지난해 개봉된 영화 '그래비티'의 한 장면. 우주비행사는 '최대흡수내의'를 입고 있어 우주 유영 때 그냥 소변을 보면 된다. 우주선 안에서는 진공흡입기로 소변을 배출한다. 최근 미국 항공우주국이 '우주 소변'을 에너지로 전환할 수 있는 새 기술을 개발했다.

- 정방향 삼투압 기법 이용 재활용
- 수처리로 암모니아·요소 추출도

최근 흥행한 영화인 '그래비티(Gravity)'에서 우주비행사는 우주와 우주선을 번갈아 오가며 사투를 벌인다. 그런데 우주탐사에서 우주비행사의 생활은 어떨까. 남은 음식이나 배변은 어떻게 처리될까.

■우주 의식수 해결 어떻게

23일 학계와 미리안(Mirian)에 따르면 우주비행사 음식은 이미 알려져 있듯이 여러 영양이 결집돼 있는 캡슐이다. 하지만 음식을 통해 섭취하는 영양소에 비해 부족한 것이 많기 때문에 건조식품이나 특수 포장된 액체식품도 있다.

우주에서는 기본적으로 중력이 없어 물 등 액체류는 주의가 필요하다. 인간이 생활하면서 발생하는 물방울들이 공간 속에 흩어져 떠다니다가 우주선 기기에 스며들어 고장을 일으킬 수 있기 때문이다. 남은 음식물이나 부스러기 등도 진공흡입기를 통해 빨아들여야 한다.

그렇다면 소변·대변은 어떻게 해결할까. 이 역시 진공흡입기로 빨아들인다. 하지만 우주 유영 등 우주선 밖에 있을 때는 '최대 흡수 내의'라는 것을 입기 때문에 그냥 배출하면 된다. 이 내의 외에도 오줌수거장치나 일회용 오줌흡수트렁크를 사용할 수 있다.

우주에서 발생하는 각종 쓰레기 중 소변 등 우주비행사들이 직접 배출하는 쓰레기의 양이 전체의 절반을 차지한다. 따라서 이를 재활용할 수 있다면 쓰레기 처리비용을 절약할뿐 아니라 다른 에너지 비용도 줄일 수 있다. 그래서 미국 항공우주국(NASA)은 소변을 처리해 식수를 추출하는 우주실험을 2008년 처음으로 성공, 시음하는 모습을 공개하기도 했다.

■소변, 에너지로 전환기술

이런 가운데 우주비행사 소변을 식수는 물론 에너지로 전환하는 새로운 기술이 개발됐다. NASA 에임스연구소의 에두아르도 니콜로 박사팀은 소변과 샤워 물을 모은 후, 정방향 삼투압 기법(소변의 주성분인 요소로부터 불순물을 제거하는 방법)을 이용해 처리했다. 연구자들이 개발한 새로운 요소 바이오반응기 전지화학시스템(UBE·Urea Bioreactor Electrochemical System))은 유기 탄소의 80% 이상을 제거하는데 성공했으며 약 86%의 요소를 암모니아로 전환시키는데 성공했다.

연구자들은 "이번 결과는 우주 비행 임무에 초점을 맞추고 있지만, 요소 및 암모니아를 포함하고 있는 수처리 시스템에도 적용될 수 있을 것"이라고 말했다. 이 연구 결과는 학술지인 'ACS Sustainable Chemistry & Engineering'지 최근호에 실렸다.