“오줌 재활용해 마신다”…NASA, 소변을 식수로 바꾸는 기술 개발 [핵잼 사이언스]

미국우주항공국(NASA)이 국제우주정거장(ISS)에 머무는 우주 비행사들의 소변과 땀을 재활용하는 기술을 개발하는데 성공했다. 

스페이스닷컴 등 현지 우주과학 전문매체의 25일(이하 현지시간) 보도에 따르면, 최근 NASA는 환경제어‧생명유지 시스템(ECLSS)을 통해 국제우주정거장에서 가져온 모든 물의 98%를 재활용하고 있다고 밝혔다. 

NASA가 개발한 ECLSS는 우주정거장에 깨끗한 물과 공기를 공급하는 시스템이다. 여기에는 샤워실과 화장실에서 회수한 수분을 여과하는 물 회수 시스템(WPA)과 공기에 포함된 이산화탄소 등을 정화하는 산소발생시스템(OGS) 등이 포함돼 있다. 

ECLSS에는 하위 시스템인 소변처리장치(UPA)도 장착돼 있어, 우주 비행사가 배출한 소변이 진공 증류를 통해 회수되고 이를 정화하는 역할을 한다. 

NASA에 따르면 우주 비행사의 소변은 UPA를 통해 물과 염수로 분리된다. 소변 염수에도 미량의 물이 섞여 있었지만, 이를 정화할 기술이 없어 폐기해야 했다.  그러나 최근 개발한 염분 처리 장치(BPA)는 소변 염수에 따뜻하고 건조한 공기를 불어넣어 증발시킨 뒤, 특수 필터로 오염물을 걸러내는 기능을 갖췄다. 이를 통해 깨끗한 수증기만 내보낸다. 일종의 고성능 가습기인 셈이다. 

소변에서 걸러진 깨끗한 수증기는 다시 고성능 제습장치에 의해 포집돼 물 회수 시스템(WPA)을 거쳐 재활용된다. 국제우주정거장에 설치된 고성능 제습장치는 공기 중의 모든 수분을 빨아들인다. 여기에는 소변뿐만 아니라 우주 비행사의 땀도 포함돼 있다. 이후 특수 필터로 오염물을 거르고, 센서를 통해 기준치에 맞을 때까지 정화를 반복한다. 

NASA는 염분 처리 장치(BPA)를 통해 우주 비행사 소변의 재활용 비율을 98%까지 끌어올렸다. 기존의 재활용 비율은 93~94% 수준이었다. 

정화된 물에는 미생물 성장을 막기 위한 요오드를 첨가한다. 이렇게 저장된 물은 우주에서 생활하는 우주 비행사들의 일상생활에 이용될 수 있다. 

일반적으로 국제우주정거장에서 생활하는 우주 비행사들은 식수와 음식 준비, 세안 등 다양한 용도로 매일 약 3.8ℓ의 물을 필요로 한다. NASA는 우주 비행사들이 우주에서 오랜 시간 머물러야 하는 화성 미션 등을 수행할 때, 훨씬 긍정적인 결과를 가져올 것으로 기대하고 있다. 실제로 이 기술은 달 유인 탐사를 위한 ‘아르테미스 미션’에도 적용될 예정이다. 

NASA는 “소변과 땀을 정화해 재활용된 물은 지구에서 생산되는 수돗물보다 깨끗하다”면서 “우주선에 실을 물과 산소가 적어질수록 더 많은 과학 장비와 식량을 실을 수 있을 것”이라고 밝혔다. 

이어 “재보급이 불가능한 탐사 임무에서는 승무원이 필요로 하는 모든 자원을 회수해 재활용할 수 있어야 한다”면서 “우주선 내에 설치되는 만큼 유지 관리나 부품 교체없이 장기간 운영할 수 있도록 설계했다”고 강조했다.