우주비행사들이 국제우주정거장(ISS)에서 생활하는 동안 신기한 현상을 경험합니다. 바로 키가 커지는 것입니다. 어떤 우주비행사는 최대 5cm까지 키가 자라기도 합니다. 어른이 된 후에는 키가 더 이상 자라지 않는다고 배웠는데, 우주에서는 어떻게 키가 커질 수 있을까요? 이것은 뼈가 자라서가 아니라 무중력 환경에서 척추에 일어나는 놀라운 변화 때문입니다. 이 글에서는 우주비행사의 키가 왜 커지는지, 척추에 무슨 일이 일어나는지, 그리고 이런 변화가 건강에 어떤 영향을 미치는지 자세히 알아보겠습니다.
※ 아래는 국제우주정거장에서 무중력 상태로 떠 있는 우주비행사의 모습을 표현한 이미지입니다.
📑 목차
- 우주비행사의 키는 정말 커질까요?
- 지구에서 중력이 우리 몸에 미치는 영향은?
- 무중력 환경에서 척추에 무슨 일이 일어날까요?
- 왜 5cm나 자랄 수 있을까요?
- 키가 커지면 좋은 걸까요, 나쁜 걸까요?
- 우주비행사들은 어떻게 대처할까요?
- 지구로 돌아오면 키가 다시 줄어들까요?
- 결론: 우주가 인체에 미치는 놀라운 영향
우주비행사의 키는 정말 커질까요?
네, 사실입니다! 우주비행사들은 국제우주정거장에 도착한 후 며칠 내에 키가 증가하기 시작하며, 평균적으로 3~5cm 정도 커집니다. 어떤 경우에는 최대 7cm까지 자란 사례도 있습니다. 이것은 NASA를 비롯한 여러 우주 기관이 수십 년간 관찰하고 기록해온 현상입니다.
이 현상은 1960년대 초기 우주 비행 때부터 보고되었습니다. 우주비행사들이 임무를 마치고 돌아왔을 때, 우주복이 출발 전보다 작게 느껴지거나, 키를 재보니 실제로 커져 있었습니다. 처음에는 측정 오류로 생각했지만, 같은 현상이 반복되자 과학자들은 이것이 무중력 환경에서 일어나는 실제 생리학적 변화라는 것을 확인했습니다.
국제우주정거장 시대가 되면서 이 현상은 더욱 체계적으로 연구되었습니다. 우주비행사들은 임무 전, 임무 중, 임무 후에 정기적으로 키를 측정하며, 척추 초음파 검사와 MRI 촬영을 통해 정확한 변화를 기록합니다. 이런 연구 덕분에 우리는 이제 왜 이런 현상이 일어나는지 정확히 이해하게 되었습니다.
재미있는 점은 키 증가 속도가 사람마다 다르다는 것입니다. 어떤 우주비행사는 첫 24시간 내에 2cm가 자라는 반면, 어떤 사람은 며칠에 걸쳐 서서히 자랍니다. 나이, 원래 키, 척추 건강 상태, 근육량 같은 요인들이 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 일반적으로 젊고 키가 큰 우주비행사일수록 더 많이 자라는 경향이 있습니다.
지구에서 중력이 우리 몸에 미치는 영향은?
키가 왜 우주에서 커지는지 이해하려면, 먼저 지구에서 중력이 우리 몸에 어떤 영향을 미치는지 알아야 합니다.
우리가 서 있거나 앉아 있을 때, 중력은 끊임없이 우리 몸을 아래로 누르고 있습니다. 특히 척추는 머리와 상체의 무게를 지탱해야 하므로 큰 압력을 받습니다. 척추는 24개의 척추뼈(척추골)가 쌓여서 이루어진 구조인데, 각 척추뼈 사이에는 '추간판' 또는 '디스크'라고 부르는 쿠션이 있습니다.
추간판은 겉은 단단한 섬유질로 되어 있고, 안쪽은 젤리처럼 부드러운 수핵으로 채워져 있습니다. 이 디스크는 척추에 가해지는 충격을 흡수하는 완충 장치 역할을 합니다. 마치 자동차의 충격 완화 장치나 신발 밑창의 쿠션과 비슷한 기능입니다.
