태양을 탐사하는 파커 솔라 프로브(Parker Solar Probe)의 그래픽 이미지.미 항공우주국(NASA)의 태양탐사선 ‘파커 솔라 프로브’(Parker Solar Probe·이하 PSP)가 인류의 피조물 중 가장 빠른 우주선 기록과 태양에 최근접하는 기록을 동시에 세웠다.

최근 NASA 측은 지난달 27일(미 현지시간) PSP가 17번째 태양 근접비행을 수행하면서 태양 표면 기준 약 726만㎞까지 최근접했다고 밝혔다. 또한 이날 PSP는 시속 63만 5266㎞의 속도를 내 역대 최고 기록도 경신했다. 이 정도면 소총 총알의 약 200배 속도로 현재 8시간 가량 걸리는 뉴욕에서 런던을 약 31초 만에 갈 수 있다.

미 존스홉킨스 응용물리학 연구소 마이클 버클리 연구원은 “PSP가 건강한 상태로 태양에 최근접했다”면서 “모든 시스템이 정상적으로 잘 작동하고 있다”고 밝혔다.

한가지 더 놀라운 점은 PSP의 기록 경신이 이번이 끝이 아니라는 사실이다. 오는 2024년과 2025년으로 예정된 마지막 3번의 근접비행에서 PSP는 최고 시속 69만 2000㎞의 속도로 태양에 616만㎞까지 접근할 예정이기 때문이다.

파커 솔라 프로브의 17번째 근접비행을 보여주는 그래픽 이미지. 출처=NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben이처럼 PSP가 엄청난 속도를 내며 태양 궤도를 선회하는 이유는 태양의 가공할 중력을 버티기 위해서다. 이를 위해서는 인류의 힘 만이 아닌 ‘우주의 도움’도 필요하다. 바로 중력도움으로 불리는 플라이바이(fly-by)인데 행성궤도를 근접통과하면서 행성의 중력을 훔쳐 가속을 얻는 방법이다. PSP가 중력도움을 얻는 대상은 금성이다. PSP는 여러차례에 걸친 금성 중력 도움을 받으면서 태양 궤도를 차츰 좁혀나갈 계획이다.

한편 지난 2018년 8월 12일 발사된 PSP는 총 24차례 태양 근접비행을 수행할 예정으로 미션 이름도 ‘태양을 터치하라!‘(Touch the Sun)이다. 특히 PSP는 태양에 매우 가까이 다가가기 때문에 강력한 열에너지에서 탐사선을 보호할 수 있는 두꺼운 쉴드를 가지고 있다. 다만 오랜시간 복사열을 견디지 못하기 때문에 긴 타원궤도를 돌면서 금성과 태양 주변을 부지런히 오가고 있다.

태양을 탐사하는 파커 솔라 프로브(Parker Solar Probe)의 그래픽 이미지PSP의 임무는 그간 베일에 쌓여왔던 수많은 태양의 비밀을 푸는 것이다. 대표적으로 태양 대기인 코로나가 태양 표면 온도보다 수백 배 더 높은 이유와 태양풍의 비밀이다. 태양은 ‘태양 플라스마’라 불리는 태양풍을 내뿜는데 당연히 지구를 포함한 태양계 천체는 이 영향을 받는다. 특히 태양풍은 어떨 때는 엄청난 에너지를 뿜어내는데 이 경우 GPS 등 통신 시설이 마비되는 등 지구에 커다란 영향을 미친다.

감정에 먹히지 않되 그것의 메시지를 알아차리는 것이 중요하다. 게티이미지뱅크 제공

생각에 대해 생각할 줄 아는 사람들이 그렇지 않은 사람들에 비해 부정적 정서를 잘 이겨낸다는 발견들이 있었다. 예를 들어 슬프고 우울한 기분이 들 때 밑도 끝도 없이 우울하다고 하기보다 “오늘따라 사소한 실수에도 크게 속이 상하고 실패자가 된 느낌이 드는데 왜 그럴까. 아마 며칠 동안 스트레스가 심해서 그런 거 같다”처럼 자신의 마음 상태를 분석적으로 생각할 수 있는 사람들이 그렇지 않은 사람들에 비해 우울감을 잘 이겨내는 경향을 보인다.

많은 경우 우리의 감정이나 생각은 현실을 있는 그대로 반영하기보다 다양한 상황적 요소들에 의해 들쑥날쑥하기 마련이다. 보통이라면 전혀 짜증나지 않았을 만한 일이 몸과 마음이 지쳐있을 때면 버럭 화가 날 만한 일이 되는 것이 단적인 사례다.

우리의 판단력이라는 것도 이렇게 평소보다 감정이 격해질만한 상황에 놓였을 때는 그다지 신뢰할 만하지 못하다. 배가 심하게 고플 때 장을 보면 평소보다 훨씬 많이 사게 되고 화가 났을 때는 세상 사람들이 나의 적인 것처럼 보인다. 화장실 가기 전과 갔다 온 후가 완전히 다르다는 말처럼, 감정적으로 머리가 뜨거울 만한(hot state) 상황에서는 우리의 감정도 이성도 제대로 작동하지 않는 경우가 많다.

그래서 잔뜩 화가 났거나 한 밤 중에 갑자기 존재론적 고독감이 몰려왔을 때 중요한 결정을 하지 말라는 조언들을 한다. 홧김에 사표를 내는 것이나 새벽에 갑자기 전 애인에게 문자를 보내는 행위는 대체로 다음 날 큰 후회를 불러오곤 하기 때문이다.

