“이것은 한 명의 인간에게는 작은 발걸음이지만 인류에게는 위대한 도약이다.” 

1969년 7월 20일 미국 우주비행사인 닐 암스트롱이 달의 ‘고요의 바다’에 첫발을 딛으며 했던 말이다. 밤하늘의 달을 동경하며 신화와 이야기를 상상했던 인류가 달과 처음으로 접촉하는 순간이었다.

▲국립광주과학관 전경, 이륙하는 우주선을 연상시킨다 ⓒ김지원

올해는 달 착륙 50주년, 국제천문연맹(IAU) 설립 100주년이 되는 해다. 뿐만 아니라 한국항공우주연구원 설립 30주년, 나로우주센터 설립 10주년이라고 하니 그야말로 우주의 해라고 말할 수 있겠다. 이를 기념하기 위해 광주, 대구, 부산국립과학 법인이 ‘우주로의 도전’ 특별전을 공동 기획하였다. 국립광주과학관은 9월 11일부터 12월 1일까지 인류가 우주로 가기 위해 했던 노력과 도전을 소개하고 달과 화성의 환경을 체험할 수 있는 기회를 제공하고 있다.

▲ 광주, 대구, 부산국립과학관 법인 공동 특별기획전 ‘우주로의 도전’ ⓒ김지원

프롤로그 : 빅뱅으로 시작된 팽창하는 우주

전시관 입구를 들어서면 세 벽면에 세운 커다란 LED 영상이 시야 가득 들어온다. 영상은 우주 탄생의 순간을 실감나게 재현한다. 빅뱅은 137억년 전 우주 전체가 무한히 작은 한 점에서 갑자기 폭발해 우주가 되었다는 이론이다. 우주는 지금도 점점 빠른 속도로 무한히 팽창하고 있다고 한다.

▲ 우주의 탄생 빅뱅, 무한히 작은 한 점이 폭발해서 우주가 되었다 ⓒ김지원

지구[To The Space] : 우주로 가기 위한 준비

태곳적 빅뱅의 순간을 통과하면 우리가 사는 태양계가 나온다. 실제 크기를 축소해 놓아 태양계의 행성들을 한눈에 살펴볼 수 있다. 태양계의 주인인 태양이 압도적인 크기로 빛나고 그 옆으로 늘어선 수-금-지-화-목-토-천-해, 명왕성은 없다. 명왕성은 IAU의 행성 분류법의 변경에 따라 2006년 태양계에서 쫓겨났다. 그래서 플루토라는 이름 대신에 ‘왜소행성 134340’이란 낯선 이름으로 불린다. 신화를 잃어버린 듯 허전하다. ‘태양계 끝’에서는 목성과 지구의 질량을 구슬로 비교해보는 체험을 할 수 있다. 지구 무게가 구슬 한 개라면 목성의 무게는 구슬 320개에 달한다. 목성의 크기를 직관적으로 이해할 수 있다.

▲ 태양계, 여덟 개 행성이 태양을 중심으로 원반 모양처럼 공전한다 ⓒ김지원

인류는 우주라는 개념이 생기지 않은 고대 그리스 때부터 지구가 아닌 다른 곳에 사는 존재를 상상했고, 망원경을 발명하여 별을 관찰했다. 본격적인 우주개발의 역사는 1957년 구소련이 만든 최초의 인공위성 스푸트니크 1호가 발사에 성공하면서 시작된다. 1961년 소련 비행사 유리 가가린이 인류 최초로 지구 궤도를 돌았고, 미국의 아폴로11호는 1969년 마침내 달에 첫발을 딛게 되었다.

▲왼쪽부터 우주발사체 새턴 Ⅴ, 델타 Ⅵ 헤비, 아레스 Ⅴ. 

맨 오른쪽은 우주왕복선 디스커버리호 ⓒ김지원

▲왼편 앞쪽은 각각 75톤급, 7톤급 액체로켓 엔진. 

뒤쪽은 우주기술의 집약체 우주복. 흰색이 선외 우주복이고 주황색은 선내 우주복이다. ⓒ김지원

우리나라는 1992년 인공위성 우리별 1호 발사를 시작으로 2018년 한국형 발사체 시험발사에 성공하는 등 활발한 연구를 진행하고 있다. 2008년에는 최초의 한국인 우주인인 이소연 씨가 소유즈호를 타고 국제우주정거장에 탑승해 임무를 수행한 후 귀환했다.

인간만이 우주개발에 참여한 것은 아니다. 동물과 식물, 미생물까지 함께했다. 이들은 인간의 위험을 최소화하기 위해 인간보다 먼저 우주에 나갔다. 러시아 스푸트니크 2호에 탔던 라이카의 이야기는 가슴을 먹먹하게 한다. 모스크바의 떠돌이 개였던 라이카는 세계최초 우주비행사라는 이름을 얻는 대신 고열과 산소부족, 스트레스의 고통 속에서 죽었다. 라이카, 앨버트 5세, 펠리세트, 미스 에이블, 앨버트 1세, 아라벨라와 애니타…. 인류는 이들의 이름을 기억해야 한다.

▲우주로 간 동물들. 개, 고양이, 원숭이, 생쥐, 초파리, 거미 ⓒ김지원

달[First Foot Into The Space] : 우주 탐험의 첫걸음

이곳은 달과 국제우주정거장을 탐험하는 공간이다. 소유즈 호에 탑승하고 우주인처럼 생활해보며 달 탐사 무인로봇인 ‘로보’를 조종하고, 달기지 건설과 가상현실을 통한 달 표면 걷기 등 다양한 체험들로 가득찬 전시실이다.

