. 연구결과 수축하는 힘이 현저히 줄고 심장박동이 불규칙해지는 부정맥이 발견되었다고 합니다. 지상에서는 심장박동이 1초에 1번 일어난다면 우주에서는 5배 정도 느려짐을 발견했다고 하는데요. 이를 통해 우주에 가면 심장이 갑자기 확 늙은 것처럼 바뀔 수 있다고 합니다. 

그런데 생각해보면 심장이 느리게 뛴다는 것, 그리고 심장의 속도가 저하되고 부정맥이 발견될 수 있는 부분은 지상에서 일반적인 노화에 있어서도 적용이 됩니다. 그리고 우주인들에게 이를 해소하기 위해 제조된 약이나 칩이 있다면, 이는 지상에서 적용되면 노화와 심장기능을 개선하는데 도움이 될지도 모릅니다. 이러한 생각과 아이디어들이 최근 우주의학에 대한 접근을 확장시키고 있습니다. 

(출처: 칸바) 

우주의학은 우주 비행에서 인체에 발생할 수 있는 여러 의학상의 문제를 연구하기 위해 발전된 학문이었습니다. 예를 들어 비행 중에 수직, 수평 가속도 상황에서 인간의 신체에는 어떠한 일이 발생하는지, 골밀도, 근육 위축 등의 변화가 있는지 혹은 방사선 노출 위험이 발생했을 때 어느정도 수준에서 안전한지 등에 대한 연구가 이에 해당하죠. 

그리고 나아가 이러한 우주 비행에 있어서 우주인의 신체 변화 뿐만 아니라, 앞으로 일론 머스크가 이야기한 것처럼 화성 여행을 하게 될 경우, 여행 도중에 감기에 걸리면 어떻게 하지? 혹시 멀미라도 생기면 어떻게 하지? 이제 신체 변화 뿐만 아니라 장기간 여행에 대한 그림까지 그리고 고민을 하는 모습으로 상상력이 확대되고 연구가 진행되었습니다. 

최근에는 용각산을 만드는 기업인 보령제약이 우주의학에 뛰어들어 엑시엄 스페이스와 합작 법인을 만들었다는 소식은 꽤 신선하고 충격이었습니다. 주변에 지인이 목을 많이 쓰다보니 용각산을 달고 사는데요. 그래서 자주 들었던 기업이었던 보령제약이 3년전부터 우주의학 산업에 뛰어들었고, 올해 엠시엄과 힘을 합치기로 했다는 거죠. 참고로 엑시엄스페이스는 민간 우주 정거장을 설계하는 기업으로 우주 정거장에서 다양한 실험과 우주 거주 가능성에 대해 연구하고 있는 기업입니다. 또한 미세 중력 환경을 활용한 의약품 개발에도 관심을 갖고 연구를 하고 있죠. 보령은 이 엑시엄 스페이스에 6천만 달러를 투자했고 2.7%의 지분을 확보했습니다.  

보령제약은 최근에도 우주 관련 행사에 동분서주하는 모습인데요. 지난 7월에는 부산 벡스코에서 열린 우주과학 최대 학술 행사인 코스파(국제우주연구위원회)에도 참여를 했고요. 이번 10월 중순에 열리는 이탈리아 밀라노 국제 우주대회(IAC)에도 HIS(휴먼스 인 스페이스) 로드쇼, 챌린지 무대를 열 예정입니다. 국제우주대회의 경우 국제우주연맹(IAF), 국제우주학회(IAA), 국제우주법협회(IISL)가 공동 주관하는 세계 최대 규모의 우주 콘퍼런스로 전세계 관련 전문가 6천여명이 참석하는 행사입니다. 이러한 우주 행사에 보령제약이 계속 눈에 띄는 행동을 하고 있어서 더욱 관심이 가더라고요.  

(출처: 칸바) 

우주 의학의 기술 수준은 어느정도일까? 

