냉동수면으로 성간 우주여행 도전

냉동수면으로 성간 우주여행 도전

SF관광가이드/우주여행

 

 

SF 관광가이드 과학소설 가운데에는 속도경쟁에 급급하지 않고 아예 발상의 전환을 통해 성간여행의 목표를 달성하려는 사례도 왕왕 보인다. 이러한 방법은 우리 과학기술의 현주소를 고려할 때 가장 현실성 있는 대안인 동시에, 황당한 가정으로 독자를 속여 넘기지 않아도 되므로 설득력 또한 높아지는 장점이 있다.

어차피 우주선의 속도를 끌어올리는 데 한계가 있다면 물리법칙을 견강부회하는 억지 설정을 집어넣는 대신 그 안에 탑승하는 사람들이 목적지에 도착할 때까지 오래오래 꿋꿋이 버티게 하는 것이다.

이 같은 만만디 여행을 위해서는 몇 가지 전제조건을 받아들여야 된다. 예컨대 이런 식의 성간여행에서는 로켓공학보다는 거대인공구조물 건축공학, 생명공학(유전자 보존기술 및 냉동인간 보존기술) 그리고 개인 및 공동체에 관한 심리학에 초점이 맞춰진다.

▲ 러시아의 SF화가 겐나디 골로보코프가 그린 회화 <냉동수면에서의 각성> ⓒGennady Golovokov

준광속 성간여행에서 일단 무인우주선은 논외로 하자. 누가 수십 년, 수백 년 또는 그 이상의 세월이 걸려 외계 행성에 도달하는 컴퓨터의 이야기를 읽고 싶겠는가? 소설이 아니라 현실에 대입해본들 마찬가지다. 어떤 정부와 기업이 수백 년 걸려 왕복해야 받아볼 수 있는 정보를 위해 개발비를 투자하겠는가? ‘디지털 승무원’(digital crew)만 탑승한 우주선은 뒤에 소개할 종자우주선과 세대우주선에 비하면 아주 홀가분하게 기본 장비만 탑재하면 되므로 상대적으로 빠른 속도를 낼 수 있으나 독자와 사업가들의 외면을 받기 십상이다.

그럼에도 불구하고 션 윌리엄즈(Sean Williams)와 쉐인 딕스(Shane Dix) 그리고 그렉 이건(Greg Egan) 같은 작가들은 인간의 뇌 패턴을 컴퓨터에 업로드 하는 첨단기술을 가정함으로서 디지털 승무원의 단순성을 피해나가는 방안을 모색한 바 있다.¹⁾ 하지만 외계 행성의 식민화는 디지털 인격이 아니라 살과 피를 지닌 진짜 인간에 의해 이뤄져야 실질적인 의미가 있을 것이다. 정보 탐색 차원을 넘어서 어차피 이주정착민을 보내야 한다면 성간여행에서 디지털 승무원과 디지털 인격은 본질적인 해결방안이 될 수 없다.

미래의 냉동보존학은 이러한 과제에 대한 유력한 대안이 될 수 있을지 모른다. 냉동보존학을 뜻하는 영어 Cryonics는 ‘얼린다’는 의미의 그리스어 Cryo에서 온 말이다. 인체의 온도를 영하 196도까지 낮추면 신진대사가 사실상 멈추면서 세포조직을 보존 및 저장할 수 있게 된다. 이는 장거리 성간여행에서 이착륙시를 제외하면 승무원들을 냉동시켜 수백 수천 년 동안 노화를 방지할 수 있다는 의미이다. 한 마디로 초광속 엔진을 만들 공학기술이 뒷받침 되지 않는다면 생명공학을 동원해 몸으로 때우자는 취지다.

예를 들어 찰스 셰필드(Charles Sheffield)의 <밤의 타격 사이에서 Between The Strokes Of Night, 1985>를 보자. 신진대사를 극도로 낮춰 인간이 정상일 때보다 1천분의 1의 비율로 나이를 먹게 하는 기술이 개발된 미래. 덕분에 프록시마 센타우리까지 고작 광속의 10%로 굼벵이처럼 기어가도 냉동수면에 들어간 탑승자의 입장에서는 불과 몇 주로밖에 느껴지지 않는다. 반면 멀쩡하게 깬 의식으로 같은 우주선을 타고 목적지까지 간다면 생체시간으로 40년이 걸린다.

