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우주 부적응 증후군

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목차

1. 개요

우주 부적응 증후군은 우주 비행 중 무중력 상태에 적응하지 못해 발생하는 현상으로, 현기증, 구토, 근육량 감소, 심혈관 계통에 영향 등을 동반한다. 증상은 멀미와 유사하나 멀미약이 잘 듣지 않으며, 최초의 경험자는 1961년 보스토크 2호의 게르만 티토프였다. 원인은 명확히 밝혀지지 않았으나, 무중력 상태에서 내이의 반고리관이 균형 감각을 잡지 못하기 때문이라는 가설이 있다. 치료는 시야를 제한하거나 눈을 감는 등의 비약물적 방법이 사용되며, 대부분 2~4일 내에 증상이 완화된다.

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우주 부적응 증후군

2. 증상

우주 부적응 증후군은 우주 비행사의 수행 능력을 저하시키고 안전을 위협할 수 있다.[6] 우주 비행사 스티븐 스미스는 "당신의 몸은 무중력 상태에 대처하도록 만들어지지 않았습니다. 하지만 누군가가 이를 어떻게 처리할지 예측할 방법은 없습니다. 평소에 차멀미를 하는 사람도 우주에서는 괜찮을 수 있고, 그 반대일 수도 있습니다."라고 말하며 개인차가 있음을 시사했다.

주요 원인으로는 감각 갈등 이론이 제시된다. 이는 전정 기관(균형 감각)과 시각 시스템이 서로 일치하지 않는 운동 상태 정보를 뇌에 전달할 때 발생하는 것으로 설명된다. 즉, 눈으로 보는 정보와 몸이 느끼는 정보가 달라 메스꺼움이나 방향 감각 상실과 같은 멀미 증상이 나타나는 것이다. 현대 감각 갈등 이론은 이러한 상태가 전정 기관과 시각 시스템이 신체와 주변 환경에 대해 동기화된 정보를 제공하지 못할 때 발생한다고 본다. 이 이론은 '신경 불일치'라고도 불리는데, 이는 단순히 감각 기관 간의 불일치뿐만 아니라, 현재의 감각 경험과 과거의 기억(장기 기억) 사이의 불일치를 의미하기도 한다. 이 과정에서 변연계가 중요한 역할을 할 수 있다고 여겨진다.[10] 아직 완벽한 이론은 없지만, 현재로서는 시각, 고유 수용성 감각, 체성 감각 입력 간의 불일치 또는 반고리관과 이석(귀돌) 입력 간의 불일치를 지적하는 감각 갈등 이론이 가장 유력하게 받아들여지고 있다.[11]

우주 적응 증후군 또는 우주 멀미는 주변 환경은 시각적으로 움직이는 것처럼 보이지만, 신체의 움직임 감각은 없는 경우에 발생할 수 있다. 이는 유인 우주 비행 중 중력 변화로 공간 감각이 손상될 때 나타난다.[5] ''사이언스 데일리''는 "중력은 우리의 공간 감각에 중요한 역할을 합니다. 우주 여행 중 무중력 상태로의 전환과 같은 중력 변화는 우리의 공간 감각에 영향을 미치며, 균형 시스템이 관여하는 많은 생리적 과정의 적응을 필요로 합니다. 이러한 적응이 불완전한 한, 메스꺼움, 시각적 환상 및 방향 감각 상실과 결부될 수 있습니다."라고 설명한다.[5] 수면 부족 또한 우주 멀미에 대한 민감도를 높여 증상을 악화시키고 더 오래 지속되게 할 수 있다.[10]