나의 경우 우울함이 몰려오는 새벽이면 인터넷으로 충동구매를 하고 그 다음 날이면 정신이 들면서 부랴부랴 구매를 취소하는 일을 겪곤 함을 고백한다.

“마음의 소리”를 따르라고들 하지만 그래도 될 때가 있는 반면 그러면 안 되는 때가 있다는 것이다. 하지만 보통 마음의 소리를 따르면 안 될 때일수록 마음의 소리가 유난히 시끄럽기 때문에 지금이야말로 마음의 소리를 따라야 할 것 같은 확신이 든다는 게 문제다. 이런 점에서 더더욱 내 마음에 대해 따지고 분석할 줄 아는 능력이 중요하다.

나의 경우 만성 통증이 올라오면 우울해지는 경향이 있다. 바로 어제도 통증을 감지하고 한창 우울감에 빠져 있었다. 어느새 스스로에게 이렇게 사는게 도대체 무슨 의미가 있는지 의문을 던지고 있는 나를 발견했다. 이럴 때면 모든 일을 그만 두고 아무도 모르는 곳으로 훌쩍 사라져버리고 싶다는 생각을 하게 된다.

그러던 중 문득 신체적 통증과 이에 대한 감정 반응(짜증, 슬픔 등)은 별개임을 떠올리고 이런 감정들이 나타난 경위에 대해 생각해보기 시작했다. 내 마음이 계속해서 나에게 ‘정말 싫다. 우울하다. 짜증난다.’ 같은 말을 하고 있는 것을 발견했다.

물론 지금의 삶이 별로 의미 없는 것 같다는 느낌을 사실로 받아들일 수도 있지만, 우선 이건 어디까지나 나의 감정이고 생각임을 떠올려 보았다. ‘나는 지금 이렇게는 살고 싶지 않다는 생각을 하고 있다. 나는 지금 내 마음이 나에게 이렇게 살기 싫다고 이야기하고 있음을 인식하고 있다.’ 하고 목소리를 내어 스스로에게 이야기해 보았다.

별 것 아닌 행동이지만 목소리를 내어 이야기해 보니 나를 계속해서 괴롭히던 것의 정체는 나의 생각임이 분명해지는 듯한 기분이 들었다. 내가 만들어 낸 생각과 현실을 조금 구분할 수 있을 것 같았다. 그 기저에는 통증에 대해 내가 할 수 있는 것이 없고 앞으로도 영원히 아플 거라는 다소 비합리적인 신념이 있다는 점도 발견할 수 있었다.

꾸준히 치료를 받는 것이 분명 도움이 되고 전반적인 건강 관리를 잘 하면 좋아진다는 것도 경험을 통해 분명히 알고 있다. 하지만 우울감에 깊이 빠져 있을 때면 마치 마음에 검은 장막이 드리워지듯 긍정적이었던 경험들이 묻혀 하나도 떠오르지 않게 된다. 결국 우울할 때면 가장 안 좋았던 경험과 가장 안 좋은 상상만 선택해서 떠올리는 것이 큰 문제임을 알 수 있었다.

떠오르는 감정을 억누르는 것은 별로 좋지 않지만 감정에 대해 따져보는 시도는 중요한 것 같다. 부정적 감정의 존재 이유는 어디까지나 우리가 안전하고 행복하게 살아갈 수 있도록 잠재적인 위험 요소에 주의를 주게끔 만드는 것이다.

따라서 어디까지나 감정에 먹히지 않되 그것의 메시지를 알아차리는 것이 중요하다. 그렇지 않으면 지나치게 주의를 빼앗겨 현실적인 문제 해결과는 동떨어진 길을 가게 될 수 있음을 기억하자.

Hargus, E., Crane, C., Barnhofer, T., & Williams, J. M. G. (2010). Effects of mindfulness on meta-awareness and specificity of describing prodromal symptoms in suicidal depression.Emotion, 10(1), 34–42. https://doi.org/10.1037/a0016825

※필자소개
박진영. 《나, 지금 이대로 괜찮은 사람》, 《나를 사랑하지 않는 나에게》를 썼다. 삶에 도움이 되는 심리학 연구를 알기 쉽고 공감 가도록 풀어낸 책을 통해 독자와 꾸준히 소통하고 있다. 온라인에서 ‘지뇽뇽’이라는 필명으로 활동하고 있다. 현재 미국 듀크대에서 사회심리학 박사 과정을 밟고 있다

챗GPT와 같은 생성형 인공지능(AI) 기술을 둘러싼 거품이 곧 꺼질 것이라는 관측이 나오고 있다. 거대언어모델(LLM) 기반 생성형 AI 서비스를 개발하고 운영하는 데 드는 비용이 막대하다는 게 주요 이유다. 국내 생성형 AI 스타트업 대표들은 비용 문제에는 공감하면서도 거품 논란에 대해서는 다양한 견해를 내놨다.
 
11일 글로벌 시장조사업체 CCS인사이트는 2024년 이후 테크 산업의 미래에 관한 연례 보고서에서 내년에 생성형 AI 기술 시장에 관한 우려를 짚었다. 비용과 규제가 대표적인 문제로 꼽혔다. 대규모 언어 모델(LLM)을 구동시키기 위해서는 그래픽처리장치(GPU) 서버 인프라 등이 필요하다. 대규모 컴퓨팅에 들어가는 비용이 막대하다는 의미다. 

