Image Credit: Polaris Program
2024년 8월 27일, 모든 이목이 플로리다에 있는 NASA의 케네디 우주 센터에 쏠리게 될 것입니다.
스페이스X의 팰컨9 로켓이 드래곤 크루 캡슐과 4명의 민간 우주비행사를 우주로 쏘아 올릴 예정이다. 폴라리스 던(Polaris Dawn) 미션은 상업용 우주 비행에 기록된 가장 높은 고도까지 비행할 것입니다. 또한 지구를 둘러싼 위험한 방사능 벨트를 횡단하고 고도로 훈련된 우주 비행사가 아닌 일반 시민에 의한 우주 유영을 시도하는 최초의 우주인이 될 것입니다.
한편, 승무원은 비행 전, 비행 중, 비행 후에 눈과 뼈 건강에서 인지에 이르기까지 건강 상태를 모니터링할 것입니다. 이것은 단지 며칠의 우주 비행이 우리의 생물학을 어떻게 변화시키는지에 대한 우리의 이해를 심화시키는 데 도움이 될 것입니다. 예를 들어, 어떤 유전자가 켜지거나 꺼지는지, 면역력이 어떻게 변하는지, 그리고 우주에 짧은 체류만으로도 눈 문제 및 골밀도 손실과 같은 잘 알려진 문제가 나타나는 이유 등입니다.
이 정보는 오픈 소스 바이오뱅크에 들어가 과학자들이 달, 화성 및 그 너머로의 단기 비행 및 장거리 여행을 위한 치료법에 협력하는 데 도움이 될 것입니다.
이번 발사는 언젠가 우리를 우주로 더 깊이 이끌 수 있는 기술과 의료 서비스를 발전시키는 것을 목표로 하는 계획된 세 가지 폴라리스 임무 중 첫 번째입니다. 여기 당신이 알아야 할 것이 있습니다.
한계를 뛰어넘다
이 임무를 이끄는 사람은 우주여행에 문외한인 Jared Isaacman입니다.
2021년에는 지구 궤도를 도는 최초의 민간인 임무인 인스퍼레이션 4(Inspiration 4)에 자금을 지원했습니다. 이 임무는 보통 사람이 짧은 훈련으로 우주 비행을 할 수 있음을 보여주었고, 우주에서 짧은 시간이 신체를 어떻게 변화시키는지에 대한 풍부한 통찰력을 제공했습니다.
아이작먼과 동행하는 미션 파일럿은 전 미 공군 중령인 스콧 "키드" 포티트(Scott "Kidd" Poteet)와 두 명의 스페이스X 직원이다. 30세의 운영 엔지니어 사라 길리스(Sarah Gillis)는 팀에서 가장 젊으며 아이작먼과 함께 우주 유영에 참여할 예정입니다. 임무 전문가이자 의료 장교인 Anna Menon은 이전에 NASA에서 7년 동안 근무하며 임무 통제소의 의료 서비스를 조정했습니다.
이 팀은 드래곤 캡슐 안에서 5일을 보내며 870마일 높이까지 이동할 예정인데, 이는 NASA의 아폴로 프로그램 이후 인간이 지구에서 가장 멀리 떨어진 거리입니다.
그들의 궤적은 밴 앨런 방사선 벨트(Van Allen radiation belts)라고 불리는 높은 방사선의 두 개의 치명적인 "circles" 중 하나를 통과하게 될 것이며, 여기서 태양과 다른 소스의 고하전 입자가 지구의 자기장에 의해 포착됩니다. 이러한 영역은 입자가 잠재적으로 우주 캡슐을 뚫고 신체를 관통할 수 있기 때문에 특히 위험합니다. 우주로 확장하기 위해서는 그러한 방사선으로부터 우주 비행사를 보호하는 방법을 배워야 합니다.
우주의 의학
Polaris Dawn은 우주 비행이 건강에 미치는 영향을 조사하기 위해 31개 기관과 협력했습니다. 전문 우주 비행사들은 수년 동안 우주 비행을 위해 훈련되어 왔으며, 민간 승무원은 미세 중력이 평균적인 우주 여행자의 건강에 미치는 영향을 조사할 수 있는 드문 기회를 제공합니다.
많은 연구는 NASA의 인간 연구 프로그램과 우주 보건 중개 연구소(TRISH)의 협력으로 이루어졌습니다. 베일러 의과대학, 캘리포니아 공과대학, MIT가 주도하는 TRISH는 심우주 임무 중 우주 비행사를 안전하고 건강하게 지킬 수 있는 방법을 연구하는 과학 컨소시엄입니다.
우주 비행은 몸을 바꿉니다. 우주 유영은 추가적인 변화를 가져올 수 있습니다. 인스퍼레이션 4를 기반으로 하는 한 프로젝트는 비행 전, 비행 중, 비행 후에 연례 건강 검진처럼 승무원으로부터 생물학적 샘플을 수집하는 것입니다. 그런 다음 이 샘플은 처리되어 Space Omics and Medical Atlas에 추가되며, 여기에는 승무원의 유전자 구성 및 유전자 발현 변화(방사선 벨트로 전력 질주한 후 유전자가 켜지거나 꺼짐)가 포함됩니다.
