위키독:라이프(영화)

상세

현재 우주에 떠있는 것 중 가장 커다란 물체이다.

미국, 영국, 프랑스, 러시아, 일본, 이탈리아, 독일, 네덜란드, 벨기에, 스위스, 스페인, 스웨덴, 덴마크, 노르웨이, 캐나다, 브라질이 참가하여 각각 모듈을 만든 뒤 조립해서 만들었다. 한국도 참여할 기회가 있었지만 예산부족의 문제로 참여하지 못하였다.(...) 그때 마침 외환위기가 터졌기 때문이다.

이 우주정거장은 그 크기로 인해 타 우주선처럼 한 방에 발사하지 못해서 부품을 계속해서 올려보내 우주에서 조립하는 식으로 만들어졌다. 이름은 '국제'지만 여기에 사람을 보낼 수 있는 기술을 보유한 기관은 미국의 NASA, 러시아의 로스코스모스, 유럽연합의 ESA, 일본의 JAXA뿐. 영화에서 유일한 동양인이었던 쇼가 일본인인 이유도 여기에 있다.

2013년에 몇개의 모듈을 취소하여 완공결정이 났으며 1998년부터 총 15년 정도가 걸린 셈. 이 우주왕복선을 완성하는데에는 우주왕복선이 있었기 때문에 가능했다고 한다. 우주왕복선은 말그대로 지구궤도에 갔다가 올 수 있는, 즉 왕복 가능한 우주선이기 때문에 돈을 크게 절약할 수 있었다. 만약 왕복선이 없었다면 갈때마다 로켓을 사용하고 또 버려야 했을 것이다!

영화 중반쯤에 접어들면 캘빈을 잡으려고 정거장의 로켓을 분사하는 장면이 나온다. 이때문에 정거장은 궤도 운행에 차질이 생겨 차츰 지구로 추락하게 되는데 실제로도 정거장은 계속 추락하고 있는 상태이다. 타 인공위성과는 다르게 ISS는 고작해야(?) 400km위에 떠 있으므로 대기와의 마찰이 꽤 있는 편이다. 이를 보정해주지 않으면 당연히 추락하게 되는데 이때문에 주기적으로 로켓을 분사해서 다시 원래 있던 고도로 돌아가야 한다.

고도 유지와 우주 쓰레기 회피, 고도 조정을 위해 이렇게 들어가는 추친체가 매년 약 105,000kg. 약 105톤의 연료가 필요하다. 물론 이는 정기적으로 화물우주선을 보내 해결하고 있다. 영화에서 그들의 구조신호를 들은 지구측에서 소유즈를 보내는데 실제 러시아의 소유즈 시리즈의 우주선은 우주인들을 실어나르거나 보급을 위해 여러번 ISS를 방문했으며 지금도 하고 있다.

무중력

'우주'하면 떠오르는 대표적인 현상. 무중력. 위의 동영상은 유튜브에 0 gravity ISS라고 치면 쉽게 만날 수 있다.

그런데 재밌게도 '무중력'이란 말은 완전히 잘못된 말이다. 정확히는 무중량상태가 맞는 말이다. 실제로 우주 어디에도 무중력상태는 없다.

이는 뉴턴의 중력방정식만 봐도 쉽게 알 수 있다.

위의 방정식은 중고등학교 때 지겹도록 봐왔던 중력을 계산하는 공식이다.

G는 중력상수

M₁과 M₂는 질량

r은 두 물체의 거리이다.

이를 보면 어떠한 경우도 중력이 0이 될 수가 없다. 과장해서 말하면 지금 이 글을 보고 있는 당신도 태양에 중력을 미치고 있으며 심지어 우주 어디에서도 당신의 중력은 사라지지 않는다. 다만 그 값이 한없이 0에 가까워서 그냥 '없다'라고 표현하는 것이다.

태양계 어디서든 가만히 있으면 결국에는 태양의 중력에 이끌려 태양 속으로 떨어지게 된다. 태양의 중력권은 생각보다 훨씬 거대해서 100,000AU1거리의 오르트구름까지 그 영향력을 십분 발휘하고 있다. 참고로 명왕성이 가장 멀때 기준으로 대략 49AU(...)거리에 있다.