사진=게티이미지뱅크

◆‘비용 절감’, 생성 AI 업계 최대 화두
 
이스트소프트, 아티피셜소사이어티, 네오사피엔스의 대표는 세계일보와 통화에서 비용 문제가 업계의 가장 큰 장애물이라는 데 동의했다. 이스트소프트는 AI 서비스 전문기업이며, 아티피셜소사이어티는 생성형 AI를 활용한 에듀테크 스타트업, 네오사피엔스는 AI 성우 서비스를 하는 기업이다. 각 기업이 처한 상황에 따른 차이는 있으나 생성 AI 서비스의 수익화 문제는 스타트업뿐 아니라 오픈AI, 네이버 등도 고민하는 지점이다. 
 
김기영 아티피셜소사이어티 대표는 서비스 이용자들에게 높은 비용을 받지 못하는데 원가는 높은 게 문제라고 지적했다. 누구나 챗GPT를 쓸 수 있는 시대에 챗GPT를 활용한 생성 인공지능(AI) 서비스를 비싸게 팔 수 없다는 뜻이다. 김 대표는 “챗GPT가 나만 쓸 수 있는 서비스면 관련해 개발한 서비스를 고가에 책정할 수 있겠지만, 현재는 그렇지 않기에 기업들이 수익화에 애를 먹고 있는 것”이라고 했다. 
 
김 대표는 이 때문에 현재 AI 스타트업계가 서비스를 정교하게 하는 것보다 비용을 저렴하게 하는 데 집중하고 있다고 설명했다. 혹은 교육, 헬스케어 등 분야를 좁혀 생성 AI 기술을 고도화하는 방안으로 돌파구를 마련하고 있다는 분석이다.
 
정상원 이스트소프트 대표도 고비용 문제에 대해서는 인정했다. 다만 그는 생성형 AI의 유일한 단점이 비용이기 때문에 역설적으로 구글 등이 공격적으로 서비스에 적용하지 않고 있고 이 때문에 사람들의 관심이 지속하는 것이라고 진단했다. 정 대표는 “혁신의 역사를 돌아보면 초반에는 항상 엄청난 비용이 수반되기 마련”이라며 “그러나 인류는 항상 비용 문제만큼은 극복해 왔다”고 했다.

사진=로이터연합뉴스

◆“동일 성능 대비 효율화되고 있다”
 
AI 포털 서비스 기업 뤼튼테크놀로지스의 이세영 대표는 고비용이 문제라는 데 동의하지 않았다. 그는 오히려 비용 효율화가 가속하고 있다고 밝혔다. 예컨대 오픈AI의 챗GPT 모델이 발전하면서 이전 모델의 비용은 낮아진다는 의미다. 이 대표는 “동일 기술 대비 가격이 기하급수적으로 떨어지고 있다”고 강조했다.
 
GPU 역시 마찬가지다. 이 대표는 “성능이 획기적으로 개선되면 비용이 일부 늘 수 있지만, 대체로 빠르게 효율화와 경량화되고 있다”며 “스타트업이 초반에 감당하기 어려운 수준의 비용이 아니냐고 하는 지적이 있지만, 개발사와 협력해 비용 절감 모델도 개발하고 있다”고 했다. 이어 “뤼튼은 2막에서 본격적으로 태동하는 플랫폼 역할을 수행하고 있다”고 덧붙였다.
 
수익화 문제는 ‘킬러 앱’의 등장으로 넘을 수 있다고 봤다. 이 대표는 오픈AI의 최신 LLM인 GPT-4 출시(올해 3월)까지 1막이라면, 이후 2막이 열렸다고 정의했다. 그는 “2막은 많은 생성형 AI 앱들이 등장하는 시기가 될 것이고, 이미지, 비디오 등 세분화한 영역에서 킬러 앱이 등장해 시장을 이끌 것”이라고 전망했다.
 
김태수 네오사피엔스 대표도 생성형 AI 서비스 영역이 세분화해 비용 효율화에 성공한 곳과 그렇지 않은 곳이 나뉠 것이라고 봤다. AI 성우 서비스를 하는 네오사피엔스 경우 생성 AI 서비스 비용이 비싸다 한들 실제 성우를 고용하는 비용보다는 저렴하다는 설명이다. 그는 “유스케이스(Use Case)가 있는 데는 소비자들이 기꺼이 돈을 더 지불할 것이고, 관련 시장도 더 커질 것”이라고 내다봤다.

사진=AP연합뉴스

◆“기대 뛰어넘을 것” VS “더 놀랍진 않을 것”
 
생성형 AI의 진화에 대한 전망도 엇갈렸다. 기대를 넘어서는 서비스가 계속 등장할 것이라는 관측과 더 놀라운 것은 없을 것이라는 비관이 공존하고 있다. CCS인사이트가 제기한 ‘거품 논란’과 이어지는 문제다.
 
정상원 대표는 LLM 기반 생성형 AI 기술이 메타버스, 블록체인 등과는 다르다고 단언했다. 그는 “거품이라고 하더라도, 그냥 꺼질 거품인지 미래를 담보하는 거품인지는 다르다”며 “거품이 꺼지긴 이르다”고 했다. 
 
아직 공개되지 않은 서비스에 대한 기대도 거품을 부정하는 요소다. 예컨대 오픈AI만 하더라도 지난달 말 한층 사람에 가까워진 챗GPT 기능을 조만간 선보인다고 밝혔다. 마이크로소프트(MS)는 워드·엑셀 같은 소프트웨어(SW)에 AI를 장착한 ‘MS365 코파일럿’을 다음 달 본격 서비스한다. 정 대표는 “챗GPT는 유니버설한 AI를 추구하고 있고, 사람들이 놀랄 거리는 아직 많이 남아 있을 것”이라며 “내년이 움츠러들 시점은 아니다”라고 강조했다.
 