하루 종일 서 있거나 앉아 있으면 중력이 계속 디스크를 압축합니다. 디스크 안의 수분이 점차 빠져나가면서 디스크가 얇아집니다. 실제로 아침에 일어났을 때와 저녁에 잘 때의 키를 비교하면, 저녁에는 평균 1~2cm 정도 작아져 있습니다. 밤에 누워서 자는 동안 디스크가 수분을 다시 흡수하면서 원래 두께를 회복하기 때문에, 아침에 다시 키가 커집니다.
또한 중력은 근육과 뼈를 단련시킵니다. 중력에 저항하며 서고 걷고 움직이는 과정에서 근육은 강해지고, 뼈는 밀도가 유지됩니다. 중력은 우리에게 부담이지만, 동시에 건강한 골격과 근육을 유지하는 데 필수적입니다. 중력이 없으면 근육과 뼈가 약해지는데, 이것이 우주비행사들이 겪는 큰 문제 중 하나입니다.
무중력 환경에서 척추에 무슨 일이 일어날까요?
국제우주정거장에서는 중력이 거의 없습니다. 정확히는 미세중력 환경이라고 부르며, 지구 중력의 약 10만 분의 1 정도만 작용합니다. 실질적으로 무중력 상태입니다.
무중력 환경에서는 척추를 누르는 힘이 사라집니다. 더 이상 머리와 상체의 무게를 지탱할 필요가 없어지면서, 척추뼈 사이의 디스크가 압력에서 해방됩니다. 압축되어 있던 디스크가 팽창하기 시작하는 것입니다.
디스크가 팽창하는 과정을 쉽게 설명하면 이렇습니다. 마른 스펀지를 손으로 꽉 쥐고 있으면 스펀지가 납작해집니다. 하지만 손을 놓으면 스펀지가 다시 부풀어 오릅니다. 디스크도 비슷합니다. 중력의 압력에서 벗어나면 디스크가 원래 두께보다 더 부풀어 오르며, 수분을 더 많이 흡수합니다.
또한 무중력에서는 척추가 자연스럽게 곧게 펴집니다. 지구에서는 중력 때문에 척추에 자연스러운 S자 곡선이 형성되는데, 무중력에서는 이 곡선이 펴지면서 척추가 더 길어집니다. 마치 용수철이 눌려 있다가 풀리는 것과 비슷합니다.
우주비행사들은 이 변화를 직접 느낍니다. 많은 우주비행사들이 우주에 도착한 첫 며칠 동안 등과 허리에 통증을 경험합니다. 이것은 척추가 빠르게 늘어나면서 주변 근육과 인대가 늘어나기 때문입니다. 일부 우주비행사들은 이 통증을 '성장통'과 비슷하다고 표현합니다.
흥미롭게도 체액 분포의 변화도 영향을 줍니다. 지구에서는 중력 때문에 체액이 다리 쪽으로 내려가지만, 무중력에서는 체액이 균등하게 분포되면서 상체와 머리 쪽으로 더 많이 이동합니다. 이로 인해 디스크를 포함한 척추 조직이 더 많은 수분을 흡수하게 되어 팽창이 가속화됩니다.
왜 5cm나 자랄 수 있을까요?
5cm라는 숫자는 상당히 큽니다. 어떻게 이렇게 많이 자랄 수 있을까요? 척추의 구조를 생각해보면 이해가 됩니다.
인간의 척추는 경추(목뼈) 7개, 흉추(등뼈) 12개, 요추(허리뼈) 5개로 총 24개의 척추뼈로 이루어져 있습니다. (천추와 미추는 융합되어 있어 제외합니다.) 각 척추뼈 사이에 디스크가 하나씩 있으므로, 총 23개의 디스크가 있습니다.
각 디스크가 평균 2~3mm씩만 팽창해도, 23개를 합치면 4.6~6.9cm가 됩니다. 실제로 무중력 환경에서 디스크는 이 정도 또는 그 이상 팽창할 수 있습니다. 특히 요추 부분의 디스크는 원래 두께가 크고 압력도 많이 받던 곳이어서 팽창이 더 큽니다.
여기에 척추 곡선이 펴지는 효과까지 더해집니다. 지구에서 척추의 S자 곡선 때문에 실제 척추 길이보다 키가 약간 작은데, 무중력에서 이 곡선이 펴지면서 추가로 1~2cm 정도 길어질 수 있습니다. 이 두 가지 효과가 합쳐져서 총 5cm 이상의 키 증가가 가능합니다.
