오는 11월 4차 발사 예정인 나로호에는 특별한 기계 상자 하나가 실릴 예정이다. 상자는 ‘바이오캐비넷(BioCabinet)’, 바이오 3D 프린터 및 줄기세포 분화 배양기다. 우주인에게서 빈번하게 발병하는 심혈관질환 연구를 위한 탑재체라 발사 전부터 관심이 높다.

“이비인후과 의사로는 세계 최초일걸요.”

개발을 주도한 박찬흠 한림대의대 나노바이오재생의학연구소장(이비인후과 교수)을 지난 8일 강원도 춘천 한림대에서 만났다. 국내 손꼽히는 우주바이오(Space biology) 권위자인 박 교수는 직접 개발한 장비와 연구실을 소개해 주었다. 그로부터 그간의 개발 비화를 들을 수 있었다.

우주바이오 분야의 연구를 시작한다고 하자 주변은 물론 해외 관련 연구를 담당하던 학자까지 그를 말렸다. 발사체도 없는 한국은 북한보다 기술적으로 낙후되어 있다는 비아냥까지 들으면서도 연구에 매진한 이유가 궁금했다.

“‘교수님 간곡히 부탁드리는데 절대 하지 마세요’라길래 속으로 그랬죠. ‘웃기고 있네. 자기들은 벌써 다 했으니까 못 하게 하려는 거잖아.’ 그랬는데 정말 스트레스가 많아요. 변수도 무척 많고요. 발사 날짜가 정해지면 모든 것을 거기에 맞춰야 합니다. 하나라도 오차가 나면 모듈을 싣지 못하는 거예요. 그러면 실패하죠.”

자정 전에 귀가해본 적이 없다는 그는 우주바이오 연구에 대해 “리스크가 크고 어려운 분야”라면서도 인생을 걸고 해볼만하다고 말했다.

-우주의학 연구를 시작하게 된 배경이 궁금하다.

2015년 내 연구실은 말 그대로 ‘잘 나갔다’. 바이오 3D 프린팅으로 정부 연구과제만 열댓 개가 돌아가고 학생들도 스무 명이 넘게 있었다. 연구도 활발하고 성과도 잘 나왔지만 기술 분석 결과는 회의적이었다. 우리 기술의 수명이 길어야 4년밖에 남지 않았다는 사실을 알게 된 것이었다.

본질은 김치찌개를 끓이는 것과 같다. 누군가는 세계 최초로 김치찌개에 두부를 넣어 끓였다거나 오징어를 넣었다고 떠드는 것은 핵심기술 없이 계속 무엇인가를 더하는 것에 지나지 않는다. 이것은 우리 연구 현실과도 같다. 김치를 못 만들고 있었던 거다. 패러다임을 바꾸지 않고서는 쫓아가는 것밖에 되지 않았다.

우주바이오는 그 고민의 과정에서 나왔다. 준비 기간이 3년~4년 정도 소요됐고, 랩의 방향은 완전히 바뀌었다. 2018년이 되어서 우주를 하겠다고 했을 때 정말 3D 바이오 분야의 연구과제는 자취를 감췄더라.

-처음 우주의학 연구를 위해 논의를 할 때 어려움이 많았다고.

이비인후과 의사가 우주에서 실험하고 신약 개발을 하겠다고 하니 처음에는 미친 놈이란 소릴 많이 들었다. 바이오에 대한 지식은 있어도 엔지니어에 대해서는 하나도 모르니 서로 답답한 거다. 모니터에 알림창을 띄워놓고 반복해서 용어를 외웠다. 정부 당국자도 셀(cell, 세포)이 뭐냐, 세포배양 조건은 공기만 주입하면 되는 것 아니냐고 물어오니 서로 이야기가 잘 될 리가 있나.

-우주방사선 피폭이나 근골격계 이상 등 우주 공간에서 발생할 수 있는 여러 건강 문제에 관한 연구는 어떻게 이뤄지고 있나.

최근에는 우주에서의 장기 거주에 따른 건강 문제 연구가 활발하다. 우선 영구적으로 시력이 저하되는 경우가 있고, 근골격계 문제도 심각해서 우주에서 한 달만 지내도 지상에 도착했을 때 걸어서 나오는 경우는 없다. 뼈가 부러질 수 있기 때문이다. 이 밖에도 근육과 혈관질환도 해결이 안 되고 있다. 면역에도 문제가 생겨 암 발생률이 증가하는 것으로 알려져 있다. 압도적으로 문제가 있는 것은 심혈관질환이다. 이러한 연구 자료는 미국, 중국, 러시아가 다수 보유하고 있지만 정보 공유는 이뤄지지 않는다.