반면 김기영 대표는 앞으로 나올 기술과 서비스가 기대에 부응하기 어려울 것이라고 예상했다. 그는 “세상의 모든 것이 생성형 AI로 바뀔 것이라고 초반에는 전망했지만, 그 정도는 아닐 것이라는 의미”라고 했다. 사람들의 기대치가 너무 높아졌다는 평가다. 이어 “챗GPT 경우 전혀 생각지 못한 것이어서 파급력이 컸지만, 앞으로 나올 것들은 그 정도의 영향력을 가져오진 않을 것”이라고 덧붙였다.

태양계와 오르트 구름의 모습.

우리 태양계는 태양을 중심으로 수성·금성·지구·화성·목성·토성·천왕성·해왕성 등 8개의 행성과 세레스·명왕성 등 왜행성, 그 외 그고 작은 소행성 등으로 구성돼 있습니다.

태양계의 가장자리라고 하면 대체로 명왕성을 떠올리곤 하는데 천문학계에서는 ‘오르트 구름(Oort cloud)’라는 곳을 가장자리로 봅니다.

오르트 구름은 장주기혜성(태양공전 주기가 200년 이상인 혜성)의 기원으로 알려져 있으며 태양계를 껍질처럼 둘러싸고 있다고 생각되는 가상적인 천체집단입니다. 이곳은 수천개에서 수억개의 크고 작은 천체들로 이뤄졌을 것으로 추정됩니다.

네덜란드의 천문학자 얀 오르트가 1950년에 장주기혜성과 비장주기혜성의 기원을 발표하며 ‘오르트 구름’이라는 이름이 붙었습니다.

오르트 구름은 일반적으로 태양에서 약 1만AU 혹은 태양의 중력이 다른 항성(별)이나 은하계의 중력과 같아지는 약 10만AU 안에 둥근 껍질처럼 펼쳐져 있다고 천문학계는 추측합니다. 참고로 1AU는 태양과 지구 사이의 거리를 뜻하는 천문단위로 약 1억5000만km 정도 됩니다.

오르트 구름은 인류가 직접 관측한 게 아니기 때문에 그 존재는 가설이지만 혜성의 궤도장반경과 궤도경사각의 통계를 기초했습니다. 이에 학계에서는 오르트 구름에 대한 가설을 확실시 하고 있습니다.

오르트 구름의 기원은 태양계의 형성과 진화의 과정에서 현재의 목성궤도부근부터 해왕성궤도부근까지 존재하고 있던 작은 천체들이 거대행성의 중력과 태양계를 지나가던 주변 항성이나 가스구름에 의해 궤도요소가 바뀌어 지금의 형태로 됐다는 설이 유력합니다.

오르트 구름의 존재를 고려한다면 태양계의 범위는 일반인들이 흔히 생각하는 범위보다 아주 많이 커집니다. 앞서 말한 것처럼 보통 태양계의 끝 하면 명왕성 언저리 정도를 생각할 수 있지만 천문학계에서는 오르트 구름까지라고 보는 경우도 있기 때문입니다.

일반적으로 생각하는 태양계의 크기는 좁겠지만 태양계 끝을 오르트 구름까지라고 본다면 그 범위는 그야말로 광대해집니다.

현재 인류가 우주로 보낸 탐사선 가운데 가장 멀리 가 있는 게 ‘보이저 1호’인데요, 이 탐사선은 1977년 9월에 지구를 떠났습니다. 보이저 1호는 1990년 5월에 명왕성을 지났는데 이때 ‘최초로 태양계를 벗어난 탐사선’이라고 했죠. 틀린 말은 아니지만 일부 천문학자들은 보이저 1호가 오르트 구름을 벗어나야 실제 태양계를 빠져나간 것이라고 말합니다.

보이저 1호가 오르트 구름 안쪽 경계면에 도달하는 시기는 2310년 쯤이며, 오르트 구름을 완전히 벗어나려면 3만년 정도가 걸립니다. 이렇게 생각하면 태양계도 넓다고 볼 수 있죠. 물론 우주 전체적으로 보면 태양계는 먼지보다 작은 점에 불과하지만 지구의 관점에서는 어마어마한 크기는 맞습니다.

태양권 외부에 있는 보이저1호(위쪽)와 2호의 위치를 보여주는 그림. 그래픽 제공=미국 항공우주국(나사)

오르트 구름은 크게 두 영역으로 나눕니다. 약 2만~3만AU를 기준으로 ‘안쪽 오르트 구름(inner Oort cloud)’, 2만~3만AU 밖의 영역은 ‘바깥 오르트 구름(outer Oort cloud)’으로 부릅니다.

안쪽 오르트 구름은 ‘힐스 구름’이라고도 하는데 이를 연구한 천문학자 잭 힐스의 이름을 딴 것입니다.

안쪽 오르트 구름 시작점은 천문학자마다 기준이 다른데 해왕성 궤도 바깥쪽인 약 100AU 를 기준으로 하는 경우도 있고, 약 2000AU 정도부터가 시작점이라는 시각도 있습니다.

또 어디까지가 오르트 구름의 끝인가 하는 문제도 있는데 역시 천문학자들 마다 의견이 갈립니다.

