2016년 떠오를 과학이슈 10선 목성 탐사, 유전자조작 원숭이, 인류세 연구 등 > 과 학

대망의 2016년이 도래했다. 올해에는 과학기술 분야에서 어떤 연구 성과가 기다리고 있을까. 4일 IT 매체 ‘기즈모도(Gizmodo)’는 올해 과학기술계로터 큰 주목을 받고 있는 10가지 R&D 테마를 소개했다.

올해 초 과학자들의 관심은 우주 공간에 쏠려 있다. 지금 ‘C/2013 US10′이란 이름을 가진 혜성이 지구로 다가오는 중이다. ‘카탈리나(Catalina)’란 별칭의 이 혜성은 1월 17일 1억800만㎞ 떨어진 지구 상공을 지나가면서 우주 비밀을 풀 수 있는 혜성의 비밀을 제공하게 된다.

5월에는 유럽 우주국(ESA)과 러시아 연방 우주청(RSA)이 공동으로 화성에 탐사선 ‘엑소마스(Exomars)’를 보낼 예정이다. 엑소마스 프로젝트는 미량가스 궤도선(Trace Gas Orbiter (TGO))과 착륙선인 스키아파렐리(Schiaparelli)로 구성돼 있다.

목성 탐사선 ‘주노’ 등 대형 프로젝트 이어져

7개월 후에 화성에 도착하면 궤도선은 화성 대기 안에 있던 가스의 흔적을, 착륙선은 향후 임무를 수행할 첨단 기술들을 테스트하게 된다. 실험이 성공적으로 끝나면 2018년과 2020년 사이 두 번째 탐사선 ‘엑소마스 로버(ExoMars Rover)’를 발사할 계획.
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과학자들의 관심이 우주 탐사에 쏠려 있다. 사진은 오는 7월4일에는 목성에 도착할 NASA의 ‘주노(Juno)’ 우주선. 극지방을 돌면서 중력장과 자기장, 그리고 자기권 상황을 조사하게 된다.  ⓒ NASA

7월 4일에는 NASA의 ‘주노(Juno)’ 우주선이 목성에 도착해 극지방을 촬영할 계획이다. 또 중력장과 자기장, 그리고 자기권 상황을 조사하게 된다. NASA는 또 9월 3일 소행성 탐사선인 ‘오리시스-렉스(OSIRIS-REx)’를 발사한다. 이 탐사선은 2018년 소행성 베뉴(101955 Bennu, 1999 RQ36)에 도착해서 최소한 60g 이상의 샘플을 가지고 2023년 지구에 귀환할 계획. 이 물질들은 과학자들이 태양계 기원을 연구하는데 활용할 계획이다.

같은 9월에 유럽우주기구(ESA)의 우주탐사선 ‘로제타(Rosetta)’는 마지막 임무를 수행하기 위해 ‘67P’ 혜성으로 돌진한다. 혜성과 관련, 고행상도의 표면 사진 등 상세한 과학적 데이터를 얻기 위해서다.

9월에는 또 중국이 제작 중인 세계 최대 규모의 전파망원경 FAST(Aperture Spherical Telescope)이 완성될 예정이다. 직경 500m의 이 망원경은 미국 아레시보 천문대의 지름 300m 전파망원경의 크기를 초월하게 된다.

11월 1일에는 미국의 민간 업체 시에라 네바다(Sierra Nevada Corporation)에서 승무원이 있는 스페이스 셔틀 ‘드림 체이서(Dream Chaser)’를 발사할 계획이다. 일반적으로 우주선은 지상에서 거대 로켓에 실려 지구 밖으로 나간다.

그러나 이 우주선은 거대 비행기에 로켓을 싣고 지상 3만 피트까지 올라간 후 그 곳에서 우주로 발사된다. 거대 비행기를 제작하고 있는 기업은 스트래토란치 시스템스(Stratolaunch Systems)다. 올초 테스트 비행에 나설 계획이다.

유전자조작 원숭이로 사람 질병 연구

예상했던 대로 2016년에는 유전자편집(gene editing) 기술에 큰 진전이 있을 전망이다. 이에 따라 인간 생식세포에 대한 유전자조작을 허용하는 문제를 놓고 사회적으로 큰 논란이 이어질 것으로 예상되고 있다.

현재 과학기술계는 임신을 제외한 다른 분야에서 유전자가위 기술 적용을 허용하고 있다. 올해 말쯤에 유전자 교정기술인 크리스퍼 유전자 가위(CRISPR-Cas9) 기술의 안전성과 윤리적 논란을 종식할 광범위한 합의가 이뤄질 것으로 기대하고 있다.
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유전자가위 기술이 발전하면서 윤리논쟁 또한 가열될 전망이다. 과학자들은 올 연말 쯤 연구윤리를 위한 가이드라인이 나올 것으로 전망하고 있다. ⓒ ICSI

올해 기대되고 있는 연구 성과로 ‘유전자조작 원숭이(bioengineered monkeys)’가 있다. 유전자가위 기술을 통해 미국의 과학자들은 자폐증, 정신분열증, 알츠하이머, 면역기능 장애 등 사람에게 있는 질병을 앓을 수 있는 인간화된 원숭이를 선보일 계획이다.