현재 우주의학 기술은 무중력, 방사선 환경 하에 인체에 일어나는 변화를 연구하고 대응책을 마련하는 방향으로 기술들이 연구되고 있습니다..

심혈관계 영향, 근골격계변화, 전정기능 변화, 면역계 영향을 테마로 우주인에 대한 연구가 기본입니다. 심혈관계 영향이란 무중력 상태에서 체액 재분배로 인한 문제를 연구하거나 앞서 존스 홉킨스 사례에서 이야기한 부정맥과 같은 연구를 하는거죠. 근골격계 변화의 경우 골밀도와 근육량 감소를 예방하거나 치료하는 연구가 이루어지고요. 전정기능은 우주 멀미를 겪을 수 있기 때문에 평형 감각에 대한 문제를, 면역계는 우주 환경에서 면역력이 저하되었을 때 어떻게 대처해야 하는지에 대한 연구입니다.  

그리고 이렇게 우주에서 발생하는 증상의 경우 지상에서도 활용될 수 있다보니 새로운 우주 의학으로 범위가 확장되고 있는거죠. 

여기에 뛰어든 대표적인 기업들로는 머크, 아스트라제네카, 바르다스페이스 인더스트리 등이 있는데요. 

(출처: 칸바)  

머크의 경우 면역 항암제인 키트루다를 우주정거장에서 제조하는 실험에 성공했고요. 아스트라제네카는 나노입자와 무중력 상태를 활용해 새로운 약물전달 기법이나 물질을 개발하고 있습니다. 바르다 스페이스 인더스트리는 우주 제조용 캡슐 ‘위네바고 1호’를 이용하는 제조 실험을 진행했죠.

기존에 우주의학은 앞서 말씀드렸듯이 ‘우주’에 한정되어 우주인의 신체, 건강에 대해 고민했다면 현재의 우주의학은 지상에서의 물질, 성분 등을 우주에 싣고 가서 연구하고 다시 약품으로 만들어 지구로 가져오는 부분까지 고민하고 실험을 하고 있습니다.  

지구-> 우주 -> 지구로 다소 복잡한 듯 하나 연구가 확장되고 있는거죠.  

저는 그래서 좀 궁금했습니다. 우주 관련 지식이 낮은 저로서 ‘무중력’ 환경하에 약품을 전달하는 것이 어떠한 의미가 있냐고 말이죠.  

실제 여러 사례를 보니 무중력 상태에서는 약물을 균질하게 제조할 수 있다고 해요. 단밸직의 경우 결정이 커질 때 중력이 있으면 중력 방향으로 쏠림 현상이 있을 수 있지만 무중력 환경이 되면 덩어리들이 균질하게 클 수 있습니다. 그리고 중력의 영향이 적어 약물의 순도가 높아져서 약 효과를 극대화할 수 있죠. 어떤 과학자의 코멘트를 보니, 지상에서는 100g의 재료로 1g을 만들 수 있다면 우주에서는 100g으로 90g의 재료를 만들 수 있다고 합니다. 제조 효율이 극대화되는거죠. 그리고 이 제조가와 우주에 보내는 비용과의 수지타산이 어느정도 계산되면 제품 제조가 우주에서 이루어질 수도 있겠네요.  

어떤 분들은 그럼 그냥 지구에서 무중력 상태 만들면 되는거 아니야? 라고 물어보실 수도 있을 겁니다. 저도 똑같은 생각을 했거든요.

하지만 지상에서는 무중력을 구현하지 못하기 때문에 무중력에 수렴하는 가장 약한 수준의 무중력인 미세중력 환경을 만들 수 있다고 합니다. 그렇기 때문에 희귀질환을 치료하는 어마어마하게 비싼 약을 제조하는 기업이 만약  무중력 환경에서 1kg로 100g 만드는게 900g을 만들 수 있다면, 그리고 우주에 보내는 비용이 지상에서 만드는 비용보다 싸다는 계산결과가 나온다면? 도전할 수 있을 듯 합니다.

