고도 440㎞ 우주선 내부에서 ‘찰칵’
우주서 찍은 사상 최초 엑스레이 사진
우주비행사 손가락 뼈 투시…화질 선명
무중력 상태서 칼슘 이탈 등 진단에 활용
고장 전자장비 수리 위한 촬영에도 응용

왼쪽 사진은 독일 과학자 빌헬름 콘라트 뢴트겐이 1895년 촬영한 인류 최초의 엑스레이 촬영물. 오른쪽 사진은 이달 우주에서 찍은 사상 첫 엑스레이 촬영물이다. 스페이스X·MIT 제공

“나는 내 죽음을 보았다.”

1895년 12월22일 독일 과학자 빌헬름 콘라트 뢴트겐의 부인이 자신의 손 사진을 보고 내뱉은 말이다. 부인이 이런 말을 한 데에는 이유가 있었다. 사진에는 피부가 아니라 섬뜩한 느낌의 뼈가 찍혀 있었다. 죽은 뒤 뼈만 남은 자신의 모습을 살아있는 자신이 본 격이었다. 뢴트겐이 인류 최초로 엑스레이 촬영에 성공한 순간이었다.

이후 130년이 지난 현재까지도 엑스레이는 의료 현장의 주요 진단 수단이다. 뼈 등 인체 내부를 보는 데 전자기파 일종인 엑스레이는 특별한 능력을 지니고 있다.

지금까지 모든 엑스레이 촬영은 당연히 지구에서 이뤄졌다. 이유는 간단했다. 지구 밖에는 사람이 없었기 때문이다. 그런데 최근 들어 상황이 달라졌다. 달과 화성이 인류의 새 정착지 후보로 급부상하고 있다. 인간이 지구 밖으로 앞다퉈 나갈 날이 바짝 다가온 것이다. 특히 우주의 무중력이 뼈를 비롯한 인체에 미칠 영향을 진단하기 위해서는 엑스레이 촬영이 꼭 필요해졌다.

그런데 엑스레이 장비는 크고 무겁다. 우주로 갖고 가려면 운송 비용이 많이 든다. 무중력과 자연적인 방사선이 지배하는 우주에서 제대로 작동할지도 확신하기 어렵다. 최근 이런 우려에 대한 답이 나왔다.

지구 병원에서 찍은 듯 선명

일론 머스크가 이끄는 미국 민간우주기업 스페이스X는 지난 4일(현지시간) SNS를 통해 “우주비행사들이 엑스레이로 자신의 뼈를 촬영하는 데 성공했다”며 “이는 지구에서 첫 엑스레이 촬영이 이뤄진지 130년 만의 일”이라고 밝혔다.

스페이스X는 지난달 31일 민간인 우주비행사 4명을 태운 자사 유인 우주선 ‘드래건’을 발사했다. 이들의 임무는 ‘프램2’로 명명됐는데, 4일간 지구의 북극과 남극 상공을 뱅글뱅글 돌았다. 이 과정에서 엑스레이 장비로 자신의 신체를 촬영하는 실험을 실시해 성공한 것이다. 촬영이 이뤄진 곳은 고도 320㎞ 우주에 떠 있던 드래건 내부였다.

스페이스X가 공개한 엑스레이 사진의 피사체는 한 우주비행사 손가락 뼈다. 가장 눈에 띄는 것은 좋은 화질이다. 지구의 병원에서 찍은 것과 별 차이가 없다. 스페이스X는 이 사진 옆에 130년 전 뢴트겐 부인의 손가락 뼈 사진을 나란히 붙여 놓으며 역사적 의미를 강조했다.

스페이스X는 매사추세츠공대(MIT) 과학자 등과 공동 연구진을 구성해 엑스레이 장비를 만들었는데, 개발 과정에서 연구진이 가장 신경 쓴 부분은 덩치와 무게였다. 연구진은 엑스레이 장비의 정확한 크기와 중량을 언급하지 않았지만 “소형화와 경량화에 힘을 기울였다”고 강조했다. 장롱만한 덩치에 무게는 수백㎏에 이르는, 지구 병원에서 흔히 볼 수 있는 엑스레이 장비를 우주선에 싣지는 않았다는 얘기다.

지구 궤도에 1㎏짜리 물체를 올리려면 로켓 종류에 따라 적게는 2000달러(약 290만원), 많게는 2만달러(약 2900만원)를 써야 하는 점을 감안한 것이다.

골격 약화 ‘우주 여행’ 대비

연구진은 엑스레이 촬영 장비의 조작 방법도 단순화했다. 우주에는 의료 장비 전문가가 없기 때문이다. 우주비행사들이 엑스레이 촬영법을 배우기 위해 할애한 시간은 6시간을 넘지 않았다.

연구진은 태양 등 우주의 별에서 쏟아지는 자연적인 방사선이 엑스레이 촬영 과정에서 ‘잡신호’가 될 가능성도 우려했었다. 비유하자면 두 사람이 대화를 나누는데, 다른 한 사람이 옆에서 노래를 크게 부르는 상황을 걱정한 것이다. 하지만 사진은 깔끔하게 찍혔다. 우주에서 내리꽂히는 방사선이 큰 문제를 일으키지는 않은 것이다.

우주에서 이뤄진 첫 엑스레이 촬영은 향후 인류가 지구 밖에서 장기 체류를 할 때 신체 변화를 면밀하게 관찰해 대응할 수 있는 바탕이 될 것으로 보인다. 연구진은 “우주에서는 근육이 위축되고 골격에서 칼슘이 빠져나간다”며 “엑스레이로 뼈 건강을 관찰할 수 있게 될 것”이라고 설명했다. 연구진은 “폐에 액체가 생기거나 복부에 질병이 있는지 등도 확인할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

실제로 화성까지 가려면 우주선 안에서 최소 6개월을 무중력 상태로 보내야 한다. 머스크는 이르면 2029년 사람을 화성에 보낼 계획이다. 십수년 안에 건설될 것으로 보이는 달 상주기지의 중력도 지구의 6분의 1에 불과하다. 이번 엑스레이 촬영은 인류의 활동 영역을 지구 밖으로 확장할 때 필요한 의료 서비스 구축에 중요한 계기가 될 것으로 보인다.

연구진은 “우주로 가지고 나간 전자·기계 장비의 내부 고장 원인을 밝히는 데에도 엑스레이가 활용될 수 있을 것”이라고 기대했다.

이정호 기자 run@kyunghyang.com

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