마션 감자 키우기 - masyeon gamja kiugi

마션 감자 키우기 - masyeon gamja kiugi
ⓒ 영화 '마션' 스틸컷

[스포츠니어스 | 임유진 기자] 영화 ‘마션’이 화제가 되면서 영화에 나온 ‘화성에서 감자 키우기’가 실제로 가능한 일인지 궁금증을 자아내고 있다.

2015년 개봉한 영화 ‘마션’은 27일 오전 12시부터 영화 채널 OCN에서 방영됐다.

NASA 아레스 3탐사대는 화성을 탐사하던 중 모래폭풍을 만나고 팀원 마크 와트니(맷 데이먼)가 사망했다고 판단해 그를 남기고 화성을 떠난다. 그러나 극적으로 생존한 마크 와트니는 남은 식량과 기발한 재치로 화성에서 살아남을 방법을 찾으며 자신이 살아있음을 알리려 노력한다. 마침내 마크는 자신이 살아있다는 사실을 지구에 알리게 되고 NASA는 총력을 기울여 마크를 구출하기 위해 노력한다.

영화는 마크의 화성 서바이벌을 다뤘다. 이 영화가 특히 주목을 받고 있는 것은 화성에서의 생존 가능성을 놓고 과학적인 사실들을 폭넓게 다루고 있기 때문이다.

그 중에서도 가장 주목을 받는 것이 식물재배와 물의 재활용이다. 영화 속에서 주인공 와트니는 온실을 만든 후 화성의 흙, 배설물 등을 이용해 감자를 키운다. 이런 경작 방식으로 그는 감자를 먹으며 1년 이상 화성에 머무를 수 있었다.

그러나 이 장면을 놓고 논란이 뜨겁게 달아오르고 있다. 가장 큰 의문은 화성에서 과연 농작물 경작이 가능하냐는 것이다. 이에 대해 유타주립대 농작물생리학과의 브르스 버그비(Bruce Bugbee) 교수는 ‘충분히 가능한 일’이라고 주장했다.

물 문제는 의외로 쉽게 해결될 수 있다. 화성에 소금물이 있다는 걸 발견했기 때문에 해수 역삼투성 여과장치를 통해 이 물에서 소금을 걸러내 식물 재배에 필요한 물을 공급할 수 있다고 말했다.

화성에서 식물 재배를 할 수 있을 만큼 충분한 빛을 얻는 일은 쉽지 않은 일이라고 밝혔다. 화성은 지구보다 태양에서 1.5배 더 멀고, 대기가 옅어 태양 복사가 거의 걸러지지 않고 있어 표면의 빛의 세기가 지구의 60%에 불과하다는 설명이다.

그러나 영화 ‘마션’에서처럼 화성의 흙을 가지고 식물을 키운다는 것은 아직 SF적인 상상에 불과하다. 12일 ‘라이브사이언스’ 지는 화성의 토양이 지구 토양에서 발견되는 영양소 성분을 전혀 가지고 있지 않다고 말했다.

‘화성 사막 연구 센터’에서 승무원으로 있었던 식물학자 폴 소코로프 박사는 “많은 사람들이 영화 ‘마션’을 보면서 화성을 지구처럼 생각할 수 있다”라고 우려했다. 지구와 다른 행성에서 지구인이 살 수 있도록 만든 ‘테라폼’의 꿈은 아직 받아들일 수 있는 단계가 아니라고 말했다.

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국제

화성에서 감자를 키울 수 있을까? 실험 결과는 `성공`

영화 '마션'처럼 화성과 흡사한 환경에서도 실제로 감자를 재배할 수 있다는 고무적 결과가 나왔다. 중국 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 11일(현지시간) 국제감자연구소(CIP) 연구진들이 지난 2월 14일부터 3월 5일까지 화성과 최대한 비슷한 환경에서 실험한 결과 감자를 재배하는 데 성공했다고 보도했다.

연구진은 페루의 팜파스 데라 요야 사막에서 토양, 대기압, 온도, 산소 및 이산화탄소 농도 등을 최대한 화성의 환경과 비슷하게 맞춘 후 감자 씨앗을 심었다. 그 결과 지구 보다 훨씬 척박한 흙, 낮은 기압, 약한 빛, 낮은 기온, 높은 이산화탄소 등의 조건에서도 감자가 자랄 수 있음이 확인됐다. 연구진은 "초기 실험 결과는 성공적이다"라고 밝혔다.