감각 갈등 가설에 따르면, 우주 멀미는 중력이 있는 환경에서 발생하는 일반적인 멀미(차량 멀미, 배 멀미, 비행기 멀미 등)와는 반대되는 상황이다. 일반적인 멀미는 주변 환경(차 안, 선실 등)은 시각적으로 움직이지 않는 것처럼 보이지만 몸은 움직임을 느끼는 경우에 발생한다. 현대의 멀미약은 일시적으로 전정 기관을 억제하여 우주 멀미를 포함한 다양한 형태의 방향 감각 상실에 대응할 수 있다. 그러나 우주 여행에서는 일반적으로 장기간 사용되지 않는데, 이는 약물의 졸음 등 부작용을 겪는 것보다 우주 비행사가 임무 초반 1~7일 동안 자연스럽게 적응하도록 하는 것이 더 낫다고 여겨지기 때문이다. 하지만 우주복을 착용할 때는 경피 패치 형태의 디멘히드리네이트 멀미 방지제가 일반적으로 사용된다. 우주복 안에서 구토할 경우 시야를 가리거나 공기 흐름을 막아 치명적일 수 있기 때문이다. 미국 항공우주국(NASA) 승무원은 발사 및 착륙 시, 그리고 우주 유영(EVA) 시에는 항상 우주복을 착용한다. 따라서 승무원의 적응 시간을 고려하여 임무 초반 며칠 동안은 EVA를 계획하지 않는 것이 일반적이며, 경피 디멘히드리네이트 패치는 추가적인 안전 조치로 사용된다.

2. 1. 일반적인 증상

우주 부적응 증후군은 우주 비행사의 수행 능력을 저하시킬 수 있으며, 작전 요구 사항을 위협하고 상황 인식을 저하시켜 미세 중력 환경에 노출된 사람들의 안전을 위협한다.[6]

주요 증상 및 신체적 영향은 다음과 같다.

  • 근육량 감소: 움직임의 어려움을 초래하며, 특히 우주 비행사가 지구로 귀환할 때 문제가 된다. 이는 비상 탈출 시 해치를 기어 올라가거나 비정상적인 공간을 통과하는 것을 극도로 어렵게 만들거나 불가능하게 하여 안전 문제를 야기한다.[6]
  • 뼈 흡수 및 수분 부족: 우주 환경에서의 뼈 흡수와 부적절한 수분 공급은 신장 결석 형성을 유발할 수 있다. 이로 인한 통증은 갑작스러운 활동 불능 상태를 초래할 수 있으며,[6] 만약 비행의 중요한 단계에서 이러한 상황이 발생한다면, 작업자 부상 및 사망으로 이어지는 캡슐 추락 사고가 발생할 수도 있다.[6]
  • 심혈관 계통 영향: 미세 중력 환경 노출은 단기적 및 장기적으로 심혈관 계통에 건강 영향을 미치며, 이는 지구 또는 일반 중력 환경으로 돌아온 후에도 노출된 사람들의 활동을 제한할 수 있다. 작업자 안전을 위해 미세 중력 환경을 다룰 때 적절한 예방 조치를 고려해야 한다.[7][8]
  • 기립성 불내성: 압력 저하와 심장의 일회 박출량 부족으로 인해 일시적인 의식 상실을 유발할 수 있다. 이러한 의식 상실은 영향을 받는 사람들을 위험한 상황에 처하게 할 수 있으며, 치명적인 결과를 초래할 수도 있다.[9]
  • 멀미 유사 증상: 현기증, 구토, 식욕 부진 등 일반적인 멀미와 유사한 증상이 나타나지만, 멀미약은 잘 듣지 않는다.[23] 사람이 미세 중력 또는 무중력 공간에 들어간 후 수 시간 안에 증상이 나타나며, 보통 3일에서 5일 정도 지속된다. 약 1주일 정도 지나면 많은 우주 비행사들이 회복된다.[23]


처음으로 우주 멀미를 경험한 사람은 보스토크 2호의 승무원 게르만 티토프였다. 이 때문에 이 증상을 '우주병', '우주 멀미' 외에도 그의 이름에서 따온 '티토프병'이라고도 부른다. 1960년대 후반까지 그 외에 우주 멀미를 겪은 사람이 없었기 때문에 초기에는 그의 개인적인 체질 문제로 여겨졌다.[24] 그러나 이후 연구를 통해, 평소 멀미를 한 번도 하지 않은 사람도 우주 멀미를 일으킬 수 있으며, 일반적인 멀미를 하기 쉬운지 여부와 우주 멀미를 하기 쉬운지 여부는 관련이 없다는 것이 밝혀졌다.[24]