-레퍼런스 없는 연구 환경이란, 상당한 진입 장벽과 어려움이 있을 것 같다.

일단 우주 공간으로 쏘아 올리는 것 자체가 쉽지 않다. 3D 프린팅으로 장기를 만든다 치자. 중력의 작용으로 일부 장기는 제조가 어려워 미세중력에서의 제작이 유리하다. 낙하 타워 등을 통해 지상에서 미세중력은 구현할 수는 있지만 그 상태가 연구나 제작을 할 만큼 충분히 지속되지 못하고 완전한 미세중력 상태가 구현되지도 않는다. 세포를 배양하려면 적어도 일주일 이상이 소요된다.

미국·러시아·중국의 데이터가 모이면 엄청난 자료가 도출되겠지만, 안타깝게도 우주개발은 극비 처리되어 공개가 안 된다. 앞으로 어떤 결과가 나올지 모르지만 진일보되었다라고 할 만한 것들이 발견될 것이다. 앞선 연구를 쫓아서 할 수 없기 때문에 굉장히 리스크가 있는 분야란 거다.

-심우주(Deep space)에서 우주 방사능 연구도 추진 예정이라고 들었다.

인체 유래 세균을 싣고 수성으로 발사체가 이동하는 동안 방사선에 노출된 것과 아닌 것의 유전자를 각각 분석할 예정이다. 여러 우주방사선에 의한 유전자 변이를 분석하면 인체에 미치는 영향을 확인할 수 있다. 중국은 일부러 식물을 방사선에 노출시켜 병충해에 강하고 생산성이 높은 품종을 개량, 이를 재배하고 있다.

-왜 우주 분야가 왜 중요한가.

현재 수익을 내는 기업은 스페이스X뿐이다. 대부분 마이너스 매출이다. 그럼에도 계속 자금이 투입된다. 왜 적자 나는 기업에 투자가 될까. 미국인들이 바보라 적자 기업에 돈을 계속 넣고 있을까.

-미래 가치를 내다보아서?

미래 가치뿐만 아니라 우주 분야의 특성과도 결부 지어 생각해야 한다. 우주는 꿈을 먹고 사는 분야다. 당장 돈은 안 되지만 하나씩 꿈을 이뤄가는 것이 감동을 준다. 스페이스X도 귀환하다가 수도 없이 폭발했다. 다 망한다고 했고, 사업 자체가 말이 안 된다고 욕했다. 하지만 지금을 보라. 이 분야가 돈이 되지도 않고 허황된 꿈이라는 비판도 있었다. 결과적으로 사업을 성공적으로 이끌어오지 않았나.

사실 CT나 MRI, 인터넷 등은 모두 우주개발 과정에서 나온 기술이다. 난 꿈을 좇아야 한다고 믿는다. 만약 여기서 더 뒤처지면 대한민국은 아예 우주 경쟁에 진입을 못 할 수도 있다. 지금도 많이 뒤처졌다.

-현재는 우주의학에 대해 정부 의지가 있다고 보나.

우주바이오(space biology) 분야의 예산안이 어떻게 잡혀 있는지를 봐야 한다. 예산이 없다. 우주바이오 연구 기획 비용도 없는 상태다. 안타깝다.

-지적처럼 전체 우주 예산 중 우주바이오는 미미하다.

우주개발을 위해 발사체 개발을 해야 할 거다. 현실적으로 볼 때 스페이스X처럼 귀환 모듈 개발은 아무도 못 하고 있다. 우리가 수십조 원을 투입해 개발하는 사이 그들의 기술은 더 향상될 거다. 우리만의 영역을 구축해야 하지 않을까. 그렇게 우주 분야에 우리의 영역을 조금이라도 확장해야 한다고 본다. 우주바이오가 바로 그런 분야 중 하나다.

-분야의 선점을 해야 한다는 말인가.

우주 개발에서 한번 입증이 되잖아요. 아무리 비싸도 그것을 계속 사용할 수밖에 없습니다. 안 그러면 리스크가 너무 커진다. 일반 나사의 원가가 100원이라면, 우주에서 쓰이는 것은 1만원이나 하지만 쓸 수밖에 없다. 추진 중에 나사가 부러지면 끝장이니까. 점점 우주 분야의 제품 비용은 올라갈 수밖에 없다.

우주 경제는 매우 넓고 다양하다. 우리가 잘할 수 있는 걸 선점해서 나가야지 선진국과 똑같은 수준에 맞춰 개발하는 것은 우리나라 경제 규모에서 어렵다. 우리가 특정 분야를 앞서 나간 후에 영역을 확장해야지 지금 다 해보겠다고 덤벼들면 어떻게 감당하나. (계속)