고전적인 의견은 약 5만AU(약 0.8 광년) 까지로 보고 일부 천문학자들은 태양의 인력이 다른 항성의 인력과 같아지는 지점인 약 10만AU까지로 보기도 합니다. 또 어떤 천문학자는 우리 태양계의 이웃 태양계(항성계)인 알파 센타우리까지 거리의 절반인 약 13만AU를 오르트 구름의 끝이라고 주장하기도 합니다.

오르트 구름은 지구에서 너무 멀리 떨어져 있어 아직 탐사가 이뤄지지 못해 이에 대한 정보는 거의 없는 실정입니다. 앞서 언급한 보이저 1호가 오르트 구름 도달하려면 300년 정도가 걸리고 오르트 구름을 벗어나려면 3만년 정도가 소요되니 이곳에 대한 정보를 제공할 가능성은 없죠.

하지만 우주에 대한 인류의 호기심은 끝이 없고 이를 알아내기 위한 도전은 계속 되고 있어 수세기가 지난 후 우리의 후손들이 오르트 구름에 대해 자세히 밝혀낼 수도 있겠습니다.

지구 온도가 1도 더 오르면 인간이 체온 조절 능력을 잃게 될 것이란 연구 결과가 나왔다. piyaset/게티이미지뱅크 제공.

현재 지구 평균 온도는 산업화 이전보다 1도 가량 높다. 여기서 1도 더 오르면 인간 스스로 체내 열을 식히기 어려운 상태에 이르러 계속 체온이 상승하는 끔찍한 상황이 벌어질 것이라는 연구 결과가 나왔다.

미국 펜실베이니아주립대와 퍼듀대 공동연구팀은 지구온난화가 가속화돼 앞으로 지구 온도가 더욱 높아졌을 때를 가정한 모델링 연구를 진행한 결과를 10일 국제학술지 ‘미국국립과학원회보’에 발표했다.

산업혁명이 시작되면서 인간은 기계를 돌리기 시작했고 화석 연료를 태웠다. 이는 전 세계 온도가 1도 상승하는 원인이 됐다. 위기를 감지한 글로벌 사회는 2015년 열린 파리협정에서 산업화 전보다 1.5도 상승하는 것을 막기 위한 공동 목표를 세웠다.

하지만 상황은 나아지지 않고 있다. 지구온난화는 계속 진행되고 있으며 연구팀은 최악의 경우 1.5~4도 더 상승할 가능성이 있을 것으로 보고 이를 가정한 모델링 연구를 시행했다. 그 결과 지구의 여러 지역에서 인간의 한계를 초과한 열과 습도 조합이 발생할 것이라는 점을 확인했다.

펜실베이니아주립대 연구팀이 지난해 발표한 연구에 의하면 젊고 건강한 사람이 견딜 수 있는 습구 온도의 한계는 31도다. 습구 온도는 온도계 수은주 끝에 물로 적신 솜을 감싸 측정한 온도로 대기 중 상대습도가 100%일 때의 온도를 의미한다.

연구팀에 의하면 인류 역사에서 이처럼 인간이 견딜 수 있는 한계를 넘는 온도와 습도 조합이 중동 및 동남아시아에서 여러 차례 발생했으며 한 번에 몇 시간 동안 이런 상태가 유지됐다는 기록이 있다.

연구팀은 지구의 온도가 산업화 이전보다 2도 상승할 경우, 앞으로 1도 더 상승하면 파키스탄과 인도의 인더스강 계곡에 사는 22억 명, 중국 동부에 사는 10억 명, 사하라 사막 이남 아프리카 지역에 사는 8억 명이 매년 인간의 한계를 넘는 더위를 경험하게 될 것이라고 보았다. 합해서 약 40억명으로 전세계 인구 기준 약 절반에 달한다.

고온고습 환경은 땀의 증발을 막는다. 중하위 소득 국가에서는 에어컨 등을 이용한 쾌적한 실내환경을 누리지 못하는 사람들이 많아 고스란히 건강 피해로 이어질 위험이 높다.

산업화 이전보다 지구 온도가 3도 더 높아지면 미국 동부 지역과 중부 지역으로 영향이 확장되고 남미와 호주 등도 극심한 더위를 경험하게 될 것이라는 게 연구팀의 추정이다.

지난 2021년 미국 오리건 주에서 폭염으로 700명 이상의 사망자가 발생했다. 연구팀은 이때의 더위는 인간의 임계점을 넘지 않은 더위 수준이었다고 설명했다. 앞으로 더욱 치명적이고 위협적인 더위를 경험하게 될 위험성이 높아지고 있다는 것이다.

인간의 몸은 더울 때 땀을 흘리고 열을 발산하며 체온을 유지한다. 하지만 특정한 온도와 습도 조합에서는 땀이 증발하지 못해 열이 식지 않고 열탈진, 열사병, 심혈관질환, 심지어 사망에 이를 수 있다. 현재의 기후 변화가 이어지면 앞으로 인간의 체온 항상성이 깨지면서 인간 스스로 체온을 조절하기 힘든 상태에 이를 것으로 보인다는 설명이다.

연구팀은 현재 전세계 기후 위기 전략이 ‘기온’에만 초점을 맞추고 있는데 습한 상태는 건조한 상태보다 훨씬 위협적이라는 점에서 온도와 습도를 모두 타깃으로 한 전략이 필요할 것이라고 강조했다. 노인들은 젊은 사람들보다 낮은 온도와 습도 수준에서도 열 스트레스로 인한 건강 위협을 받는다는 점에서 노약자 돌보기 정책 또한 필요하다고 보았다. 1995년 시카고 폭염으로 사망한 939명의 대부분이 65세 이상 연령이었다.

