달의 유독한 면 (2018)

• 아폴로 우주비행사들은 달 표면에서 돌아온 뒤 화약 냄새가 나는 먼지로 인해 재채기와 코막힘 같은 증상을 겪음
• 이 달 먼지는 규산염을 포함한 날카롭고 정전기적으로 대전된 입자로, 폐 깊숙이 침투해 염증과 세포 손상을 유발할 수 있음
• ESA는 이러한 달 먼지의 독성 정도를 규명하고, 인체에 미치는 영향을 평가하기 위한 국제 공동 연구를 진행 중
• 동시에 달 토양을 벽돌 제조나 산소 추출 등 자원으로 활용하기 위한 기술 실험도 병행
• 이러한 연구는 지속 가능한 달 탐사와 인간의 장기 체류 준비를 위한 핵심 기반임

---

달의 유독한 면

• 아폴로 우주비행사들이 달에서 돌아왔을 때, 우주복에 달라붙은 먼지가 목을 아프게 하고 눈을 자극함
  • 먼지는 화약 냄새와 비슷한 냄새를 냈으며, 모든 12명의 달 착륙자가 재채기와 코막힘 같은 증상을 경험
  • 일부는 며칠 동안 증상이 지속되었고, NASA의 해리슨 슈미트는 이를 “달 건초열”이라 부름
• ESA는 달 먼지의 독성이 인체에 미치는 영향을 규명하기 위한 국제 연구 프로그램을 진행 중
  • 미국 캘리포니아대의 폐 생리학자 Kim Prisk 등 12명의 과학자가 참여
  • 그는 “이 먼지가 얼마나 해로운지 아직 모른다”며 위험 정도를 추정하는 것이 핵심 과제라고 언급

달 먼지의 특성과 위험성

• 달 먼지는 규산염(silicate) 을 포함하며, 이는 지구의 화산 활동 지역에서도 흔히 발견되는 물질
  • 지구의 광부들은 규산염 흡입으로 인해 폐 염증과 섬유화를 겪음
  • 달에서는 먼지가 매우 거칠어 우주복 부츠의 층을 마모시키고, 아폴로 샘플 용기의 진공 밀봉을 손상시킴
• 달의 중력은 지구의 1/6에 불과해, 미세 입자들이 공기 중에 오래 떠다니며 폐 깊숙이 침투할 수 있음
  • 인간 머리카락보다 50배 작은 입자가 폐 속에 수개월 동안 잔류할 수 있음
  • 체류 시간이 길수록 독성 효과의 가능성이 커짐
• 연구 결과, 달 토양 모사체(lunar soil simulant) 가 장기간 노출 시 폐와 뇌 세포를 파괴할 수 있음이 확인됨

입자 수준에서의 분석

• 지구의 미세 입자는 바람과 물의 침식으로 시간이 지나면 표면이 매끄러워지지만, 달 먼지는 날카롭고 뾰족한 형태 유지
• 달에는 대기가 없고 태양 복사에 지속적으로 노출되어, 토양이 정전기적으로 대전됨
  • 전하가 강해지면 먼지가 달 표면 위로 부유(levitate) 하며, 장비 내부나 인체 호흡기로 침투할 가능성이 높아짐

ESA의 실험과 자원 활용

• ESA는 독일의 화산 지역에서 채굴한 달 모사 먼지를 이용해 장비 테스트 및 먼지 행동 실험을 수행
  • 이 모사체는 유리질 성분이 희귀해 다루기 어렵고, 원료를 갈아내면 날카로운 모서리가 사라지는 문제 발생
  • 생물학자 Erin Tranfield는 이러한 특성 때문에 실험용 먼지 제작이 까다롭다고 언급
• 달 토양은 동시에 유용한 자원으로 평가됨
  • 가열하면 벽돌을 만들어 거주지 건설에 활용 가능
  • 산소를 추출해 인간의 달 체류 임무를 지원할 수 있음
  • ESA 과학 자문 Aidan Cowley는 이러한 활용 가능성을 강조

지속 가능한 달 탐사를 위한 준비

• ESA는 네덜란드의 유럽우주연구기술센터(ESTEC) 에서 달 자원 활용 워크숍을 개최
  • 동시에 ESA 우주비행사 Alexander Gerst는 우주에서 Airway Monitoring 실험을 수행 중
  • 이 실험은 미세 중력 환경에서의 폐 건강 모니터링을 통해, 지속 가능한 달 탐사 복귀를 준비하기 위한 목적

핵심 요약

• 달 먼지는 날카롭고 정전기적으로 대전된 규산염 입자로 구성되어, 인체에 심각한 호흡기 위험을 초래할 가능성 있음
• ESA는 달 먼지의 독성 평가와 자원 활용 기술 개발을 병행하며, 향후 인간의 장기 달 체류를 대비 중
• 과거 아폴로 임무의 경험은 달 탐사의 생명유지 시스템 설계에 중요한 교훈으로 작용함

[GN⁺]

Hacker News 의견들

• 오래전 읽은 기사에서 우주비행사들이 달 냄새를 탄약 냄새, 우주의 냄새를 오존 냄새 같다고 표현했다는 기억이 있음
  실제로는 달 표면에서 돌아온 후 에어록 내부의 냄새를 맡은 것이었음
  달에는 대기가 없어 수십억 년 동안 산소와 접촉하지 않은 먼지가 쌓여 있었고, 이 먼지가 공기와 처음 닿을 때 급격히 산화되어 탄약 냄새처럼 느껴졌음
  우주 공간의 냄새도 비슷하게, 에어록이 진공에 처음 노출될 때 표면 반응으로 오존 냄새가 생긴 것이라는 설명이 있음