얼마전에 인스타그램 릴스에서 일론머스크가 스페이스X의 팔콘의 발사체가 발사되었다가 다시 복귀되는 첫 성공의 모습을 보고 뛸듯이 기뻐하는 모습을 찍는 콘텐츠를 봤는데요. 스페이스X에서 성공한 발사체 재사용 덕분에 우주비행이 혁신적으로 바뀌긴 했습니다.  2000년대 이전에는 각국 정부가 주도한 우주산업이 연구가 되었지만, 2000년대 이후부터는 민간 기업이 주도하는 새로운 우주 산업의 시대가 열렸습니다.  

그리고 일론 머스크의 팔콘과 같은 발사체 재사용 덕분에 비용의 효율성이 상당히 올라갔습니다. 기존의 발사체 비용이 kg당 1400-2800 만원 정도였지만 재사용을 통해 비용이 kg당 371만원으로 준 겁니다. 비용 효율성이 생기자 2019년 발사체가 586회가 발사되었지만 2023년에는 무려 2,664회로 4년사이에 5배 가까이 증가했죠. 

이렇게 우주산업의 경우 조 단위의 비용이 투입된다고 여겨지고 정부가 나서지 않으면 안된다고 여겼지만, 끊임없이 산업이 형성되어 가면서 효율성이 높아지고 있습니다. 

마치 70년대의 슈퍼컴퓨터와 현재의 슈퍼컴퓨터의 크기와 성능처럼 말이죠. 

그 결과 앞으로의 우주산업은 좀 더 다른 방향으로 확대 성장할 것 같습니다. 

마케터의 시선 

(출처: 칸바) 

이와 관련하여 마케터의 시선에서 이야기해보자면, 우주의학은 AI 기술 도움으로 유래없는 발전 속도를 가져올 것이라 생각이 됩니다.  

비록 한국은 여전히 정부 주도하에 발사체와 위성 제작에만 집중돼 있는 모습을 보이지만, 앞으로 우주로 나아가야 하는 방향성은 분명한 것 같고 그로 인한 수많은 파생 산업들이 성장할 것입니다.  

얼마전에 휴머노이드 로봇을 개발하고 있는 어느 대학 교수의 인터뷰를 본 적이 있었는데요. 이 교수가 챗GPT가 쏘아올린 공으로 인해 최근 2년간의 AI 기술이 지난 20년간의 발전 속도보다 훨씬 빠르다고 했죠. 그리고 그 속도로 인해 휴머노이드 로봇을 개발하고 진화시키는 과정이 훨씬 단축되고 있다고 했습니다. 

코딩을 직접해야 하는 방식에서 코딩의 도움을 받을 수도 있고, AI들끼리 학습을 시켜서 각자 학습을 한 내용을 합치면서 정보의 축적을 극대화할 수 있다는 겁니다.  

제약 산업도 마찬가지입니다. 제약산업에서도 수많은 실험과 가설로 인해 신약을 개발한다는 것은 어마어마한 비용이 투입되어야 했습니다. 그러나 이제 기술개발과 접목되어 그 가설과 확률에 대한 부분에 대한 비용이 개선되고, 우주로 보내는 비용이 합리적 수준으로 떨어질 것입니다. 

(출처: 칸바) 

우주의학은 심우주탐사를 추진하기 위해 반드시 따라와야 하는 산업입니다. 오랫동안 더 멀리 우주 여행을 하기 위해서는 우주 방사선, 탐사의료, 인체에 미치는 영향을 지속적으로 탐구해야 할 것입니다. 이 과정을 통해 우주인들이 건강하게 우주 여행을 다녀올 수 있게 되겠죠. 

어쩌면 제가 살아있는 동안 우주 여행자가 될 기회가 생길지도 모르겠습니다.