프시케. NASA 제공

❋ 편집자주. 프시케는 인류가 16번째로 발견한 소행성입니다. 이탈리아의 천문학자인 안니발레 데 가스프리스가 1852년 3월 17일에 발견했습니다. 그리스어 프시케를 영어로 읽으면 ‘싸이키’가 됩니다. 미국항공우주국(NASA)은 이번 발사를 싸이키 미션, 탐사선을 싸이키라 부릅니다. 기사에서는 소행성과 미션, 탐사선 모두 프시케로 표기했습니다

2023년 10월 미국항공우주국(NASA)의 궤도 탐사선 ‘프시케’가 소행성 ‘16 프시케’로 향한다. 그리스 신화에서 사랑의 신 에로스의 연인인 프시케의 이름을 딴 이 소행성은 그동안 발견된 가장 크고 무거운 금속질 소행성 중 하나다.

16 프시케로 향하는 궤도 탐사선은 머나먼 우주로 향하는 동시에 인류가 발 딛고 있는 땅 가장 깊숙이 들어간다. 과학자부터 사업가까지 모두의 주목을 받고 있는 소행성, 16 프시케 탐사 미션을 살펴본다.

프시케 임무에서 궤도 탐사 예정 순서는 A-B-D-C-B다. 관측 중 소행성 표면을 비추는 햇빛의 양 변화와 임무 시행 가능성에 따라 진행된다. NASA, 과학동아 제공

● 5억 km를 날아 도착할 금속질 소행성

“우리는 최초로 바위나 얼음이 아닌 금속으로 만들어진 세상을 탐험한다.”

지금으로부터 8년 전인 2015년 9월 미국항공우주국(NASA)은 16 프시케를 탐사하는 프시케 미션의 첫발을 뗐다. 2011년 이론 연구를 시작으로 2015년 가을부터는 대규모 연구팀을 꾸려 16 프시케 탐사 계획을 본격적으로 수립하고, 2017년 1월 4일 마침내 소행성 궤도 탐사선 ‘프시케’를 보내 소행성을 탐사한다는 프시케 미션을 최종 결정했다.

탐사선 프시케는 오는 10월 5일 미국 플로리다주에 있는 케네디우주센터에서 발사될 예정이다. 이후 6년의 비행을 거쳐 2029년 8월 16일, 소행성 16 프시케에 도달한다.

16 프시케는 찌그러진 타원형으로 ‘감자같이 생긴’(NASA의 표현이다) M형(금속질) 소행성이다. 가장 넓은 지점의 가로 길이가 280km나 되는 지금까지 발견된 가장 크고 무거운 M형 소행성 중 하나다.

탐사선은 소행성에 도착해 21개월 동안 16 프시케의 궤도를 돌며, 소행성의 지질학적 특성, 원소 구성, 질량 분포를 파악할 계획이다. 성공하면 인류 최초의 M형 소행성 탐사 미션 기록이다. M형 소행성은 워낙 적고 멀리 있어 그동안 거의 연구가 이뤄지지 않았다.

2023년 10월 발사될 예정인 미국항공우주국(NASA)의 궤도 탐사선 프시케. 프시케는 화성의 중력과 태양 전기 추진력을 사용해 5억 km이상 떨어진 소행성 16 프시케까지 날아갈 예정이다.NASA, Frank Michaux 제공

소행성은 천체가 반사하는 빛의 스펙트럼에 따라 주 성분을 파악해 크게 3가지로 분류한다. C형(탄소질) 소행성, S형(석질) 소행성 그리고 M형 소행성이다. 이중 C형 소행성은 전체 소행성의 약 75%로 가장 많다.

일본항공우주연구개발기구(JAXA)의 소행성 탐사선 ‘하야부사-2’가 2018년 표면 시료 샘플을 채취했던 ‘162173 류구’가 C형 소행성이다. S형 소행성은 전체 소행성의 약 17%를 차지한다. 우주에서 지구로 떨어지는 대부분의 운석이 S형 소행성의 파편이다.

M형 소행성은 철이나 니켈을 포함한 금속 성분과 암석이 섞여 있다. 태양계 내에 있는 소행성 중 M형 소행성은 약 8%에 불과하다. 또 지구 공전 궤도 근처에 있는 근지구소행성(NEA)도 S형 소행성과 C형 소행성 위주인지라, 직접 M형 소행성을 연구하기가 어려웠다.

16 프시케는 화성과 목성 사이에 분포한 소행성 벨트에 위치한다. 지구와의 거리는 약 5억 126만 km. 9월 5일 대전에서 만난 김명진 한국천문연구원 우주위험감시센터 책임연구원은 “16 프시케를 포함해 화성과 목성 사이에 분포한 소행성들은 모두 ‘행성이 되다 만 천체’”라고 설명했다.

약 46억 년 전 태양이 만들어지고 이후 태양을 중심으로 주변부 물질이 뭉쳐져 총 8개의 행성이 형성됐다. 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이다. 이 행성들은 현재 비교적 일정한 거리를 두고 위치해 있다. 하나의 예외, 화성과 목성 사이만 빼고 말이다.