동물도 우주 멀미를 겪는다는 사실이 확인되었다. 일본의 우주 비행사 모리 마모루는 우주에서 개구리를 사용한 동물 실험에서 개구리가 구토할 때와 같은 기묘한 행동을 보이는 것을 관찰했다.[25] 또한 1994년 무카이 치아키는 우주왕복선 컬럼비아 호에서 금붕어의 우주 멀미 실험을 실시하기도 했다.[25]

우주 부적응 증후군의 원인은 아직 명확히 밝혀지지 않은 부분이 많지만, 무중력 상태에서 내이의 반고리관이 균형 감각을 제대로 잡지 못하기 때문이라는 가설이 유력하게 제시되고 있다.[25]

2. 2. 심각한 증상

우주 부적응 증후군은 우주 비행사의 수행 능력을 저하시킬 수 있다.[5] 이는 작전 수행을 어렵게 만들고, 상황 인식을 떨어뜨리며, 미세 중력 환경에 있는 사람의 안전을 위협한다.[5]

근육 손실은 움직임을 어렵게 만들어, 특히 지구로 귀환할 때 문제가 된다. 만약 비상 탈출이 필요한 상황이 발생하면, 근육 손실로 인해 우주 비행사가 비상 탈출 해치를 기어가거나 착륙 사고 시 비정상적인 공간으로 탈출하는 것이 매우 어려워지거나 불가능해져 안전에 심각한 위협이 될 수 있다.

또한, 우주에서의 뼈 흡수와 불충분한 수분 섭취는 신장 결석 형성을 유발할 수 있다. 이로 인한 극심한 통증은 갑작스럽게 활동 불능 상태를 만들 수 있으며,[6] 만약 비행 중 중요한 단계에서 이런 상황이 발생한다면, 우주선 추락으로 이어져 작업자의 부상 및/또는 사망을 초래할 수도 있다.

미세 중력 환경에 노출되는 것은 단기적 및 장기적으로 심혈관 계통에 영향을 미치며, 이는 지구 또는 일반 중력 환경으로 돌아온 후에도 활동에 제약을 줄 수 있다. 따라서 작업자 안전을 위해 미세 중력 환경에서는 적절한 예방 조치를 고려해야 한다.[7][8] 기립성 불내성은 혈압 저하와 심장에서 한 번에 내보내는 혈액량 부족으로 인해 일시적인 의식 상실을 유발할 수 있다. 이러한 의식 상실은 영향을 받는 사람을 위험에 빠뜨리고 통제 불능 상태로 만들 수 있으며, 치명적인 결과를 초래할 수도 있다.[9]

3. 원인

> 당신의 몸은 무중력 상태에 대처하도록 만들어지지 않았습니다. 하지만 누군가가 이를 어떻게 처리할지 예측할 방법은 없습니다. 평소에 차멀미를 하는 사람도 우주에서는 괜찮을 수 있고, 그 반대일 수도 있습니다. 저는 차나 롤러코스터는 괜찮지만, 우주는 다른 문제입니다.

> — 스티븐 스미스

우주 부적응 증후군의 정확한 원인은 아직 연구 중이지만, 가장 유력하게 받아들여지는 설명은 감각 갈등 이론이다. 이는 무중력 상태에서 전정 기관과 시각 시스템이 뇌에 전달하는 정보가 서로 달라 발생하는 혼란으로 이해된다.[10][11] 특히 유인 우주 비행 시 겪게 되는 급격한 중력 변화는 신체의 공간 감각 시스템에 영향을 주어 적응 과정에서 메스꺼움, 방향 감각 상실 등의 증상을 유발할 수 있다.[5] 또한 수면 부족도 증상을 악화시키는 요인이 될 수 있다.[10]

일반적인 멀미 경험 유무와 우주 멀미 발생 가능성은 직접적인 관련이 없는 것으로 알려져 있다. 최초로 우주 멀미를 보고한 게르만 티토프의 사례 이후[24], 다양한 연구와 실험을 통해 사람뿐 아니라 개구리나 금붕어 같은 동물도 우주 멀미를 겪는다는 사실이 확인되었다.[25] 현재로서는 무중력 상태에서 내이의 반고리관 기능 이상 등이 원인으로 추정되고 있다.