현실과학에서 냉동보존 시술의 난제는 크게 두 가지다. 하나는 세포조직에 해를 입히지 않고 안전하게 냉동하는 방법이고 다른 하나는 동결 후 세포조직에 자연 생성되는 얼음결정을 원천 봉쇄하는 방법이다.

첫 번째 문제에 대해 하버드 대학 소속 매사추세츠 종합병원 마취팀장 워렌 자폴(Warren Zapol)은 황화수소(hydrogen sulfide)를 이용하는 방법을 연구 중이다. 체온이 영하 30도 이하로 내려가면 심장의 리듬에 곤란을 준다. 체온을 무조건 떨어뜨리는 것만이 능사가 아니고 어떻게 하면 안전하게 떨어뜨릴 수 있느냐가 중요하다는 뜻이다. 황화수소에 노출되면 굳이 뇌로 가는 혈류를 차단하지 않아도 신진대사가 느려진다고 한다.²⁾ 70kg의 찬물 대신 황화수소 가스로 에워싸는 편이 더 안전하다는 주장이다.

두 번째 문제에 대해 미국의 ‘노화 조사교육센터’(Center for Research and Education on Aging)의 폴 시걸 박사(Dr. Paul Segall)는 글리세롤을 냉각보호제로 쓰는 방안을 연구 중이다. 혈액 대신 일종의 액체 냉각수를 넣는 이 방식은 햄스터와 강아지를 대상으로 한 동물실험에서는 긍정적인 성과를 낳았다.³⁾

애초에 냉동보존기술은 불치병 환자의 임박한 죽음을 잠정 유예하기 위해 개발되었다. 여기서 한 발 더 나아가 폴 앤더슨(Poul Anderson) 같은 과학소설 작가는 동일한 의료기술이 성간여행 하는 우주비행사들에게 적용된다면 추가로 고려될 조건이 있다고 가정한다.

그것은 아무리 냉동 보존된 몸이라 해도 주기적인 A/S가 필요하다는 주장이다. 인체에는 미세하지만 방사성을 띤 원자들이 있어 장기간 방치하면 세포에 손상이 가기 때문이다. 정상적인 육체라면 자연복구가 되지만 신진대사가 아주 느려진 상태에서는 그러한 자동조절 기능이 제대로 작동하지 않는 까닭이다. 따라서 앤더슨의 말대로라면 수백 년 넘게 우주선이 항해하다 보면 인체 안의 방사성 원자가 일으키는 손상이 누적되어 정작 목적지에 다다라서는 시체만 남게 될지 모를 일이다.

▲ 이반 예프레모프의 장편 <안드로메다 성운, 1957>은 장기간의 냉동수면에 따른 부작용을 해소하기 위해 승무원들이 교대로 일정주기로 깨어나 당직근무를 선다. 따라서 당직근무를 서는 동안 손상되었던 몸안의 DNA 분자들이 복구될 수 있다. ⓒN. Grishin

이를 방지하자면 승무원들은 50년마다 일시 해동되어 체력을 회복하거나 냉동 상태에서라도 손상부위를 검색/치료받는 조치가 필요하다. 이반 예프레모프(Ivan Antonovich Yefremov)의 장편 <안드로메다 성운 Tumannost’Andromedy, 1957>은 이에 대한 실용적인 해결책의 한 예를 보여준다. 여기서는 일부 당직근무자들을 제외하고는 승무원 전원이 냉동상태에 들어가지만 자신이 당직할 차례가 돌아오면 깨어나 기존 당직자와 교대한다. 당직기간은 불과 몇 주에서 몇 달 사이로 이 정도면 체력을 원래 수준으로 다시 끌어올리는 데 충분할 것이다.