SCMP는 이같은 성공은 기후 변화에 따른 극한의 환경에서도 감자 등을 이용한 식량 공급이 가능하다는 점을 시사하는 것이라고 평가했다. 감자는 현재 세계의 가장 중요한 식량 자원 중 하나다.

이번 실험으로 화성에서도 온실 및 비료 등을 조합해 감자를 길러낼 수 있음을 확인했다는 점도 중요 성과로 꼽힌다. 2015년에 나온 리들리 스콧 감독의 영화 '마션'에서는 주인공이 화성에 갇혀 감자를 재배하는 내용이 나온다. 이번 실험은 그 같은 영화 스토리를 현실로 만들 수 있다는 가능성을 보여줬다고 할 수 있다.

[안정훈 기자]
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인류 최초 문명의 발상지인 메소포타미아 지역에는 야생 밀이 있었다. 메소포타미아인들이 처음으로 야생 밀의 씨앗을 땅에 뿌리면서 인류의 역사는 송두리째 바뀐다. 사람들은 수렵채집 생활을 접고 한곳에 정착하기 시작했다. 사회가 만들어졌고 그렇게 국가가 탄생했다.

밀 농사를 시작한 지 약 1만 년이 흘렀다. 영화 ‘마션’에서는 화성에서 감자를 키우는 장면이 등장한다. 공상과학 영화지만, 지금의 기술로 구현할 수 있는 현실 가능한 미래다. 그 미래를 가능하게 하는 기술이 ‘스마트팜’이다. 스마트팜은 인공지능(AI)과 같은 최첨단 기술을 융합해 작물과 가축을 원격으로 키워낼 수 있는 농장을 말한다.

스마트팜은 대표적인 6차 산업 기술이다. 6차 산업은 1차 산업(농림수산업), 2차 산업(제조업), 3차 산업(서비스업)을 모두 융합한(1×2×3=6) 것을 의미한다. 스마트팜 기술은 계속 진화 중이다. 1세대 스마트팜 기술은 스마트폰을 이용해 원격으로 시설을 제어하는 농장을 말한다. 2세대는 여기에 빅데이터가 활용된다. 3세대는 무인 자동화 및 인공지능이 접목된 형태의 농장이다.

3세대 스마트팜으로 진화하기 위해 매우 많은 기술이 접목되고 있다. 농장의 환경을 원격으로 파악하고 제어하기 위해서는 사물인터넷(IoT) 센서가 필요하고, 장비를 자동으로 제어하고 운영하기 위해서는 로봇이나 드론 기술도 활용돼야 한다. 무엇보다 언제 어느 시점에 물을 주고, 온도를 조절하는지 알기 위해서는 매우 다양한 형태의 작물 생장 데이터가 필요하다. 센서를 통해 데이터를 모으고 효율적으로 관리하기 위해 클라우드나 통신 기술도 중요하다.

지금 우리는 2세대에서 3세대로 가는 스마트팜 시대를 살아가고 있다. 크게 와닿지는 않지만 일상에서 조금만 노력하면 이런 스마트팜을 쉽게 찾아볼 수 있다. 애그테크(agtech) 스타트업인 ‘엔씽’은 컨테이너 형태의 모듈형 스마트팜을 개발하는 업체다. 식물 재배가 어려운 중동지역에 자체 제작한 스마트팜을 수출한 기업이다.

그린랩스는 농업 데이터에 특화된 스타트업이다. 스마트팜 구축, 디지털 농업 전환 등 첨단 농장 경영에 필요한 데이터를 한곳에 모은 ‘팜모닝’ 서비스가 대표적이다. 누적 투자 유치액만 2400억원에 달해 농업 분야 차세대 유니콘 기업으로 꼽힌다. 한국축산데이터는 폐쇄회로TV(CCTV)와 AI 기술을 활용해 축사의 환경 데이터와 가축의 건강 상태를 측정하는 서비스를 제공한다.

2021년 기준 전 세계 스마트팜 시장 규모는 148억달러 수준이다. 2025년에는 220억달러로 연평균 9.8% 성장할 전망이다. 국내에서도 2015년 3조6051억원이었던 시장 규모는 2020년 5조4048억원으로 성장했다.