ISS에서 흔히 볼 수 있는 무중량상태는 ISS가 끊임없이 지구로 추락하고 있기 때문에 발생하는 현상이다. 현재 ISS는 정확히 9.8m/s²의 가속도로 지구로 추락하고 있지만 지구궤도를 따라 너무 빠르게 움직이기 때문에 지구를 돌고 있는 있는 것처럼 보일 뿐이다. 이것은 비유를 해보자면 물 위를 걷는 방법과 비슷하다고 볼 수 있다. 농담삼아서 물 위를 걸으려면 한 쪽 발이 물에 빠지기 전에 다른 발을 내딛으면 된다고 말한다. 바로 이 원리가 ISS에 그대로 적용된다. 지구가 구의 형태를 취하고 있기 때문에 땅에 떨어지기 전에 그만큼 옆으로 가면 ISS는 추락하지 않는다!

뉴턴의 대포는 중력에 대한 뉴턴의 사고 실험 중 하나이다. 1번의 경우에는 충분한 속력을 내지 못하여 지구로 떨어지지만 2번과 3번의 경우에는 충분한 속력을 얻어 지구 주위를 계속 해서 돌게 된다. 달이 지구 주위를 돌거나 지구가 태양의 주위를 돌 수 있는 이유와 완전히 같은 원리.

실제로 ISS가 돌고 있는 고도는 약 400km이므로 지구표면중력의 12%만을 느낄 수 있다. 만약 ISS가 갑자기 회전을 멈춘다면 그곳은 순간적으로 0.12G의 중력이 돌아오게 되며 곧 이어 지구로 추락하며 땅에 부딪치기 전까지 무중량상태를 유지할 것이다.

지금 당장 무중량상태를 느낄 수 있는 가장 빠른 방법은 롯데월드로 가서 자이로드롭을 타는 것이다. 이것은 ISS가 지구로 추락하는 것과 같은 효과를 내며 차이점이라고는 자이로드롭의 경우 고작 2~3초밖에 무중량상태를 느낄 수 없다는 것이다.

아주 영원히 무중력상태를 경험하고 싶다면 지구 중심으로 가는 방법(...)도 있다. 모든 알짜힘이 0이기 때문에 그곳도 무중력상태이다. 물론 열과 압력을 버틸수만 있다면...

꽤 돌아왔지만 무중량 상태를 정의한다면 수직항력이 0인 상태를 말한다. 즉 어떠한 물체에 가해진 모든 힘을 더했을 때 그 알짜힘이 0이 나와서 어떠한 무게도 느낄 수 없는 상태가 바로 무중량상태. 쉽게 얘기해서 너도 나도 똑같은 속도로 떨어지고 있으므로 아무런 무게를 느낄 수가 없는 것. 물론 이때에도 무게만 0이지 질량은 그대로 존재한다. 이것은 다만 우리가 지구에 살며 지구의 중력가속도 9.8m/s²을 1G라고 정의하며 질량과 무게의 단위를 구분하지 않고 같이 쓰기 때문에 쉽게 착각할 수 있는 것이다.

캘빈

사진은 영화 속에서 사람들을 학살하는 역을 맡은 캘빈(Calvin).

영화에 나온 정보를 종합하면 캘빈은 대략적으로 다음과 같은 특성을 가지고 있다고 한다.

• 탄소기반 생명체이다.
• 산소로 호흡을 하는 것 처럼 보인다.
• 우주공간에서도 어느정도 버티는 것으로 보아 체내에 산소를 저장할 수 있다고 판단된다.
• 공기가 사라지거나 기온이 낮아지면 동면을 하여 적절한 환경에 노출될 때까지 버틸 수 있다.
• 힘이 쎄다. 그것도 엄청.(...)
• 몸 전체가 근육이자, 눈이자, 뇌라고 한다.

탄소기반 생명체

캘빈은 물론 인간을 포함한 지구에 사는 모든 생명체는 탄소를 그 기반으로 한다. 그 이유는 아래 그림과 같이 탄소라는 것은 현재 존재하는 어떠한 원자들보다 그 조합 방식이 다양하기 때문이다. 이때문에 탄소는 단백질을 구성하는 아미노산을 만들 수 있었고 이것이 생명으로 점차 확장된 것이다.

