우주비행 후유증: VR 기술이 우주인의 멀미 극복에 어떻게 기여할 수 있을까?
매혹적인 우주 탐사의 이면에는 감춰진 고통스러운 현실이 있습니다. 바로 ‘우주 멀미(Space Motion Sickness)’입니다. 이 증상은 지구 중력을 기준으로 적응해온 인간이 미세중력 환경(무중력 상태)으로 이동하면서 신체 감각 간의 불일치로 발생하는 문제입니다. 더욱이 우주비행 후 지구로 복귀한 이후에는 또 다른 형태의 재적응 멀미(Terrestrial Readaptation Motion Sickness)가 우주인을 괴롭히기도 하죠.
이에 대해 콜로라도 대학교 볼더 캠퍼스의 항공우주공학 연구진은 재밌지만 과학적으로 설계된 실험들을 통해 VR(가상현실) 기술을 이용한 새로운 해결책을 제시하고 있습니다. 이들은 NASA의 지원을 받아 진행한 연구에서, 우주선 캡슐 착수시 발생하는 멀미를 줄이기 위한 가상 창(Virtual Window)의 효용성에 주목했습니다.
우주 멀미란 무엇인가?
우주 멀미는 '공간 방향 감각 이상증(Space Adaptation Syndrome)'이라 불리며, 무중력 상태에서 귀의 전정기관(vestibular system)과 시각 정보 간 불일치로 발생합니다. 쉽게 말해, 몸은 움직이지만 시각적으로는 움직임이 감지되지 않을 때, 혹은 그 반대일 때 뇌는 혼란에 빠지며 메스꺼움, 구역질, 구토 등 증상이 발생하게 됩니다.
이런 증상은 지구상에서도 흔히 겪을 수 있는데, 자동차 뒷좌석에서 책을 읽거나 게임기를 할 때 멀미가 나는 것도 같은 원리입니다. 전정기관이 몸의 움직임은 감지하고 있지만, 눈은 가만히 있는 글자나 화면만 보고 있기 때문에 뇌가 정보 불일치를 혼동하게 되는 것이죠.
중력의 상실과 재적응의 어려움
우주에 도착한 초기에 많은 우주인들이 우주 멀미를 겪습니다. 그러나 며칠이 지나면 뇌는 환경 변화에 적응해 멀미 증상이 사라집니다. 문제는 지구로 돌아오는 순간 다시 시작됩니다. 복귀 직후에는 중력에 대한 적응이 다시 필요하며, 이 과정에서 ‘재적응 멀미’를 겪을 수 있는데, 특히 요즘처럼 대부분의 귀환 캡슐이 해상에 착수하는 경우, 해상의 파도까지 더해져 멀미를 더 악화시킬 수 있습니다.
NASA의 통계에 따르면, 우주에 처음 진입하는 우주인의 약 60%가 우주 멀미를 겪으며, 귀환 후 지구 환경에 적응하는 과정에서도 비슷한 비율의 멀미가 발생한다고 합니다.
왜 문제인가?
우주에서 멀미를 겪으며 업무를 수행하는 것은 굉장히 힘든 일입니다. 하지만 더 큰 문제는 지구 귀환 직후 상황입니다. 현재 우주선은 해상에 착수 후, 구조팀의 도착 전 캡슐 안에 머무는 시간이 최대 수십 분까지 길어질 수 있습니다. 이때 비상사태라도 발생하면 우주인들은 반드시 신속한 판단과 움직임이 필요한데, 멀미로 인해 집중력이 흐트러진다면 생명을 위협할 수도 있습니다.
기존 대처법: 약물의 한계
지금까지 대부분의 멀미 치료는 약물에 의존해왔습니다. 대표적으로 스코폴라민(Scopolamine) 또는 메클리진(Meclizine) 등이 사용됩니다. 그러나 이러한 약물은 졸림, 집중력 저하 등 부작용이 있으며, 장기 보관 시 약효가 떨어지거나 안정성을 담보하기 어렵다는 단점이 있습니다. 게다가 긴급 대응이 필요한 비상상황에서는 약물 복용으로 인한 정신적 둔화가 위험할 수도 있습니다.
가상현실(VR)의 대안
콜로라도 대학교 항공우주공학과 연구진은 이 문제를 해결하기 위해 새로운 접근법을 시도했습니다. 바로 가상현실을 통해 ‘시각적 단서’를 제공하는 것입니다. 이들은 세 가지 실험군을 설정하여 실험을 진행했습니다.
- ① 통제군: 외부 움직임을 볼 수 없는 환경 제공 (실제 우주선 내 시야와 유사)
- ② 측면 시야군: 좌우로 펼쳐진 창처럼 보이는 가상 풍경을 제공
- ③ 전방 시야 + 예측군: 전방 풍경과 함께 앞으로 어떤 움직임이 일어날지를 예측 제공
그 결과, 통제군의 66%가 실험 시간(1시간)을 완수하지 못했지만, 측면 시야군은 20%, 전방 시야+예측군은 단 10%만이 멀미로 탈락했습니다. 이는 가상 시야 정보를 제공함으로써 신체가 어느 정도 환경 변화에 적응할 수 있음을 시사합니다. 특히, '예측 가능한 시야'가 멀미를 줄이는 데 매우 효과적이라는 결론에 도달했습니다.
앞으로의 활용 가능성과 전망
이 기술이 실용화된다면, 단순히 우주에서뿐만 아니라 지상에서도 다양한 승차 환경에서의 멀미 증상 완화에 응용할 수 있습니다. 예를 들어 고속열차, 자율주행차, 미래의 하이퍼루프 등에서 창문이 없거나 고정된 좌석일 경우 가상현실 창을 통해 시각적 단서를 제공해 멀미를 예방할 수 있습니다.
이러한 기술은 항공이나 해양 분야에서도 효과적으로 활용될 수 있습니다. 특히 해군 잠수함 승무원이나 민간 항공 승객을 대상으로 멀미 예방 프로그램으로 도입될 수 있으며, 시각적 정보와 생체센서를 결합한 몰입형 VR 치료 시스템으로 발전할 가능성도 큽니다.
결론: 과학기술이 삶의 질을 바꾸다
우주비행은 더 이상 안전한 귀환만을 목표로 하지 않습니다. 귀환 이후의 회복과 재적응까지 포함해 '임무의 완성'이라 할 수 있습니다. VR 기반의 멀미 완화 기술은 단순히 우주인을 위한 해결책을 넘어, 전 세계 수많은 멀미에 시달리는 사람들에게도 새로운 삶의 질을 제공할 수 있는 가능성을 보여줍니다.
다음 세대의 우주 미션에서는 기술이 인간 감각의 한계를 보완하며, 더 안전하고 건강한 우주 여정을 이끌 것입니다. 어떤 미래가 펼쳐질지는 아직 모르지만, 확실한 것은 이제 과학이 우리의 오감과 뇌까지 조율해 주는 시대가 눈앞에 다가왔다는 사실입니다.
우주 멀미와 싸우고 있는 이 덜 알려진 영역에서의 연구는, 인간이 얼마나 새로운 환경에 적응할 수 있는지를 보여주는 증거일 뿐만 아니라, 기술이 얼마나 인간의 한계를 확장하고 있는지를 여실히 증명하고 있습니다.