마션 감자 키우기 - masyeon gamja kiugi

당장은 먹거리 생산의 효율성을 따지겠지만 미래에는 스마트팜으로 화성에서 어떤 작물을 키울 것인가를 두고 논쟁을 벌일 수도 있다. 인류는 새로운 만 년을 준비하는 신(新)농업 혁명기를 살아가고 있는 것은 아닐까.

김태호 유비쿼스인베스트먼트 팀장

영화 '마션'처럼 우주기지에서 감자를 기를 수 있을까

입력 2021.02.08 09:01
수정 2021.02.08 09:01 생글생글 694호

과학 이야기

과학과 놀자 (36) 우주기지에서 식물재배

마션 감자 키우기 - masyeon gamja kiugi

우주정거장 식물재배모습. NASA 홈페이지

우리는 우주시대에 살고 있다고 해도 과언이 아니다. 인공위성이 보내주는 GPS(위치추적기)를 통해 자동차 네비게이션에서 목적지를 쉽게 찾아갈 수 있다. 인공위성을 넘어 가까운 시일에 일반인도 우주여행을 할 수 있을 것으로 기대된다. 짧은 기간의 우주여행을 위해 필요한 식량은 우주식품으로 가능하지만 수개월 이상 장기간 우주비행사가 우주기지에 체류할 때는 현지에서 식량을 조달해야 한다. 필요한 많은 양의 식량을 우주선에 싣고 가기는 어려움이 많기 때문에 우주에서 식물을 재배해서 식량을 조달해야 하는데, 과연 우주기지에서 식물을 재배할수 있을까.

식물이 자라기 위해서는 빛, 이산화탄소, 물을 이용해서 광합성을 해야 한다. 광합성을 위해서 적정한 온도도 중요하다. 달, 화성 등 위성과 행성은 일교차가 심하고 온도가 영상 50도 이상이나 영하 100도 이하로 내려갈 수 있다. 아직까지 우주 행성에 물이 존재한다는 확실한 증거는 없다. 여러 가지 우주환경을 고려할 때 행성에서 직접 식물을 재배하는 것은 불가능하다고 생각한다. 영화 ‘마션(The Martian)’처럼 우주기지 내에서는 식물을 재배할 수 있겠지만 물이 가장 문제가 될 것이다. 선진 우주연구소에서는 우주기지에 어떤 식물이 가장 적합한지 연구하고 있다. 여기서는 우주기지에서 식물 재배와 관련한 우주과학 공상 영화 ‘마션’과 인공 생태계 ‘바이오스피어2(Biospehere2)’에 대해서 알아본다. 영화 ‘마션’ 감독이 고구마를 알았더라면영화 ‘마션’은 화성 탐사에 참여한 우주비행사가 홀로 우주기지에 낙오했다가 생존하는 내용이다. 주인공은 구조대가 도착할 때까지 식량을 확보하기 위해 온갖 과학지식을 총동원해 어렵게 물을 만들고 감자 재배에 성공하며 버틴다. 만약 영화감독이 고구마를 알았더라면 당연히 감자가 아니라 고구마를 심었을 것이다. 감자도 재배 지역과 용도에 따라 좋은 건강식품이 될 수 있지만 물이 부족하고 스트레스가 많은 조건에서는 고구마가 훨씬 유리해서다.

고구마는 전분작물(벼, 옥수수, 감자, 고구마 등) 가운데 물을 가장 적게 요구한다. 우리가 필요한 칼로리 가운데 50~70%는 전분이다. 고구마는 껍질째 생으로 먹을 수 있는 데 비해 감자는 껍질을 벗기고 요리해야 한다. 우주생활은 높은 스트레스를 받아 노화와 질병에 노출되기 쉬운데, 고구마는 감자에 비해 항산화물질이 많아 노화와 질병 예방에 도움이 된다. 또 고구마는 식이섬유가 많아 변비 예방뿐만 아니라 전분을 천천히 당으로 변화시키기 때문에 당뇨환자와 비만한 사람에게도 도움이 되는 식품이다.