탄소는 바깥 껍질에 4개의 전자를 수용하므로 이 전자들이 타 원자들과 결합하여 다양한 조합을 만들 수 있다. 맨바깥껍질에 존재하는 전자를 최외각 전자라고 하며 이것이 많으면 많을수록 다른 원자와 결합을 할 수 있는 가능성이 높아진다. 허나 4개를 초과해버리면 남는 전자는 기존의 전자와 중첩되버려 결합을 하지 못하게 된다. 가장 큰 예가 산소로써 산소의 최외각전자는 6개이고 이 중 4개가 중첩이 되버려 나머지 2개만이 결합이 가능한 상태가 된다.

이때문에 산소는 수소와 쉽게 결합하여 물(H₂O)이 될 수 있다.

왜 전자가 이렇게밖에 존재하지 않느냐는 것은 파울리가 밝혀낸 배타원리에 의한 것으로 더들어가면 양자역학의 단계로 넘어가게 된다.(...)(쉽게 설명하자면 같은 스핀을 가진 전자는 한 껍질에 있을 수 없다는 자연의 원리이다.)

아무튼 탄소는 최적이라고 할 수 있는 4개의 최외각전자를 가지고 있고 원자크기도 작으므로(0.077nm) 쉽게 결합이 가능한 것. 원자크기가 커져버리면 또 결합이 쉽지 않게 된다. 이때문에 최외각전자 4개를 가진 각종 원소들 중에서도 탄소가 가장 다양한 결합을 할 수 있는 것. 또한 조립도 쉬우며 분해도 쉽기 때문에 생명을 이루는 물질로 가장 안성맞춤인 것이다.

이때문에 아무리 외계생명체라고 해도 탄소로 이루어졌을것이라는 추측을 하며 하드한 SF에서는 탄소기반 생명체를 많이 등장시킨다. 허나 비슷한 성질을 가진 원소인 규소 또한 생명체의 씨앗이 될 가능성을 품고 있어 과학자들 사이에서도 많은 논란이 되고 있다. 이는 주기율표를 보면 알 수 있는데

주기율표의 재미있는 점은 세로로 되어있는 원소들은 같은 수의 최외각전자를 가지고 있어서 그 성질이 비슷하다는 것이다. 원자번호 6번 탄소와 14번 규소, 32번 제미늄 등은 최외각전자 4개씩 가지고 있지만 안타깝게도 제미늄아래로는 금속이다. 그리하여 각종 SF장르에서는 탄소와 규소를 기반으로 한 생명체를 등장시키는 것. 물론 아직 규소기반 생명체는 발견된 적이 없다. 지구의 환경에서는 규소는 거진 고체로 존재하기 때문에 생명활동을 이끌어 갈 수 없다는 것이 그 이유이다.

적응력

지구상에 존재하는 생물 중 적응력으로 최고 타이틀을 가지고 있는 완보동물이다.

몸길이 0.1 ~ 1mm의 아주 작은 무척추동물로써 영화에 나오는 캘빈과 비슷한 정도의 적응력을 가졌다. 이놈의 능력으로는

• -273℃~ 151℃에서 생존할 수 있다.
• 생명에게 치명적인 농도의 방사능 1,000배에 해당하는 양에 노출되어도 살아남는다.
• 기후가 건조한 곳에 두면 다리를 끌어 넣고 수분을 뺀 뒤 가사상태로 들어가게 된다. 진공상태에서도 가사상태로 살 수 있으며 7년 정도 가사상태로 있다가 살아난 예도 있다.
• 자연상태의 수명은 대략 150년 정도.
• 평상시 우리가 생활하는 기압의 6,000배의 압력에서도 버틴다.

이 정도의 스펙을 자랑하며 실제로 2007년에 이녀석을 우주로 데려가서 실험을 해보았다. 우주선을 쬐고 태양광에 노출시키며 10일 정도 우주의 진공에 내버려뒀는데 우주선쪽은 100%의 생존률을 보였고 태양광에 노출된 곰벌레는 상당수 죽었지만 살아남은 개체는 태양광에 손상된 DNA를 스스로 복구했다고 한다.

실제로 이 정도의 능력을 가진 생물이 존재하니 캘빈의 극악무도한 생존력도 결코 과장이 아닌셈. 이 동물의 발견으로 외계생명체에 대한 생각이 많이 바뀌었고 극한의 환경에서도 살아가는 외계생명이 있을 수 있다는 주장이 많이 제기되었다.