인류는 이제 달을 넘어 화성을 향한 거대한 도약을 준비하고 있습니다. NASA와 스페이스X, 그리고 유럽우주국은 탐사선이나 로봇을 보내는 수준을 넘어 인간이 직접 화성에 거주하기 위한 구체적인 계획을 수립 중입니다. 화성 여행은 지구에서 달을 왕복하는 일주일간의 짧은 여정과는 차원이 다른 도전입니다. 지구와 화성이 가장 가까워지는 시기에 출발하더라도 편도 4개월에서 6개월이 소요되며, 궤도가 맞지 않을 경우 1년 이상의 시간이 걸릴 수도 있습니다. 이에 NASA는 장기 우주 체류가 인체에 미치는 영향을 파악하기 위해 340일간 우주에 머문 스콧 켈리의 신체 변화를 정밀하게 분석했습니다.

우주 환경은 지구와 판이하게 다르며 신체에 다섯 가지 주요한 스트레스를 유발합니다. 첫째는 무중력 혹은 지구의 3분의 1 수준인 중력의 변화이며, 둘째는 사회적 격리와 셋째는 폐쇄적인 우주선 내부라는 물리적 환경입니다. 특히 네 번째 요인인 우주 방사선은 매우 위협적입니다. 지구 자기장의 보호를 벗어나면 태양이나 심우주에서 날아오는 강력한 방사선에 지속적으로 노출되기 때문입니다. 마지막으로 제한된 식단과 환경의 변화는 심리적인 영향은 물론 인체 내부의 생태계까지 변화시키는 요인이 됩니다. 이러한 극한 환경 속에서 우주비행사의 신체는 세포 단위부터 변하기 시작합니다.

알파선과 베타선은 얇은 막으로도 차단이 가능하지만, 감마선은 두꺼운 차폐막 없이는 인간의 몸에 직접적인 영향을 미치게 됩니다.

NASA와 여러 연구 팀의 광범위한 분석 결과, 우주 체류는 신체 내부에 독성 작용을 하는 활성산소를 축적시키고 우주 방사선 피폭으로 인해 DNA의 일부를 손상시켰습니다. 가장 흥미로운 발견은 세포 노화에 관여하는 염색체인 텔로미어의 변화였습니다. 지구에서는 나이가 들수록 텔로미어의 길이가 짧아지며 노화가 진행되지만, 우주에 머무는 동안 스콧 켈리의 텔로미어는 오히려 길어지는 현상이 관찰되었습니다. 하지만 지구로 복귀한 후 6개월이 지나자 길어졌던 텔로미어는 다시 원래 상태로 돌아왔으며, 일부 우주비행사에게서는 노화가 급격히 진행된 듯 텔로미어가 더 짧아지는 현상이 나타나기도 했습니다.

최근 과학계는 이러한 변화의 근본적인 원인으로 세포의 에너지 공장인 미토콘드리아의 기능 장애에 주목하고 있습니다. 미토콘드리아는 우리 몸의 모든 세포에 존재하며 혈관을 통해 들어온 산소로 에너지를 생성하는 핵심적인 역할을 수행합니다. 만약 미토콘드리아가 에너지를 제대로 만들어내지 못하면 해당 세포는 사멸하게 됩니다. 그동안 우주비행사들이 겪었던 근육량 감소, 급격한 체중 저하, 면역력 결핍, 심혈관계 이상, 심지어 머리카락이 잘 자라지 않는 현상까지도 모두 이 미토콘드리아의 장애에서 비롯된 것임이 다차원적인 연구를 통해 명확히 밝혀졌습니다.

훈련된 우주비행사들은 지구 복귀 후 건강을 빠르게 회복하지만, 향후 화성 이주나 일반인의 우주여행이 본격화될 경우 이러한 신체적 변화는 심각한 문제가 될 수 있습니다. 다행히 문제의 원인이 규명되면서 해결을 위한 약물 개발도 속도를 내고 있습니다. 과학자들은 미토콘드리아의 장애를 예방하고 세포 기능을 보호할 수 있는 치료제를 이미 개발했으며, 곧 국제우주정거장에서 실제 테스트를 진행할 예정입니다. 이러한 의학적 혁신은 인류가 화성이라는 새로운 영토로 나아가기 위한 안전한 길을 열어줄 것이며, 머지않은 미래에 일반인들도 건강 걱정 없이 우주여행을 할 수 있는 기반이 될 것입니다.