1766년 독일의 수학자 요한 티티우스가 처음 발표하고, 1772년 베를린 천문대장이었던 요한 보데가 정리한 ‘티티우스-보데’ 법칙에 따르면 당시까지 알려져 있던 6개 행성(수금지화목토)의 태양과의 거리(궤도 긴반지름) a는 a=0.4+(0.3×2n)이란 수식으로 계산할 수 있다. 여기서 금성의 n값은 0, 지구는 1, 화성은 2, 목성은 4, 토성은 5다.

약 45억 년 전, 암석 덩어리가 뭉쳐져 지구가 되는 과정에서 무거운 금속 원소는 깊은 중심으로 가라앉아 금속성 핵을 만들었다. M형(금속질) 소행성은 철과 니켈 등 지구 내핵과 같은 금속으로 구성돼 있다. 이 때문에 과학자들은 M형 소행성을 행성이 되다만 것으로 추정한다. ASU, Edward Garnero 제공

천문학자들은 n값이 3인 지점에도 행성이 있을 것이라 믿고, 한동안 탐색을 이어 나갔다. 하지만 그곳엔 찾던 행성은 없었고 수많은 소행성만 거대한 띠를 만들고 있었다.

소행성 벨트에 분포한 110만~190만 개의 소행성이 하나의 행성으로 뭉쳐지지 못한 것은 목성 때문이었다. 김 책임연구원은 “강력한 중력을 가진 목성이 궤도를 돌며 행성 형성 과정을 방해했다”며 “쉬는 시간에 학생들이 모여서 웅성대다가 선생님이 근처를 지나가면 다 흩어지는 것과 유사하다”고 재밌는 비유로 설명했다.

● 프시케 미션은 ‘나’에게로 떠나는 여행

옛 모습을 그대로 간직한 소행성들은 초기 태양계의 비밀을 풀 ‘열쇠’로 꼽힌다. 김 책임연구원은 “소행성이 다른 행성과 다른 가장 큰 특징은 겉과 속이 같다는 점”이라고 말했다. 대표적인 예로 지구는 핵과 맨틀 그리고 지각으로 구분된다.

이런 지질학적인 구조는 지구 안쪽으로 들어갈수록 온도와 압력, 밀도가 커 만들어졌다. 강한 중력과 압력은 형태적인 변형도 유발했다. 지구는 더이상 태양이 막 만들어졌을 당시의 모습이 아니다.

반면 소행성은 원시 태양계 당시 만들어졌던 울퉁불퉁한 모습을 그대로 유지하고 있다. 특히 M형 소행성 16 프시케는 ‘행성이 되다 만’ 특징을 강하게 보인다. 지구의 내핵은 철과 니켈 같은 금속으로 이뤄져있는데 지금까지 연구된 바에 의하면 16 프시케 역시 암석과 금속의 혼합물로 이뤄져있으며 전체 부피에서 30~60%가 금속이다.

과학자들은 이런 사실들을 토대로 M형 소행성이 변형되지 않은 초기 태양계 행성의 내핵이라 추론하고 있다. 수십 억 년 전 행성으로 성장하는 도중에 혹은 행성으로 성장한 이후에, 근처를 지나는 목성 때문에 파괴돼 행성의 핵이 조각나 소행성으로 떠돌고 있다는 것이다.

때문에 프시케 미션은 단순히 소행성을 탐사하는 것이 아니라, 단 한 번도 들여다보지 못했고 아마 앞으로도 직접 들여다볼 수 없을, 지구 내핵에 대한 귀중한 정보를 캐내는 의미가 있다.

● 지구 밖 보물섬, 우주 채굴 시대 다가와

민간 소행성 채굴 스타트업 플래니터리 리소시스가 발표했던 소행성 자원 채굴 상상도. 근지구소행성(NEA)을 지구 근처로 끌고 오는 방법이다. Planetary Resources 제공

NASA는 약 2년 동안 4개의 궤도로 16 프시케를 돌며 M형 소행성에 관한 직접적인 정보를 캐올 계획이다. 과학 연구 목적이지만 M형 소행성에 희귀 금속이 존재한다는 것이 증명된다면 소행성 자원 채굴도 탄력을 받을 수 있다.

소행성에서 자원을 채굴하려는 아이디어는 이미 오래 전에 나왔다. 지금으로부터 약 50년 전인 1977년 미국의 우주비행사이자 과학자였던 브라이언 올리어리가 처음 제안한 이후 소행성의 광물을 채굴하려는 시도는 천천히 그렇지만 꾸준히 진행되고 있다. (doi:10.1126/science.197.4301.363)

민간 소행성 채굴 기업들은 도전과 실패를 반복하고 있다. 1세대 민간 소행성 채굴 스타트업이자 가장 유명했던 ‘플래니터리 리소시스’와 ‘딥 스페이스 인더스트리’는 현재 없는 회사다.

2009년 설립됐던 플래니터리 리소시스는 구글의 공동창업자이자 최고경영자(CEO)였던 래리 페이지와 마찬가지로 구글 CEO를 역임했던 에릭 슈밋이 설립해 많은 관심을 받았다. 플래니터리 리소시스는 2016년, 소행성 탐사 및 채굴을 위한 장치와 시스템 등을 개발해 미국 특허에 등록하는 소기의 성과를 이뤘다.

하지만 2018년 금융위기 당시 재정문제로 블록체인 기업에 합병됐다가 2020년에는 모든 지적재산권을 포기하고 하드웨어 자산 역시 경매에 부치며 소행성 채굴이라는 커다란 목표 앞에 무릎을 꿇었다.

2013년 설립된 딥 스페이스 인더스트리 역시 소행성 탐사 및 채광용 우주선 개발을 목표로 수년간 많은 투자를 받았지만 2019년 경영 악화로 브래드포드 스페이스란 위성 제어 시스템 개발 업체에 인수됐다.

