우주에서 근력 손실을 막기 위한 방법

우주에서 근력 손실을 막기 위한 방법

중력이 없는 환경에서 우주비행사는 규칙적으로 운동을 한다고 하더라도 뼈와 근육이 위축되거나 손실되게 됩니다. 2010년 우주의 국제우주정거장에서 주6일 매일 2시간 30분씩 운동을 한다고 하더라도 6개월후 측정결과 약 40%의 근력 손실을 입는다는 실험결과도 발표되었습니다. 2025년에는 달에서 인류가 상주하는 기지가 건설될 것이고, 2030년 이후에는 화성의 유인탐사도 시작될 것입니다. 그러나 우주에서 머무는 동안 발생하는 뼈와 근육의 손실은 건강상 치명적인 영향을 줄 수 있기 때문에 NASA는 이것을 예방하기 위해 많은 실험과 연구를 진행하고 있습니다.

 

목차

우주에서 운동은 필수

우주에서 운동을 해도 발생하는 근력 손실

신경근 전기자극 우주실험

 

우주에서 운동은 필수

인체는 지구의 중력으로 근력과 단단한 뼈를 가질 수 있도록 진화했습니다. 그러나 국제 우주 정거장 등 우주에서는 중력이 거의 없어 뼈와 근육이 인체의 질량(지구에서의 몸무게)을 지탱할 필요가 없습니다. 때문에 근력을 강화할 수 있는 운동을 하지 않는다면 우주에 머무는 동안 우주비행사의 뼈와 근육은 손실 및 위축되게 됩니다. 뼈와 근육의 위축은 정상적인 노화과정이나 좌식 생활방식 등으로 발생하고, 낙상이나 골다공증 등으로 심각한 건강 문제를 일으킬 수 있습니다.

NASA는 미세중력으로 인한 근육 및 뼈 위축을 유발하는 메커니즘을 이해하고 이를 방지하기 위해 우주비행사가 임무를 수행하는 동안 그리고 지구로 돌아가거나 달이나 화성에 발을 디딜 때 건강을 유지할 수 있도록 노력해 왔습니다. 우주비행사에게는 영양가 있고 적절한 식사와 운동은 필수적입니다. 따라서 우주 정거장에서 일하는 우주비행사들은 근육과 뼈 위축을 막기 위해 하루에 2시간 이상의 운동을 규정으로 정하고 실천하고 있습니다. 하지만 운동만으로는 근육의 위축 전부를 피할 수 없습니다. 때문에 NASA에서는 전기 자극을 통한 근력을 지키는 실험을 진행하고 있습니다.

 

유럽 우주국(ESA) 우주 비행사가 ARED(첨단 저항 운동 장치)를 통해 우주에서 운동하고 있음

 

 

 

우주에서 운동을 해도 발생하는 근력 손실

본격적인 인간의 우주 진출은 현실이 될 예정입니다. 미국은 2025년 2명의 우주인을 달에 착륙시킬 예정이며 사람이 상시 거주하는 월면 기지 건설을 2020년대 후반으로 목표하고 있습니다. 화성 진출 역시 곧 다가올 미래입니다. 2030년대 NASA는 인간을 화성에 보낼 것입니다. 스페이스X는 2050년까지 100만명을 화성으로 이주시킬 계획도 가지고 있습니다.

문제는 인간의 근육입니다. 국제우주정거장에서 트레드밀과 역기의 무게감을 구현한 특수진공장치 등을 통해 하루 2시간 30분, 일주일에 6일 운동한 우주비행사에 대한 연구 근력 연구 결과, 이 기간동안 근력이 약 40% 감소한 연구결과는 2010년 발표되었습니다. 지구에서 화성까지 현재기술로 약 9개월이 걸립니다. 이 기간 동안 무중력 상태의 인간의 근력은 매우 크게 감소할 것임이 분명합니다.

 

우주비행사가 COLBERT(Combined Operational Load Bearing 외부 저항 트레드밀)에서 운동중인 모습

 

신경근 전기자극 우주실험

8월 26일 미국 유인 우주선 크루 드래건이 우주비행사 4명을 태우고 발사되었고, 이튿날 국제우주정거장에 도킹하였습니다. 크루 드래건의 우주비행사들은 우주에서의 근력 감소에 대한 특별한 실험을 진행할 예정입니다. 신경근 전기자극(NMES) 장비를 통해 전기 펄스를 이용 근육을 반복적으로 수축시킬 예정입니다. 이 자극은 큰력을 최대한 유지되게 합니다. 신경근 전기자극(NMES)으로 근력을 유지하는 것은 지구에서 널리 쓰이는 치료방식입니다. 척수 등의 손상으로 신체 활동이 장기간 어려운 사람 들을 위해서 사용합니다. 신경근 전기자극(NMES)을 우주에서 실험하는 것은 이번이 처음입니다.