두 마네킹 중 하나만 조끼를 입었다, 우주 방사선의 답은 아직 모형이다

NASA와 독일우주항공센터 연구진은 아르테미스 I 오리온 좌석에 여성 신체를 본뜬 측정 마네킹 둘을 태웠고, 그중 조하르에게만 두꺼운 보호조끼를 입혔다. 달 너머를 돌아온 두 몸의 차이는 우주비행사를 태양폭풍에서 지킬 답이 됐을까, 아니면 다음 시험을 고르는 계산의 시작일까.

마레 실험의 두 마네킹 헬가와 조하르는 뼈·조직·장기의 방사선 흡수를 흉내 내는 재료와 5600개의 수동 검출기, 34개의 능동 검출기를 품었다. 오리온은 약 25일 동안 달을 지나 돌아왔고, 조끼를 입은 쪽과 입지 않은 쪽의 위치별 선량을 같은 비행 안에서 비교할 수 있었다.

8월 14일자 Science Advances 논문은 이 비행 측정으로 계산 모델을 먼저 검증한 뒤 과거의 강한 태양입자 사건을 대입했다. 연구진이 2024년 국제우주대회에 공개한 방법 요약에서는 오리온이 밴앨런대를 통과할 때의 측정값과 모형이 오차 범위 안에서 맞았다고 보고했다. 이 단계가 있어야 실제 비행에서 만나지 못한 폭풍을 계산할 근거가 생긴다.

계산상 보호조끼는 1972년 8월형 사건의 유효선량을 233.6밀리시버트에서 89.4밀리시버트로, 1989년 10월형 사건은 249.9에서 149.4밀리시버트로 낮췄다. 감소율은 각각 61.8%와 40.2%다. 그러나 아르테미스 I 비행 중 실제 큰 태양입자 사건은 없었고, 사람도 조끼를 입지 않았다. 이 숫자는 실측으로 검증한 모델의 시뮬레이션 결과다.

2024년 Nature에 실린 오리온 방사선 측정은 우주선 내부 차폐 위치에 따라 선량률이 네 배까지 달랐고, 자세를 바꾸는 운용이 밴앨런대 통과 선량을 약 절반 낮췄다고 보고했다. 동시에 은하우주선은 태양입자 사건과 성질이 달라 추가 차폐의 효과가 더 제한적이었다. 조끼 하나가 모든 우주 방사선을 해결한다는 결론은 성립하지 않는다.

혜택이 가장 직접적인 쪽은 달 임무 승무원과 임무 설계자다. 경보가 왔을 때 우주선의 어느 위치로 이동하고 조끼를 얼마나 오래 입을지 선택지가 늘 수 있다. 반대로 약 26킬로그램의 장비는 발사 질량, 보관 공간, 움직임과 열 부담을 요구한다. 여성형 마네킹을 쓴 것은 성별에 따른 장기 위치와 민감도를 반영하려는 설계이지 여성만을 위한 장비라는 뜻은 아니다.

다음에 확인할 것은 큰 백분율보다 운용 결정이다. 실제 승무원이 제한된 공간에서 입고 움직일 수 있는지, 임무 당국이 어느 폭풍 기준에서 착용을 지시할지, 달 궤도·게이트웨이·착륙선 설계에 반영할지 공개돼야 한다. 실제 태양입자 사건이나 사람 대상 운용 자료가 나오기 전까지 이 결과의 정확한 이름은 ‘검증된 모형을 이용한 보호 성능 추정’이다.