만일 냉동 보존된 인간에게 실낱만큼이라도 깨어 있는 의식이 있다면 장기간 여행에 따른 지루함을 덜어주는 일 또한 중요한 과제다. 필립 K. 딕의 <죽음의 미로 A Maze of Death, 1970>가 한 예다. 기괴한 외계 행성에 갓 도착한 일군의 사람들이 돌연 살인을 포함한 사건사고에 휘말리면서 자신들이 왜 그곳에 파견되었는지, 외면적인 임무 이외에 어떤 속내가 숨어 있는지 찾아 나선다. 그러나 종국에 가서 허망하게도 그들 모두는 서로의 뇌가 연결된 시뮬레이션 게임 중이었음이 밝혀진다.

우주선이 거대한 별의 중력우물에 갇힌 나머지 무한정 주위 궤도를 돌게 되자 도움을 청할 길이 없어진 승무원들이 일단 자신들을 냉동 보존시켜 후일을 기약하고자 한다. 그리고 선내 컴퓨터는 동면 상태의 승무원들이 지루함에 지쳐 미쳐버리지 않도록 이들의 정신을 하나의 네트웍으로 연결시킨 뒤 새로운 시뮬레이션 상황에 매번 빠져들게 함으로서 시간을 보낼 소일거리를 마련해준다.

작가가 극단적인 예를 상정했지만 실제로 냉동보존을 통해 준광속 성간여행을 하게 된다면 승무원들의 정신건강을 위해 전원이 참여하는 시뮬레이션 게임이 도움이 될지 모른다. 단지 A/S의 대상이 정신으로 바뀌었을 뿐 기본적인 맥락은 주기적으로 육체의 손상을 막기 위해 해동시켜야 한다는 폴 앤더슨의 주장과 같다.

한편 배명훈의 장편 <신의 궤도, 2011>은 냉동수면 기간이 원래 예정대로 제어되지 않은 경우 끔찍한 참극이 일어날 수 있음을 시사한다. 성간여행에 장구한 세월이 요구되는 준광속 우주선에 냉동 보존되어 있던 무려 20만 명에 달하는 이민자들이 선내 컴퓨터의 오작동으로 애초의 도착예정시점보다 몇 만 년이나 앞당겨 일제히 깨어나는 사고가 발생한다.

▲ 우리나라에서 냉동수면을 항성간 우주여행 유용한 수단으로 진지하게 사색한 예는 배명훈의 장편 <신의 궤도, 2011>가 처음이라 해도 과언이 아니다. 이전에도 청소년 소설과 만화 등에서 같은 소재가 왕왕 다뤄졌지만 냉동수면에 수반되는 과학적, 정치경제학적 문제를 꼼꼼하게 본격적으로 따져본 국내소설은 <신의 궤도>가 처음일 것이다. ⓒ문학동네

우주선이 아무리 20만개의 냉동캡슐을 수용할 수 있을 만큼 거대하게 제작되었다 해도 살아서 활동하는 같은 수효의 인원을 감당할 공간은 턱없이 부족한데다, 무엇보다 냉동보존 되어 있는 사람들을 위한 여분의 식량이 전혀 준비되어 있지 않다는 사실이 문제다.⁴⁾ 결국 극소량의 식량을 둘러싸고 깨어난 자들 간의 대학살이 전개되고 승리한 자들 역시 한줌 되지 않는 식량을 곧바로 소진하고 터무니없이 멀리 남아 있는 목적지를 원망하며 굶어죽는다.

또한 <신의 궤도>는 인간의 수명을 고려할 때 편도여행이 될 수밖에 없는데다 몇 세대가 걸려도 투자자금의 회수가 불투명한 성간 식민지 개발사업이 어떻게 투자자들을 끌어 모을 수 있는지에 관해 흥미로운 아이디어를 내놓는다.

아무리 끝내주는 휴양지로 개발될 외계행성이라 해도 그렇지 과연 20만 명이나 되는 부자들이 90만년(나중에는 15만년으로 줄지만)이나 걸리는 편도 티켓을 사서 현지에 정착할 마음이 들까? 우주선과 냉동캡슐 개발유지 비용은 물론이거니와 선발대가 목적지 행성 현장에서 테라포밍에 쏟아 부을 천문학적인 비용을 감당하기 위해 지구의 부자들이 전 재산을 들이붓고 자기 몸을 냉동캡슐에 선뜻 맡길까?

