우주인 식량을 소행성에서 조달할 길이 열렸다. 소행성을 구성하는 탄소 유기물을 분해해 충분한 영양소를 얻을 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 소행성 하나를 분해하면 최대 1만명이 넘는 우주인들에게 1년간 식량으로 제공할 수 있는 음식을 얻을 수 있다.
조슈아 피어스 캐나다 웨스턴대 전자·컴퓨터공학과 교수 연구진은 “박테리아(세균)로 소행성의 유기물을 분해해 식량으로 사용할 수 있다”고 지난 4일(현지 시각) 밝혔다. 연구 논문은 영국 케임브리지대가 발간하는 ‘국제 우주생물학 저널’에 실렸다.
미 항공우주국(NASA·나사)은 2030년 이전까지 사람들이 달에 거주하는 것을 목표로 아르테미스 임무를 추진 중이다. 사람이 우주에서 살려면 지구와 마찬가지로 의·식·주를 해결하는 것이 최우선 과제다. 옷은 부피와 무게가 작아 지구에서 가져가면 손쉽게 해결할 수 있으나, 매일 먹어야 하는 음식과 보금자리로 삼을 집이 가장 큰 문제다.
나사는 식량 문제를 해결하기 위해 국제우주정거장(ISS)에서 식물을 재배할 수 있는지 연구하고 있다. 피어스 교수 연구진은 우주 농사 대신 소행성에서 필요한 영양소를 ‘채굴’할 수 있는 방법을 제시했다. 소행성이 풍부하게 가진 탄소 유기물을 분해해 식량으로 만든다는 전략이다.
연구진은 탄소 유기물 분해 능력이 있는 박테리아들을 섞어 달처럼 산소가 없는 상태에서 유기물 분해가 가능한지 확인했다. 소행성에 존재하는 탄소 유기물은 ‘케로겐’으로 대체해 실험했다. 케로겐은 조류와 식물성 플랑크톤, 식물에서 얻은 유기물로 이뤄진 물질이다. 케로겐은 탄소와 함께 수소, 산소, 질소, 황 등 다양한 성분을 포함하고 있어 소행성의 구성 성분과 유사하다는 장점이 있다.
연구진은 케로겐을 고온에서 열분해한 후 박테리아에게 먹이로 제공했다. 열분해는 산소가 없는 상태에서 가열하는 방식이다. 박테리아는 플라스틱을 분해해 밀크셰이크와 같은 끈적한 액체로 만들었다.
액체의 영양 성분도 분석했다. 열량은 100g 당 442㎉로 비정제 설탕과 비슷한 수준이었다. 구성 성분은 탄수화물 44.4%, 단백질 31.9%, 지방 15.2%로 비교적 다양한 영양소가 포함됐다. 이외에 식이섬유와 수분이 포함됐다. 피어스 교수는 “소행성을 분해한 산물은 꽤 합리적인 영양 구성을 보였다”며 “실제로 우주인들을 위한 식량 기술로 효과를 낼 수 있을 것”이라고 말했다.
연구진은 박테리아를 이용하면 지구에서 식량을 조달하거나 우주에서 농사를 지을 필요가 없을 것으로 기대하고 있다. 소행성 하나만 채굴하더라도 우주인 수백명이 1년간 먹을 수 있는 양의 식량을 얻을 수 있다는 것이다.
가령 소행성 베누는 평균 지름이 약 492m로 이를 모두 분해하면 최소 600명, 최대 1만7000명의 우주인에게 줄 식량을 얻을 수 있다고 연구진은 추산했다. 피어스 교수는 “후속 연구를 통해 석탄과 실제 운석을 이용해 식량을 만들 수 있는지 확인할 예정”이라고 말했다.
참고 자료
International Journal of Astrobiology(2024), DOI: https://doi.org/10.1017/S1473550424000119