키 증가 속도도 흥미롭습니다. 대부분의 키 증가는 처음 며칠 동안 집중적으로 일어납니다. 우주정거장에 도착한 첫 24~48시간 동안 가장 빠르게 자라고, 그 후로는 서서히 증가하다가 약 2주 후에 최대치에 도달합니다. 그 이후로는 더 이상 자라지 않고 그 상태를 유지합니다.
개인차도 큽니다. 같은 기간 동안 3cm만 자라는 사람이 있는 반면, 7cm까지 자라는 사람도 있습니다. 나이가 많거나 척추 질환이 있는 사람은 상대적으로 덜 자라고, 젊고 키가 큰 사람은 더 많이 자라는 경향이 있습니다. 원래 디스크가 건강하고 탄력적일수록 팽창 여지가 더 크기 때문입니다.
키가 커지면 좋은 걸까요, 나쁜 걸까요?
키가 커진다고 하면 좋은 일처럼 들리지만, 우주에서의 키 증가는 실제로 여러 문제를 일으킵니다.
첫째, 허리 통증입니다. 우주비행사의 약 70%가 임무 중 허리 통증을 경험하며, 이것은 우주에서 가장 흔한 건강 문제 중 하나입니다. 척추가 빠르게 늘어나면서 주변 근육, 인대, 신경이 늘어나고 자극받기 때문입니다. 어떤 우주비행사는 통증이 너무 심해서 진통제를 복용해야 할 정도입니다.
둘째, 척추 근육의 약화입니다. 지구에서는 중력에 저항하며 자세를 유지하기 위해 척추 주변 근육이 계속 일합니다. 하지만 무중력에서는 이런 필요가 없어져서 근육이 빠르게 약해집니다. 6개월 우주 임무 동안 척추 근육은 최대 20~30%까지 위축될 수 있습니다. 이것은 근력 저하와 자세 불안정으로 이어집니다.
셋째, 추간판 탈출증(디스크) 위험이 증가합니다. 디스크가 팽창하고 척추가 불안정해지면서, 지구로 돌아온 후 디스크가 밀려나와 신경을 압박할 위험이 높아집니다. 실제로 은퇴한 우주비행사들의 추간판 탈출증 발생률은 일반인보다 약 4배 높다는 연구 결과가 있습니다.
넷째, 실용적인 문제들도 있습니다. 키가 커지면 우주복이 맞지 않을 수 있습니다. 특히 선외활동(우주 유영)을 할 때 입는 우주복은 정확한 치수가 중요한데, 키가 5cm 커지면 팔다리 길이도 변하므로 우주복 조정이 필요합니다. 일부 우주비행사들은 임무 전에 여러 크기의 우주복을 준비해야 합니다.
다섯째, 좁은 공간에서의 불편함입니다. 국제우주정거장의 침낭, 의자, 작업 공간은 모두 평균 신장에 맞춰 설계되어 있습니다. 키가 갑자기 5cm 커지면 침낭이 짧게 느껴지고, 천장에 머리가 부딪칠 수 있습니다.
하지만 긍정적인 측면도 있습니다. 일부 우주비행사들은 지구에서 가졌던 만성 허리 통증이 우주에서 사라졌다고 보고합니다. 압축되었던 척추가 펴지면서 신경 압박이 완화되기 때문입니다. 또한 키가 크다는 것 자체를 재미있어하는 우주비행사들도 많습니다.
우주비행사들은 어떻게 대처할까요?
NASA와 다른 우주 기관들은 키 증가와 척추 건강 문제에 대처하기 위해 여러 방법을 개발했습니다.
첫째, 매일 2시간씩 운동하는 것이 필수입니다. 국제우주정거장에는 런닝머신, 자전거, 저항 운동 기구가 있으며, 우주비행사들은 엄격한 운동 프로그램을 따릅니다. 특히 척추와 코어 근육을 강화하는 운동이 중요합니다. 근육이 강하면 지구로 돌아왔을 때 척추를 더 잘 지탱할 수 있습니다.
둘째, 특수 설계된 바지를 입습니다. '하체 음압 장치(Lower Body Negative Pressure, LBNP)'라는 장비를 사용하여 하체에 부분적인 중력 효과를 만들어냅니다. 이 장비는 하체의 혈액을 다리 쪽으로 끌어당겨 지구와 비슷한 체액 분포를 만듭니다. 이것은 척추뿐만 아니라 심혈관계 건강에도 도움이 됩니다.