  • Apollo 11 착륙 당시, 달 먼지가 실내로 들어오면 산화 반응으로 불이 날 수 있다는 우려가 있었음
    그래서 산소를 불어넣는 실험으로 자동 발화 위험이 없는지 확인했다고 함
  • 그런데 사람들은 오존 냄새가 어떤지 어떻게 아는지 궁금함
  • 달 먼지가 수십억 년 동안 산소와 닿지 않았다는 점이 인상적임
    우주비행사들이 귀환할 때마다 화학 실험을 직접 수행한 셈이었음
    달 전체가 공기와 반응하기를 기다리는 거대한 실험실 같음
  • ISS 우주비행사 중 일부는 EVA 후 탄 금속 냄새를 맡았다고 기억함
    다른 사람들은 오존 냄새를 언급했지만, 나는 금속 타는 냄새가 더 기억에 남음
  • 내 UV 살균등을 켜면 방 안에 오존 냄새가 나는데, 그건 탄약 냄새와 전혀 다름
    번개가 많이 칠 때 나는 냄새와 비슷함
    혹시 그들이 말한 게 흑색화약인지 니트로셀룰로오스인지 궁금함
    사격장에서 흑색화약 냄새를 맡아봤는데, 그것도 오존 냄새와는 다름

• 화성의 토양에는 과염소산염(perchlorate) 이 독성 수준으로 존재함
  인간이 토양이나 그와 접촉한 물질과 닿지 않도록 해야 함
  그래서 우주복을 차량 외부에 도킹하는 방식이 필수적임
  관련 위키 문서

  • 화성의 땅은 말 그대로 독성 지대임
    그래서 화성 식민지 개념이 매력적이지 않음
    차라리 금성의 부유 기지가 더 나을 수도 있음 — 그곳은 압력은 맞지만 산성 환경임
    과염소산염보다 산성 대기가 오히려 다루기 쉬울 수도 있음
  • 칼슘 과염소산염은 약간 독성이지만, 더 큰 문제는 지구보다 50배 높은 방사선일 수 있음
    그래도 시도해보려는 사람은 많을 것 같음
  • 만약 우리의 공동체 정의에 완보동물(tardigrade) 을 포함한다면 희망이 커짐
    블로그에서 “에베레스트 정상에서도 인간은 살 수 없다”고 했는데, 완보동물은 가능할지도 모름
    상상 속에서 그들이 팀에 합류하자, “토양과 접촉하지 말라”는 경고가 “닿으면 멈추고 구르라”로 바뀌었음
    완보동물이 화성에서 생존할 수 있을까?
  • 사실 섭취하지 않는 한 큰 문제는 아님
    피부 접촉보다는 흡입이나 섭취가 위험함
  • 나는 화성 식민지 옹호자는 아니지만, 노출은 관리 가능하다고 봄
    과염소산염은 갑상선 호르몬 생산을 방해하지만, 이는 약물로 조절 가능한 수준임
    Scientific American 기사

• 최신 달 탐사차 설계의 장점 중 하나는 우주복이 차량 외부에 부착된다는 점임
  Space Exploration Vehicle 설명
  또 레이저나 태양열로 레골리스(달 토양)를 소결하는 연구도 활발함
  관련 논문

• Eugene Cernan(Apollo 17)의 보고에 따르면, 달 먼지는 모든 재질에 달라붙고 마찰을 일으키는 문제였음
  탐사 후반에는 장비의 잠금장치가 제대로 작동하지 않을 정도였고, 내부로 들어와도 완전히 제거할 수 없었음
  Apollo 17 기술 보고서
  레골리스 현미경 이미지에서는 깨진 유리처럼 날카로운 입자가 보임
  관련 NASA 메모와 연구 논문도 있음

• 나는 우주 덕후지만, 솔직히 우주나 다른 행성은 인간에게 꽤 가혹한 환경임
  지구가 얼마나 살기 좋은 곳인지 새삼 느껴짐

  • 안타깝게도 지구에는 사람이 너무 많음

• 달의 먼지는 “가루처럼 고우면서도 유리처럼 날카롭다”고 묘사됨
  무섭지만, 그래도 탐험할 가치가 있음

  • 마치 석면(asbestos) 같음

• 누군가 “우주 석면 때문에 암에 걸린 우주비행사가 있냐”고 물었음

  • 실제 석면도 노출 기간과 강도에 따라 위험이 커짐
    달에 간 사람은 12명뿐이고 노출 시간도 짧아, “달 암”이 보고되지 않은 건 자연스러움
    하지만 짧은 노출로도 수십 년 후 질병이 나타날 수 있음
    미국 국립암연구소 자료
  • 석면이나 유리섬유가 위험한 이유는 길고 가늘어 대식세포가 삼키지 못하기 때문임
    달 먼지도 작지만 분해되지 않아 폐에 축적될 수 있음
    반복 노출 시 위험이 커질 것임
  • 현재 생존한 달 착륙 우주비행사는 4명뿐이고 모두 90대임
    설령 암이 있더라도 수명에는 큰 영향이 없을 듯함

• 달의 먼지는 Kiki, 지구의 먼지는 Bouba 같음

  • 이건 Bouba/Kiki 효과를 말하는 듯함

• NASA가 Electrodynamic Dust Shield 시스템을 개발 중인 이유가 바로 이 문제 때문임
  관련 이미지 및 설명