그런데도 소행성 채굴을 목표로 하는 기업은 계속 설립되고 있다. 스페이스X와 NASA에서 근무했던 과학자들이 2022년 1월에 설립한 미국 아스트로포지가 현재 가장 유명한 M형 소행성 채굴 스타트업이다.

아스트로포지는 백금, 팔라듐, 이리듐 같은 희귀 금속이 고농도로 분포해 있는 소행성에서 자원을 채굴할 계획이다. 아스트로포지를 공동 창업한 매튜 지알리치 CEO는 과학동아와의 e메일 인터뷰에서 “10년 안에 백금을 지구로 가져오는 것이 목표”라고 말했다.

아스트로포지는 레이저로 소행성 표면의 물질을 증발시킨 뒤 증기 속에 필요한 물질을 모으는 기술을 확보한 것으로 알려졌다. 지알리치 대표는 “물질을 기화 및 이온화한 뒤 질량 분석기로 원소를 분류하는 실험까지 성공했다”고 설명했다.

소행성 채굴 기업이 이렇듯 일곱 번 넘어져도 여덟 번 일어나는 ‘칠전팔기’로 도전하는 까닭은 지구 밖 소행성에 매장된 희귀 금속의 양이 방대할 것으로 추정하기 때문이다. 16 프시케에는 철과 니켈뿐만 아니라 금과 백금도 매장돼 있을 것으로 추정되는데 그 추산 가치는 무려 1000경 달러에 이른다. 한국 돈으로 조대를 넘어 133해 1500경 원 규모다.

지구는 겉과 속이 달라 금속 자원을 채굴하려면 지하 깊숙이 땅을 파야 하고, 추가로 다양한 정제 단계를 거쳐야 한다. 또한 스마트폰이나 영구 자석 등을 만드는 데 사용되는 희토류는 채굴 과정에서 독성 화학 물질, 중금속, 방사성 물질이 섞인 폐수가 발생해 주변 지하수를 오염시킨다. 소행성 채굴은 이 같은 비용, 환경 문제가 적다. 소행성에서 희토류를 채굴한다면 땅을 적게 파고도 충분한 양을 얻을 수 있다.

1967년 체결된 국제 우주조약도 민간 기업 중심의 소행성 자원 채굴을 뒷받침한다. 우주조약은 “달과 기타 천체를 포함한 외기권에서 국가가 소유권을 주장할 수 없다”고 명시했지만 민간 기업의 소유권을 제한하고 있지는 않고 있기 때문이다.

민간 기업의 소행성 채굴을 미리 대비하고 있는 국가도 있다. 미국은 2015년 11월 ‘상업적 우주 발사 경쟁력 법’을 제정해 상업적 우주활동에 대한 법적 근거를 마련했다. 룩셈부르크도 2017년 기업이 채굴한 우주자원에 대해 소유권을 인정하는 ‘우주자원 법’을 제정했다.

뉴 스페이스 시대가 되며 발사체 이용 비용이 수십 배 더 저렴해지고, 이용할 수 있는 공공 데이터가 많이 늘어난 것도 우주 채굴에 힘을 싣는다. 실패로 끝난 첫 번째 소행성 채굴 물결도 유산이 됐다. 지알리치 대표는 “1세대 소행성 채굴 스타트업이 만들어 둔 길과 이들의 조언이 있어 아스트로포지가 소행성 채굴 산업을 선도할 수 있다”고 말했다.

하지만 우주 채굴의 시대가 곧바로 열리진 않을 것이다. 2020년, 알레나 프롭스트 당시 독일 뮌헨연방군대 연구원팀은 소행성 채굴 임무에 드는 비용을 추정한 연구 결과를 발표했다. 추산 비용은 무려 132조 원. 즉 132조 원이 넘는 가치의 금속 자원을 채굴하지 못한다면 현재로서는 소행성 채굴 사업에는 경제성이 없는 것이다. (doi: 10.1016/j.actaastro.2019.07.032)

● 한국 소행성 연구의 현주소는

소행성에서 자원을 채굴하는 것이 언제쯤 가능하냐는 기자의 질문에 김 책임연구원은 “그 시기를 특정하기는 어렵지만 우주 채굴 시대는 언젠가 온다”고 답했다. “전 세계에서 수십 년 동안 이뤄진 수많은 개념 연구가 인류의 미래가 소행성에 있다는 결과를 한목소리로 내고 있다”고 말이다.

물론 한국은 아직까지 소행성 자원 채굴을 목표로 하는 민간 기업이 없고, 국가 주도의 소행성 연구도 더딘 상황이다. 특히 2023년 2월에 수립된 제4차 우주개발진흥계획에 소행성 연구는 아예 포함조차 되지 못했다. 국내 소행성 연구자도 한 손에 꼽을 정도로 적다.

2023년 3월 NASA는 소행성 ‘베누’에서 채취한 소행성 샘플이 9월 24일 지구로 도착한다는 반가운 소식을 전했다. NASA는 “베누에서 얻은 샘플이 45억 년 전 태양계가 형성된 과정을 밝히고 생명체의 시작을 규명하는 데 도움이 될 것”이라고 기대감을 드러냈다.

한국도 언젠가는 소행성에서 귀중한 과학적 지식과, 상업적인 자원을 캐낼 수 있는 날이 오지 않을까. 모두가 함께 다양한 방법을 모색해보면 좋겠다.