셋째, 스트레칭과 요가를 합니다. 우주비행사들은 정기적으로 척추 스트레칭을 하여 유연성을 유지하고 통증을 완화합니다. 일부 우주정거장에서는 요가 프로그램도 진행됩니다.
넷째, 약물 치료를 받습니다. 심한 허리 통증이 있을 때는 진통제나 근육 이완제를 복용합니다. 하지만 가능한 한 약물은 최소화하려고 노력합니다.
다섯째, 정기적인 건강 검진을 받습니다. 우주비행사들은 매주 척추 초음파 검사를 받아 디스크 상태를 모니터링하고, 문제가 발견되면 즉시 조치를 취합니다. 지상 관제센터의 의료팀이 24시간 건강 상태를 관리합니다.
여섯째, 새로운 기술이 개발되고 있습니다. 일부 연구자들은 인공 중력을 만드는 원심력 장치를 개발하고 있습니다. 회전하는 방에서 운동하면 원심력이 중력과 비슷한 효과를 만들어 척추에 적절한 압력을 가할 수 있습니다. 아직 실험 단계이지만, 미래의 화성 임무 같은 장기 우주 여행에서는 필수가 될 수 있습니다.
지구로 돌아오면 키가 다시 줄어들까요?
네, 다행히도 키는 다시 원래대로 돌아옵니다. 하지만 이 과정도 쉽지 않습니다.
지구로 귀환한 후 처음 며칠 동안 키가 빠르게 줄어들기 시작하며, 대부분의 키 변화는 2주 이내에 원래대로 회복됩니다. 중력이 다시 척추를 누르면서 디스크가 압축되고, 척추 곡선도 원래 상태로 돌아옵니다. 보통 한 달 정도면 완전히 출발 전 키로 돌아옵니다.
하지만 이 과정은 고통스러울 수 있습니다. 많은 우주비행사들이 지구 귀환 직후 심한 허리 통증을 경험합니다. 약해진 근육이 갑자기 중력의 무게를 지탱해야 하기 때문입니다. 어떤 우주비행사는 "마치 허리에 코끼리가 앉아 있는 것 같다"고 표현했습니다.
재활 프로그램이 매우 중요합니다. 우주비행사들은 귀환 후 수주에서 수개월 동안 물리치료와 재활 운동을 받습니다. 점진적으로 근력을 회복하고, 척추를 강화하며, 정상적인 자세와 균형을 되찾습니다. 장기 임무(6개월 이상)를 마친 우주비행사는 완전히 회복하는 데 6개월에서 1년이 걸릴 수 있습니다.
일부 우주비행사는 영구적인 변화를 경험합니다. 척추 높이 자체는 회복되지만, 척추 구조에 미세한 변화가 남을 수 있습니다. 디스크가 이전보다 약간 얇아지거나, 척추뼈 사이의 간격이 조금 변할 수 있습니다. 은퇴한 우주비행사들 중 일부는 만성 허리 통증이나 추간판 탈출증 같은 장기적인 척추 문제를 겪습니다.
흥미롭게도 두 번째, 세 번째 우주 임무에서는 키 증가가 첫 번째보다 적습니다. 이것은 척추가 우주 환경에 어느 정도 적응하고, 우주비행사들이 더 효과적인 운동과 대처 방법을 알게 되기 때문입니다. 경험 많은 우주비행사는 신참보다 척추 건강을 더 잘 관리할 수 있습니다.
최근 연구에 따르면 비타민 D와 칼슘 보충이 척추 건강 유지에 도움이 된다고 합니다. 우주에서는 햇빛을 받지 못해 비타민 D가 부족해지기 쉬운데, 이것이 뼈와 디스크 건강에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 우주비행사들은 임무 중 정기적으로 비타민 보충제를 복용합니다.
결론: 우주가 인체에 미치는 놀라운 영향
우주비행사의 키가 5cm나 자라는 현상은 단순히 신기한 사실이 아니라, 인체가 중력 환경에 얼마나 민감하게 반응하는지 보여주는 중요한 증거입니다. 무중력 환경에서 척추를 누르던 압력이 사라지면서 디스크가 팽창하고, 척추 곡선이 펴지면서 키가 증가합니다. 이 변화는 며칠 내에 일어나며, 평균 3~5cm, 최대 7cm까지 자랄 수 있습니다.
