미국 - 이크바리 뉴스 통신사
화성 우주비행사들이 단순한 우주 온실 이상의 것을 필요로 하는 이유
심우주 식량 시스템에 대해 생각해 볼 때, "마션"이라는 영화의 장면이 떠오를 수 있습니다. 그 영화에서 우주비행사는 화성 표토에서 감자를 길러 생존하기 위해 고군분투합니다. 또는, 인공 조명과 관련된 모든 기술적 경이로움으로 가득 찬 행성 간 운송선에 있는 정교한 수경 재배 시스템을 상상할 수도 있습니다. 그러나 Acta Astronautica에 Tor Blomqvist와 Ralph Fritsche가 발표한 새로운 논문은 식량 재배가 우주비행사를 유지하는 전체 복잡한 과정의 작은 부분일 뿐이라고 주장합니다. 이 과제의 규모를 진정으로 이해하려면 전체적인 관점이 필수적입니다.
연구원들은 우주 식량 시스템을 다섯 가지 중요한 요소로 나눕니다: 생산, 수확 후 관리, 폐기물 관리, 준비, 그리고 사회 문화적 (소비). 이 요소들 중 어느 하나라도 실패하면 전체 시스템이 붕괴될 수 있으며, 이는 문자 그대로 시스템을 이용하는 모든 사람을 기아로 몰아넣을 수 있습니다. 예를 들어, 영양이 풍부한 작물을 생산하는 매우 생산적인 수경 재배 시스템이라도, 폐기물이 생명 유지 시스템에 의해 효율적으로 재활용되지 못하면 지속 가능하지 않게 됩니다. 이 기술의 유용성은 새로운 공급품의 가용성에 의해 제한될 것이며, 이는 심우주에서는 희귀한 자원입니다.
Read Also
식량 생산 자체는 비교적 간단해 보이지만, 5년 동안의 화성 임무와 같은 장기 임무에 대해 사전 포장된 공급품에만 의존하는 것의 결과는 상당합니다. 그러한 보급품의 막대한 무게는 다른 필수 임무 요구 사항에서 공간을 차지할 것입니다. 또한, 강력한 폐기물 관리 시스템은 생산과 본질적으로 연결되어 있습니다. 인간 폐기물에 존재하는 유기물은 식물 성장에 중요한 투입물이며, 폐기물 재활용과 식량 생산의 폐쇄 루프 통합은 지속 가능한 "폐쇄" 식량 시스템의 초석이 됩니다.
생산과 폐기물을 넘어, 우주 환경 자체가 심각한 도전을 제시합니다. 인간 생리학에 해로운 영향으로 알려진 어디에나 존재하는 우주 방사선은 음식과 미생물 생명에도 위협이 됩니다. 지속적으로 방사선에 노출되는 동안 수년 동안 음식을 보관하는 것은 부패와 잠재적 오염의 지름길입니다. 현재 기술은 이러한 조건에서 그렇게 오랫동안 음식을 안전하게 포장할 수 없을 수도 있습니다. 또한, 방사선은 박테리아에 돌연변이를 일으켜 잠재적으로 더 위험하고 제거하기 어렵게 만들 수 있으며, 이는 생명 유지 시스템을 마비시킬 수 있는 심각한 식인성 질병의 위험을 초래합니다.
요리 행위는 심리적 이점을 제공하지만 (나중에 설명할 것임), 미세 중력 또는 저중력의 독특한 물리적 특성으로 인해 복잡해집니다. 액체는 미세 또는 부분 중력에서 이상하게 행동하며, 열과 입자도 마찬가지입니다. 이 모든 것이 요리의 중요한 구성 요소입니다. 특수 장비가 필요할 뿐만 아니라, 우주비행사들은 지구와 근본적으로 다른 환경에서 요리하는 데 능숙해지기 위해 광범위한 훈련을 받아야 할 것입니다.
장기 임무에서 우주비행사의 심리적 안녕은 매우 중요합니다. 최초의 화성 탐험가들은 의심할 여지 없이 매우 강인한 개인이겠지만, 수년간의 여행에서 오는 장기간의 고립과 스트레스는 심리적 지원을 필요로 할 것입니다. 작물을 재배하고 요리 활동에 참여하는 것은 상당한 정신적 활력을 제공할 수 있습니다. 그러나 이것은 운동이나 항해와 같은 임무에 중요한 다른 작업에 할당될 수 있는 귀중한 시간을 희생해야 합니다. 따라서 이러한 시스템이 제공하는 심리적 이점과 다른 임무에 중요한 작업을 수행하는 데 드는 기회 비용 사이에는 섬세한 균형이 있습니다.
메뉴 피로 또한 중요한 문제입니다. 5년 동안 매일 같은 영양 페이스트를 섭취하면 식욕 부진과 영양 섭취 부족으로 이어질 수 있습니다. "감각적 매력" (즉, 좋은 맛, 질감, 향)이 부족한 음식은 버려질 가능성이 높으며, 이는 쓸모없게 되고 잠재적으로 영양 실조를 초래합니다. 본질적으로, 맛이 좋고 매력적인 음식 옵션의 부족은 심우주 승무원의 건강과 성능에 심각한 위험을 초래합니다.
이러한 다면적인 과제는 효과적인 심우주 식량 시스템 설계의 복잡성을 강조합니다. 실제 임무에 배치하기 전에 기능적인 시스템을 개발하는 것을 보장하기 위해, 논문의 저자들은 몇 가지 주요 전략을 제안합니다. 첫째, 그들은 "디지털 트윈"을 만드는 것을 옹호합니다. 이는 다양한 기술 간의 상호 작용과 시스템 자체의 입력 및 출력을 매핑하는 포괄적인 시뮬레이션 모델입니다. 이 디지털 모델은 또한 "모듈식" 시스템을 설계하여 잠재적인 실패를 예측하고 완화하는 데 중요할 수 있으며, 쉽게 교체 가능한 구성 요소를 갖추어 단일 실패 지점이 전체 식품 네트워크를 위협하는 것을 방지합니다.
Related News
궁극적으로, 이러한 시스템의 실행 가능성을 증명하려면 엄격한 지상 테스트가 필요합니다. 지구 기반 시뮬레이션이 미세 중력 요리 환경이나 심우주의 강렬한 방사선을 완전히 복제할 수는 없지만, 검증 및 개선을 위한 중요한 출발점을 제공합니다. 이러한 개발을 가속화하기 위해 NASA는 논문에서 설명된 통합 우주 식량 시스템의 혁신을 촉진하기 위한 750,000 달러의 상금 대회인 "심우주 식량 챌린지"를 시작했습니다. 논문의 저자 중 한 명인 Fritsche는 이 챌린지의 주제 전문가로 활동하고 있으며, 이는 연구와 NASA의 현재 이니셔티브 간의 강력한 시너지를 나타냅니다. 이 대회의 결과는 미래의 우주 탐사를 위한 귀중한 통찰력을 제공할 것으로 기대되며, 방사선에 강한 박테리아가 포함되지 않기를 바랍니다.