다시 말해 지구의 금융을 쥐락펴락하는 사람들이 단지 휴양행성 분양사의 말만 믿고 90만년 후에나 약속이행 결과를 확인할 수 있는 불공정 계약에 어마어마한 투자금액을 선뜻 내놓을까? 혹여 냉동에서 깨어나 보니 엉뚱한데 와 있거나 약속과는 다른 황무지 행성이 덩그러니 눈앞에 놓여 있으면 어쩌란 말인가?

불과 몇 백 가구 모집하는 아파트 분양에서도 정작 입주 당일 처음의 장밋빛 약속과는 천양지차인 집을 보고 넋이 나간 사람이 어디 한둘인가. 이에 부자 투자자들은 묘안을 짜낸다. 분양사의 약속이행을 강제하는 임무를 수행할 별도의 펀드를 조성한 것이다.

이 기금의 존재목적은 성간여행 도중 혹시라도 예기치 않은 사태가 승객들에게 발생하여 목적지에 다다르지 못하게 되면 이들이 사놓은 휴양행성 자체를 아예 우주에서 먼지로 만들어버릴 궁극의 파멸무기를 근처 궤도에 배치하는 데 있다. 한마디로 ‘내가 못 먹을 바에는 아무도 먹지 말라’는 뜻이다. 그럼에도 불구하고 투자이민자들이 전원 살해 또는 아사당하고 말자 궁지에 몰린 곳은 고객들보다 훨씬 먼저 떠나 나니예 행성에서 테라포밍을 성공리에 마친 관리사무소 측이다. 수백만 명에 달하는 관리 인력 모두가 졸지에 고객을 전부 잃어버리는 통에 조만간 궁극의 파멸무기 앞에서 먼지로 사라질 절대 절명의 위기에 처했으니 말이다.

아무튼 불치병 환자들을 위해 개발된 기존의 냉동보존학이 향후 우주여행자들을 위한 냉동수면기술로 업그레이드 되기까지는 상당한 세월을 요할 것이다. 한 분야에서의 과학기술상 진보가 해당 분야에만 머물지 않고 상당히 동떨어진 분야에까지 기여할 수 있다는 사실은 새삼 과학기술정보의 네트웍이 중요함을 절감하게 해준다.

1) 이런 전제를 밀고나가자면 작가의 엄청난 공력이 요구된다. 우주선의 중앙컴퓨터의 데이터베이스에 내장된 디지털 인격들은 영화 <매트릭스 The Matrix>에 준하는 가상현실에서 활동한다. 이러한 플롯에서는 작가가 시뮬레이션 현실에 개입하여 무엇이 현실인지 혼란스러운 기준으로 장난을 칠 확률이 높다. 예컨대 가상현실 속에서 진짜 인간으로서 다운로드 된 실제인격과 컴퓨터가 만들어낸 가짜 인격(virtual people)을 식별 할 수 있는지 시험하는가 하면, 그렉 이건의 <디아스포라 Diaspora>에서처럼 오프라인에 인공몸체를 제작해서 거기에 디지털 인격을 업로드 할 수도 있다. 2) 자폴의 실험에서 쥐를 대상으로 한 신진대사는, 다시 말해 산소소비와 이산화탄소 배출량은 쥐가 황화수소를 들이 마신지 10분 만에 떨어졌다. 가스를 흡입하는 동안 쥐들은 계속 낮은 신진대사를 유지했으며 가스가 제거되자 30분만에 정상으로 돌아왔다. 3) 폴 시걸은 햄스터를 냉동시켰다가 몇 분 후 다시 살려냈고 일련의 실험을 통해 쥐들의 수명을 정상치의 2배로 늘렸다. 동면하는 동안 동물들의 생체반응은 실제 사망한 듯 정지해 있었지만(즉 뇌파와 맥박이 멈춰 있었지만) 다시 살아나자 마치 잠깐 낮잠을 잔 듯 보였다고 한다. 4) 우주선을 아무리 거대하게 건조한들 20만 명이 수만 년간 먹을 수 있는 식량 비축분을 실을 수 있을 리 만무하지 않겠는가.

고장원 SF칼럼니스트 | sfko@naver.com 저작권자 2013.04.08 ⓒ ScienceTimes