달은 지구의 1/4크기이고, 중력은 1/6에 불과해서 지구에서 무게가 60Kg인 사람이 달에 가면 10Kg밖에 되지 않는다. 따라서 제자리 점프를 달에서 한다면 더 높이 뛰어오를 수 있고, 더 천천히 떨어지게 된다. 달에는 대기가 없기 때문에 소리도 들리지 않고, 바람도 불지 않는다. 그리고 하늘은 까맣다. 새삼 우리별 지구의 아름다운 환경에 감사한 마음이 든다.

▲전시실 중앙에 앉아 달에 대한 오디오 설명을 듣고 달의 모양이 변하는 것을 감상할 수 있다. 

전시실 위쪽에 달이 떠 있다 ⓒ김지원

달의 환경은 생명이 살아가기에 무척 가혹하다. 그런데 왜 계속 달을 연구하고 탐사하는 것일까? 그 이유는 달 탐사가 각국의 우주 과학기술 발전 수준을 가늠하고 비교할 수 있는, 자존심이 걸린 문제이기 때문이다. 달에 가려면 충분한 성능의 발사체가 필요하고, 우주공간에서 무사히 생존할 수 있도록 첨단 기술을 적용해야 하며, 먼 거리를 정확하게 이동할 수 있는 계산능력이 있어야 한다. 달 탐사는 한 나라의 과학기술이 모두 어우러지는 ‘종합예술’인 셈이다. 달 탐사 성공은 그 나라의 과학기술이 얼마나 높은 수준인지 알 수 있는 척도다.

우리나라는 미 항공우주국의 달 탐사 프로그램에 참여해 궤도선 개발과 운용 기술을 습득한 뒤, 2030년에는 독자적으로 달 주위를 도는 궤도선과 달 착륙선, 이동형 탐사로봇을 개발해 운용할 계획이다.

▲달 기지 건설 체험 ⓒ김지원

▲달 탐사 로봇, 로보 조종 체험 ⓒ김지원

▲달 표면 걷기 체험 ⓒ김지원

▲ 우주인 생활 체험(우주샤워, 우주화장실, 우주침대) ⓒ김지원

화성[First Life At Space] : 우주에서의 첫 삶 

화성은 태양계 행성 중 지구와 가장 비슷한 환경을 가졌다. 대부분 이산화탄소지만 어느 정도 대기가 있고, 자전축이 지구와 비슷한 각도로 기울어져 계절이 존재한다. 과거에 물이 흘렀던 흔적이 있고, 지표면 아래에 물이 존재할 것으로 추정하기 때문에 지구를 대체할 행성이 될 가능성이 높다.

▲토양과 미생물을 연구하는 화성의 실험실 ⓒ김지원

▲토양을 연구해서 식량으로 쓸 식물을 재배한다 ⓒ김지원

이 전시실은 화성에서 인류가 살아가기 위한 미래 설계의 장이다. 먼지를 제거하는 에어락 공간을 통과하면 각종 실험실이 나온다. 화성의 과학자들은 식물을 재배하고 오염된 토양을 정화하기 위해 다양한 연구를 진행한다. 바로 옆에는 영화 <마션>처럼 식물을 재배하는 실험실이 있다. 재배한 식물이 화성 거주민들의 식량이 된다니 하나하나가 소중해 보인다. 화성인들이 사용할 에너지는 태양과 원자력으로부터 얻는다. 생존조건을 갖추고 관람객들이 직접 화성 주거단지를 만들어볼 수도 있다.

▲인류가 살아갈 화성 주거지 건설 체험 ⓒ김지원

▲화성탐사선 큐리오시티와 무선조종 탐사로봇 미션 체험 존 ⓒ김지원

한쪽에 화성 탐사로봇 ‘큐리오시티’를 전시하고 있다. 우주로의 ‘인류의 위대한 도약’이 호기심에서 비롯되었으니 ‘호기심’이라는 이름보다 더 적절한 것은 없을 것 같다. 큐리오시티는 척박하고 가혹한, 인간에게는 치명적인 화성의 환경을 탐사하고, 미생물의 생존환경을 연구하며 현재도 활약하고 있다. 체험 존에서는 탐사로봇을 조종하여 미션을 완수하는 체험을 할 수 있다. 화성에서 여러 체험을 하는 동안 화성으로의 이주가 멀지 않은 것 같은 생각이 든다. 우리가 태양계 다른 행성과 다르게 화성인[Martian]이라는 고유명사를 쓰는 것은 우주개발의 대상으로서 화성의 가능성을 낙관하기 때문일 것이다.

에필로그 : 인류의 끝없는 도전

달 탐사 후 50년이 지난 현재 우주탐사는 국가차원에서뿐만 아니라 민간차원에서도 시도되고 있다. 미국 민간 우주탐사기업인 스페이스X가 민간인을 달과 화성으로 실어나를 유인우주선 발사 테스트에 성공했다고 하니 다음 세대에는 우주여행시대가 열리지 않을까 기대해본다.

▲인류의 끝없는 도전 ⓒ김지원

1977년에 발사된 우주탐사선 보이저호는 42년째 우주비행 중이다. 이미 태양계를 벗어나 180억Km떨어진 심(深)우주 영역으로 진입했다고 한다. 상상과 호기심으로 시작된 인류의 우주에 대한 관심은 공간과 인식의 영역을 확장하고 인류에게 새로운 통찰의 기회를 가져다 주었다. 조만간 보이저호의 수명이 다하면 다시 수십 년이 걸리더라도 다른 ‘보이저호’들이 그 뒤를 이을 것이다. 이 지난한 여정과 미지를 향한 인류의 도전은 계속될 것이다.

○ 공간 정보

국립광주과학관 : 광주 북구 첨단과기로 235 

 ○ 관련 링크

국립광주과학관 홈페이지 : https://www.sciencecenter.or.kr

○ 사진 촬영_김지원