다른 연구는 방사선과 미세 중력의 영향을 탐구 할 것입니다.
TRISH의 한 팀은 임무 중 방사선이 다양한 신체 조직에 어떤 영향을 미치는지 분석하고 지구에서 변화가 남아 있는지 또는 정상으로 돌아가는지 확인할 것입니다. 이전의 연구들은 주로 우리의 고향 행성에 더 가까운 국제 우주 정거장에서 몇 달 동안 생활하는 우주 비행사를 연구했습니다. Polaris Dawn의 승무원은 더 높은 고도에서 훨씬 더 많은 방사선을 경험하게 될 것입니다. 이 데이터는 향후 방사선 위험을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
또 다른 팀은 버터플라이 IQ+(Butterfly IQ+)라는 휴대용 초음파 도구를 테스트할 예정이다. 공상과학 영화 프로메테우스(Prometheus)에 나오는 AI 의료 포드처럼 완전히 자동화되지는 않았지만 예상치 못한 의료 문제를 즉석에서 진단하고 치료할 수 있는 능력이 우주 여행에 매우 중요하다는 점은 비슷합니다. 승무원은 예를 들어 방광 기능이나 혈액 및 체액 상태에 대한 의료 등급 이미지를 수집하는 것과 같은 무수한 잠재적 용도를 위해 우주에서 장치를 테스트할 것입니다.
이 도구는 우주 유영에 특히 유용할 것입니다. 국제 우주 정거장과 달리 Dragon에는 에어록이 없습니다. 아이작먼과 길리스가 우주 유영을 떠날 때, 캡슐 전체가 우주의 진공에 개방될 것이다. 압력의 갑작스러운 변화는 감압병 또는 "굴곡"으로 알려진 잠재적으로 생명을 위협하는 상태를 유발할 수 있습니다. 스쿠버 다이버들은 너무 빨리 상승하고 질소가 혈류에 가스 거품을 형성할 때 이러한 상태를 경험합니다. 진단 도구는 이러한 위험한 상태를 포착할 수 있습니다.
또 다른 연구는 골밀도와 체액에 초점을 맞출 것입니다. 캘거리 대학은 TRISH와 협력하여 고해상도 장치를 사용하여 뼈 손실 가능성의 지표인 승무원의 손목과 발목의 뼈 구조를 스캔하고 있습니다. 만약 그들이 변화를 감지한다면, 그것은 우주 비행이 뼈 건강에 미치는 영향을 포착하는 가장 빠른 방법이 될 것이다. 한편, 다트머스 대학의 한 연구는 첫 아침 소변 샘플이 뼈와 근육 건강을 예측할 수 있는지 여부를 모니터링하고 있습니다.
미세중력은 또한 의학의 효과, 예를 들어 애드빌(Advil)의 효과를 예측할 수 없게 만듭니다. 우리의 체액, 장 기능 및 신진대사는 모두 우주에서 뒤죽박죽으로 움직이며, 이는 일반적인 약물의 작용 방식에 영향을 미칩니다. Polaris Dawn 승무원은 몇 가지 일반적인 약물을 테스트하고 우주에서 어떻게 작용하는지 차트로 작성할 것입니다.
한편, 팀은 또한 일련의 인지 테스트를 통해 그들의 마음에 도전할 것입니다. NASA와 다른 사람들이 개발한 이 테스트에는 태블릿에서 완료해야 하는 Wordle 또는 다른 게임과 같은 10가지 다른 작업이 포함됩니다. 그러나 이것들은 우주 비행과 관련된 뇌 기능을 구체적으로 측정합니다. 다른 테스트에서는 각 승무원이 결정을 내릴 때 위험을 얼마나 감수할 의향이 있는지, 집중할 수 있는지, 감정을 건강하게 처리할 수 있는지 여부를 묻습니다.
이 임무가 위험하다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 우주 유영에서 아이작먼과 길리스는 생명 유지 장치가 포함되지 않은 스페이스X의 새로 설계된 우주선 외 활동복을 테스트할 예정이다. 대신, 두 사람은 드래곤에 부착된 탯줄 호스에서 모든 산소와 기타 지원을 받을 것입니다.
그럼에도 불구하고 이 임무는 우주에서 적응하고, 생활하고, 일하는 우리의 능력을 강화할 수 있기를 바랍니다.
이상의 기사는 2024년 8월 26일 SingularityHub에 게재된 “The SpaceX Polaris Dawn Mission Will Show Us How Spaceflight Transforms the Body”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : The SpaceX Polaris Dawn Mission Will Show Us How Spaceflight Transforms the Body (singularityhub.com)
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