미국 생명공학회사인 상가모(Sangamo Biosciences)에서는 유전자가위 기술로 혈우병을 치료하는 방법을 연구 중이다. 유전자 결함을 해소하려는 이 연구는 미국 FDA로부터 승인을 받았다. 상가모에서는 이 기술을 혈우병 외에 다른 불치병에 활용할 계획이다.

각종 박테리아의 총집합체인 장세균총(microbiome) 연구도 올해 성과가 기대되고 있다. 장내 미생물이라고도 하는 이 장세균총은 사람 몸속에서 함께 공존하고 있는 미생물의 유전정보 전체를 일컫는다.

5년 간의 노력으로 올해에는 최소한 20만종의 DNA 샘플의 유전자배열과 특성을 게재한 유전자지도를 볼 수 있을 것으로 보인다. 과학자들은 이 프로젝트가 향후 미생물의 다양성을 더 확대해 종의 다양성 보호는 물론 인류 삶에 큰 도움을 줄 것으로 기대하고 있다.

IBM이 개발한 인공지능 ‘왓슨(Watson)’도 생명과학계로부터 큰 주목을 받고 있다. 최근 IBM이 발표한 ‘왓슨 헬스 유닛(Watson Health Unit)’에 따르면 왓슨은 의사는 물론 연구 및 의료보험 관련 정보 파일을 대량 축적하고 있는 중이다.

‘블러드하운드’ 세계 최고 속도 경신 전망

아이언맨 엘론 머스크(Elon Musk)는 지난해 12월 8일 미국 라스베이거스에서 초고속 미래 수송 시스템인 ‘하이퍼루프(Hyperloop)’ 추진 실험을 실시하겠다고 밝힌 바 있다. 1월 중에 코일과 자석 캡슐을 초고속으로 이동시키는 실험을 진행할 계획이다.

로스앤젤레스와 샌프란시스코 구간을 35분 만에 주파할 수 있다는 이 기술이 과연 실현될 수 있을지 아직 미지수지만, 성공을 거둘 경우 비행기에 대항할 수 있는 교통수단으로 크게 부상할 수 있다. 세계인의 관심이 쏠리고 있다.

지상 교통수단인 ‘블러드하운드(Bloodhound Super Sonic Car)’ 역시 세계 최고 속도를 경신하려 하고 있다. 일명 ‘초음속카(supersonic car)’로 불리는 ‘블러드하운드’는 오는 10월15일 종전 속도인 시속 1228km를 경신하기 위한 주행 실험에 착수한다.

시공간의 흔들림이 파동의 형태로 전파되는 것을 중력파라고 한다. 중력파를 설명한 아인슈타인이 일반상대성원리를 발표한지 101년째가 되는 올해, 이 중력파 측정이 성공할 수 있을지 관심이 고조되고 있다.

지상에 설치된 검출장치는 레이저 간섭계를 이용한 중력파 관측 장치(LIGO)는 4 km 길이의 긴 관 2개를 L 자 형태로 직각으로 설치한 것이다. 중앙에서 각 관의 끝에 설치된 거울을 향해 발사된 레이저는 거울에 반사된 후 다시 한 점에 모여 간섭을 일으키게 된다.

간섭무늬의 변화를 이용해 중력파가 만들어 낼 것으로 예상되는 거리의 변화를 측정할 수 있다. 이 장치를 이용하면 원자핵의 지름 정도의 흔들림도 측정할 수 있다. 지난해 발사된 관측구위성 LISA(Laser Interferometer Space Antenna) 역시 활약이 기대되고 있다.

2016년, 지구 관측 사상 가장 뜨거운 한 해 전망

한편 지구과학자들의 최대 관심사는 엘니뇨(El Niño)다. 페루와 칠레 연안에서 일어나는 해수 온난화 현상인 이 엘니뇨가 또다른 기상이변을 일으킬 것으로 예상되고 있는 가운데 일단의 연구그룹이 인류세(Anthropocene)에 대한 연구를 진행하고 있다.

새로운 지질시대 개념이다. 인류의 자연환경 파괴로 인해 지구의 환경체계는 급격하게 변하게 되었고, 그로 인해 지구환경과 맞서 싸우게 된 시대를 뜻한다. 영국 레스터 대학 연구팀은 지구상의 종이 어떻게 변화하고 있으며, 지구 역사를 어떻게 구분해야 할지 고민 중이다.

지구과학자들의 예측에 따르면 2016년은 지구관측 사상 가장 뜨거운 한 해가 될 전망이다. 온실가스 흡수 기술도 개발되고 있다. 자동차사인 아우디는 독일의 선파이어(Sunfire) 스위스 클라임워크(Climeworks)와 공동으로 이산화탄수 흡입기술을 개발 중이다.

이강봉 객원기자다른 기사 보기aacc409@naver.com
저작권자 2016.01.05 ⓒ ScienceTimes

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