이 현상의 원리를 이해하면 중력이 우리 몸에 얼마나 중요한지 알 수 있습니다. 지구에서 우리는 중력을 당연하게 여기지만, 중력은 우리 골격, 근육, 심혈관계, 심지어 세포 수준까지 영향을 미칩니다. 중력이 없으면 척추뿐만 아니라 뼈 밀도가 감소하고, 근육이 위축되며, 심장 기능이 약해지고, 면역 체계도 영향을 받습니다.
키가 커지는 것은 겉으로는 좋아 보이지만, 실제로는 여러 건강 문제를 동반합니다. 약 70%의 우주비행사가 허리 통증을 경험하며, 척추 근육이 최대 30%까지 위축되고, 장기적으로는 추간판 탈출증 위험이 증가합니다. 이런 문제들에 대처하기 위해 우주비행사들은 매일 2시간씩 운동하고, 특수 장비를 사용하며, 정기적인 건강 검진을 받습니다.
다행히 지구로 돌아오면 키는 대부분 원래대로 회복됩니다. 중력이 다시 척추를 누르면서 디스크가 압축되고, 2주에서 한 달 내에 출발 전 키로 돌아옵니다. 하지만 척추 근육과 구조를 완전히 회복하려면 수개월의 재활이 필요하며, 일부 우주비행사는 영구적인 척추 문제를 겪기도 합니다.
이 연구는 미래의 우주 탐사에 중요한 시사점을 제공합니다. 화성 같은 먼 목적지로의 장기 우주 여행이 계획되고 있는데, 화성까지 가는 데만 6~9개월이 걸립니다. 이렇게 긴 무중력 노출은 척추와 전반적인 건강에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 인공 중력 시스템, 더 효과적인 운동 프로그램, 약물 치료 등 새로운 대책이 개발되고 있습니다.
우주비행사의 키 증가는 또한 지구에서의 건강 관리에도 교훈을 줍니다. 현대인들은 하루 종일 앉아서 생활하며 척추에 지속적인 압력을 가합니다. 정기적인 스트레칭, 올바른 자세, 코어 근육 강화 운동이 척추 건강에 얼마나 중요한지 우주 연구가 증명하고 있습니다.
우주비행사들의 경험은 인체의 놀라운 적응력도 보여줍니다. 몇 일 만에 5cm나 키가 자랄 수 있고, 지구로 돌아오면 다시 원래대로 돌아갑니다. 이것은 우리 몸이 환경 변화에 빠르게 반응하고 적응한다는 증거입니다. 인체는 수백만 년 동안 지구 중력에 최적화되어 진화했지만, 새로운 환경에서도 생존할 수 있는 유연성을 가지고 있습니다.
국제우주정거장에서 진행되는 척추 연구는 계속되고 있습니다. 과학자들은 더 정밀한 측정 장비와 영상 기술을 사용하여 디스크 변화를 실시간으로 관찰하고, 새로운 운동 프로그램과 치료법을 테스트합니다. 이런 연구는 우주비행사뿐만 아니라 지구에서 척추 질환을 앓는 수백만 명에게도 도움이 될 수 있습니다.
우주는 인체의 한계를 시험하는 극한 환경입니다. 하지만 동시에 인체의 경이로움을 발견하는 실험실이기도 합니다. 키가 5cm 자라는 것처럼 보이는 단순한 현상 뒤에는 복잡한 생리학적 메커니즘이 있으며, 이것을 이해하는 것은 인류가 우주로 나아가는 데 필수적입니다.
다음에 밤하늘에서 국제우주정거장이 지나가는 것을 보게 된다면, 그 안의 우주비행사들이 지금 5cm 더 커진 몸으로 떠다니며 연구하고 있다는 것을 생각해보세요. 그들의 척추는 인류의 우주 탐사를 위해 조용히 희생하고 있으며, 그들의 경험은 미래 세대가 우주에서 더 안전하게 생활할 수 있도록 귀중한 데이터를 제공하고 있습니다.
우주비행사의 키 증가는 단순한 호기심거리가 아니라, 중력과 인체의 관계, 우주 의학의 도전과제, 그리고 인류의 우주 진출 가능성에 대한 깊은 통찰을 제공하는 중요한 현상입니다. 우리가 지구를 벗어나 우주로 나아갈수록, 이런 작은 발견들이 모여 인류의 큰 도약을 가능하게 할 것입니다.