고구마의 이런 장점 때문에 미국항공우주국(NASA)과 일본우주항공연구개발기구(JAXA)는 고구마를 일찍부터 우주식품으로 선정한 바 있다. 고구마는 우주식품을 넘어 우주기지 재배에 적합한 품종으로 육성할 필요가 있다. 필자는 고구마가 중국 서북부 사막화지역, 카자흐스탄 남부 등 척박한 토양에 적합한 작물로 판단해 이들 지역에 적합한 품종 육성을 수행하고 있다. 인공 생태계 바이오스피어2의 실패 교훈우주기지와 비슷한 환경을 만들어 지구에서 실험한 예로 바이오스피어2(Biospehere2)를 들 수 있다. 바이오스피어2는 인간이 지구 멸망을 대비해 1991년부터 약 2년 동안 미국 애리조나주 사막에서 진행한 초대형 인공 생태계 프로젝트다. 과학자 8명이 외부와 물질 교환 없이 자급자족 생활을 할 수 있도록 인공 생태계를 만들어 실험을 실시했으나, 산소 부족 등으로 실패해 지금은 박물관으로 이용되고 있다.

인공 생태계의 전체 규모는 1.25ha에 달하는 유리온실로 콘크리트, 유리 등으로 이루어져 있었다. 내부에는 열대우림 등 7개의 서로 다른 환경구역으로 나누어 다양한 식물과 동물을 넣었다. 토양에 섞여 있는 호기성 미생물이 막대한 양의 산소를 소비하기 시작했고, 산소가 부족하니 이산화탄소 역시 사라져 결국에는 모든 생태계 균형이 무너졌다. 이런 환경에서 참가자 간의 대립 관계와 같은 정서적 문제가 발생해 결국 실패했다. 바이오스피어2는 우리 인간에게 생태계를 모방하고 창조해내는 것이 얼마나 어려운 것인지를 알리고 있다. 우주기지 식물 재배의 전망인간의 호기심을 넘어 지구자원의 유한성으로 우주탐사에 대한 관심은 날로 증가할 것이다. NASA는 지난해 6월 민간인 우주정거장 계획을 발표, 일반인도 우주여행을 할 수 있음을 시사했다. 일론 머스크가 2002년 설립한 스페이스X를 비롯해 버진갤럭틱, 블루오리진 등 민간기업들이 우주여행 패키지를 준비하고 있다. 지난해 11월 스페이스X는 유인우주선(4인) 첫 발사를 성공했다.

지난해에는 미국, 중국, 아랍에미리트가 화성으로 무인탐사선을 보냈다. 지금은 달, 화성 등 몇 군데 우주탐사에 주력하지만 머지않아 더 멀리 있는 행성까지 갈 것이다. 오랜 기간 우주기지에서 생활하려면 우주인이 우주기지에서 식량을 조달해야 할 것이므로 우주기지에 적합한 우주식물 개발은 중요한 연구 테마가 될 것이다.

NASA와 캐나다우주국(CSA)은 지난달 12일 ‘딥 스페이스 푸드 챌린지’를 열어 장기 우주기지 생활을 위한 식량생산시스템 개발에 필요한 아이디어를 공개 모집했다. 주최 측은 우주비행사 4명이 재보급을 받지 않고 3년간 우주왕복 임무를 수행하는 동안에 필요한 식량을 생산할 것, 투입하는 자원은 물론 버려지는 자원을 최소화할 것, 맛과 그리고 영양가가 있을 것, 안전할 것 등을 주요 평가 항목으로 제시하고 있다.

극한 우주환경에 맞는 식물을 연구하면서 얻어지는 노하우는 지구에서 척박한 토양을 활용하는 품종 육종에도 도움이 될 것이다. 특히 땅이 작고 지하자원이 부족한 우리에게 우주는 새로운 기회의 영역이 될 수 있으리라 기대된다. √ 기억해주세요

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곽상수 한국생명공학연구원 책임연구원

미국항공우주국(NASA)과 일본우주항공연구개발기구(JAXA)는 고구마를 일찍부터 우주식품으로 선정한 바 있다. 고구마는 우주식품을 넘어 우주기지 재배에 적합한 품종으로 육성할 필요가 있다. 필자는 고구마가 중국 서북부 사막화지역, 카자흐스탄 남부 등 척박한 토양에 적합한 작물로 판단해 이들 지역에 적합한 품종 육성을 수행하고 있다.