원자력/우주항공

‘웨궁(月宫) 1호’ 105일간 밀폐시험 성공, 1,000만 위안 투입

발행일 : 2014 / 05 / 21

* 세계 3번째 생물재생/생명보장 유인 밀폐시스템
* 밀폐기간: 러시아(180일)에 이어 세계 제2위
* 투자규모: 1,000만 위안, 일일 투자규모 1~2만 위안

2014년 5월 20일 베이징항공항천대학 ‘웨궁(月宫) 1호’ 종합캐빈에서 셰베이전(谢倍珍) 등 3명의 지원자가 105일간 300㎥의 밀폐된 공간에서 생활 체험을 마쳤는데, 이는 ‘달기지 생명보장 밀폐 인공생태계 지상실험장치’인 웨궁 1호가 처음으로 장기간 여러 사람의 밀폐 시험에 성공하였음을 의미한다.

웨궁 1호 책임 디자이너인 류훙(刘红) 베이징항공항천대학 교수에 의하면, 웨궁 1호는 지구와 비슷한 ‘소형 생물권’으로서, 우주인이 우주에서 장기간 생활할 수 있는 것이 목표인데, 종합캐빈(종합생활공간) 1개와 식물캐빈(식물재배공간) 2개로 구성되었고 총면적은 160㎡, 부피는 500㎥에 달한다고 소개하였다. 그중 종합캐빈은 거주공간, 인원교류·작업실, 화장실, 폐기물·곤충실이 포함된다. 각 식물캐빈은 2개의 식물재배공간으로 분리시켜 식물생장수요별로 환경여건에 대한 독립적 제어를 할 수 있다.

지원자는 시스템 내에서 알곡 5종, 야채 15종, 과일 1종을 재배하고 수확한 알곡, 야채, 과일과 황색곡벌레를 가공하여 식용하였으며, 식용이 불가능한 바이오매스와 인간 분변 및 음식물 찌꺼기 등 폐기물은 식물재배에 순환 이용하였다. 종합캐빈 내 인간, 동물과 폐기물 처리과정에서 발생한 이산화탄소는 정화를 거쳐 식물캐빈로 전달되어 식물의 광합성 작용에 제공되었고, 식물캐빈에서 생산된 산소는 정화를 거친 후 인간과 동물의 호흡에 제공하였으며, 폐기물 처리과정에 소요되는 산소를 제공하였다. 식물캐빈 내 식물의 증산작용으로 생성된 응축수는 정화를 거친 다음 일부는 시스템에서 미량원소를 보충한 후 인간의 생활용수로 공급하고, 나머지는 정화 후의 생활 폐수와 소변과 함께 식물재배에 활용되어 결국 폐회로 생명보장시스템이 형성되었다.

웨궁 1호의 핵심은 생물재생 생명보장 시스템(BLSS)으로, 세계 최고의 폐회로 생명보장기술이자, 인류가 우주에서 장기간 생존할 수 있는 핵심기술이기도 하다. 특징은 유인우주선이 우주에 진입한 후 지상의 물질지원을 더는 필요로 하지 않거나 매우 적게 필요로 하며, 산소/물/식물은 시스템 내에서 바이오기술을 통해 재생을 실현하고, 우주인은 장기간 시스템 내에서 생활할 수 있어 장기간 유인 우주와 행성 탐사를 가능케 하는 것이다.

베이징항공항천대학 생물 및 의학공정학원 공간생명과학 및 생명보장기술 센터 류훙 주임 연구팀(구성원 26명)은 2004년부터 국가 유인우주선 탐사수요에 비추어 핵심기술, 시스템 기초이론과 시스템 기초 제어방법 연구를 추진해왔고, ‘웨궁 1호’ 이론과 기술 연구, 캡슐 시스템의 공정 설계, 시공과 품질 감독, 시스템 내 핵심설비 설치, 시스템 통합 오류수정, 나아가 장기간 여러 사람이 밀폐된 공간에서의 과학기술 실험을 수행하였다.

웨궁 1호는 중국 최초, 세계에서 3번째로 구축한 생물재생과 생명보장이 가능한 지구상 유인 밀폐시스템으로, 중국의 유인 달 상륙, 달기지 및 화성탐사 등 우주계획의 순조로운 진행, 우주인의 생명안전과 생활수준 보장에 중요한 의의를 지닌다.

웨궁 1호는 2개 단계로 나뉘어 건설될 계획이다. 제1단계의 식물캐빈과 종합캐빈 건설이 완료된 상태로, 총 부피는 300㎥로 지원자 3명의 생명보장이 가능하다. 현재까지 투자규모는 1,000만 위안에 달하며, 실험 과정에서 일일 투자규모는 1~2만 위안이다. 중국은 2040년 또는 2050년에 유인 달기지를 구축할 전망이다.

[웨궁 1호 소개자료]

웨궁 1호는 베이징항공항천대학이 구축한 ‘우주기지 생명보장 밀폐 인공생태계 지상통합실험장치’(밀폐 캐빈시스템)로서, 달기지 생명보장시스템의 지상시험 연구에 사용되며, 생태계 원리를 기반으로 바이오기술과 공정 제어기술 간 유기적 결합을 통해 식물, 동물, 미생물로 구성된 밀폐 인공생태계를 구축하여 인류생활에서 필요로 하는 물질인 산소, 물과 식물을 시스템 내에서 재생시킬 수 있어 인류를 위해 지구 생태환경과 유사한 생명보장을 제공할 수 있다.

웨궁 1호는 종합캐빈 1개와 식물캐빈 2개로 구성되었는데, 밀폐된 시스템 내에서 외계와 기체교환을 하지 않으며, 우주인이 우주에서 장기간 생활할 수 있다. 종합캐빈은 거주실, 인원교류·작업실, 화장실, 폐기물처리·곤충실로 구성되었고, 식물캐빈은 식물재배공간 2개로 구성되었고, 식물생장 수요별로 환경여건에 대한 독립적 제어가 가능하며, 총면적은 160㎡, 부피는 500㎥이다. 시스템 내 100%의 산소와 물, 55%의 식물 재생이 가능하고, 총 밀폐도 97%이며, 밀폐기간은 러시아(180일)에 이어 세계 2번째로 길다.