3. 1. 감각 갈등 이론

전정 기관과 시각 시스템이 서로 일치하지 않는 운동 상태 정보를 전달할 때, 메스꺼움이나 방향 감각 상실과 같은 멀미 증상이 나타나는 경우가 많다. 현대의 감각 갈등 이론에 따르면, 이러한 증상은 전정 기관과 시각 시스템이 신체와 주변 환경에 대해 동기화되고 통일된 정보를 제공하지 못할 때 발생한다. 이 이론은 '신경 불일치'라고도 불리는데, 이는 단순히 전정 시스템과 시각 시스템 구성 요소 간의 불일치라기보다는, 현재 진행 중인 감각 경험과 장기 기억 사이의 불일치를 의미한다. 이 관점은 "감각 정보와 장기 기억의 통합, 멀미 증상의 발현, 그리고 항멀미 약물과 스트레스 호르몬이 변연계 기능에 미치는 영향에서 변연계의 역할을 강조한다. 변연계는 뇌의 신경 불일치 중심일 수 있다."[10] 현재까지 "멀미에 대한 완전한 이론은 없지만", "시각, 고유 수용성 및 체감각 입력 간의 불연속성 또는 반고리관과 이석 입력 간의 불연속성"을 지적하는 감각 갈등 이론이 가장 유력하게 받아들여지고 있다.[11]

우주 부적응 증후군, 즉 우주 멀미는 주변 환경이 시각적으로 움직이는 것처럼 보이지만 신체의 움직임 감각은 없는 상태에서 발생할 수 있는 멀미의 한 종류이다. 이러한 감각 부조화는 유인 우주 비행 중 중력의 변화로 인해 공간 감각이 손상될 때 나타날 수 있다.[5] 사이언스 데일리는 "중력은 우리의 공간 감각에 중요한 역할을 한다. 우주 여행 중 무중력 상태로의 전환과 같은 중력 변화는 우리의 공간 감각에 영향을 미치며, 균형 시스템과 관련된 많은 생리적 과정의 적응을 필요로 한다. 이러한 적응이 불완전할 경우 메스꺼움, 시각적 환상, 방향 감각 상실 등이 나타날 수 있다"고 설명한다.[5] 수면 부족 또한 우주 멀미에 대한 민감도를 높여 증상을 악화시키고 더 오래 지속되게 만들 수 있다.[10]

감각 갈등 가설에 따르면, 우주 멀미는 차량, 배, 비행기 등 중력이 있는 환경에서 발생하는 일반적인 멀미와는 반대되는 양상을 보인다. 일반적인 멀미는 차 안이나 선실처럼 주변 환경은 시각적으로 움직이지 않는 것처럼 보이지만, 신체는 움직임을 느끼는 경우에 발생한다. 반면 우주 멀미는 이와 대조적인 감각 불일치로 인해 발생한다. 현대의 멀미 약물은 일시적으로 전정 기관을 억제하여 우주 멀미를 포함한 다양한 형태의 방향 감각 상실에 대처할 수 있다. 하지만 우주 여행에서는 약물의 졸음이나 기타 부작용 때문에 장기간 복용하는 것보다, 우주 비행사가 임무 초기 1일에서 7일 동안 자연스럽게 환경에 적응하도록 두는 것이 더 낫다고 여겨져 약물 사용이 일반적이지는 않다. 그러나 우주복을 착용해야 하는 상황, 특히 우주 유영(EVA) 시에는 경피 패치 형태의 디멘히드리네이트 멀미 방지 패치를 일반적으로 사용한다. 이는 우주복 안에서 구토할 경우 시야를 가리거나 생명 유지에 필수적인 기류를 막아 치명적인 상황을 초래할 수 있기 때문이다. NASA의 승무원들은 보통 발사 및 착륙 시 우주복을 착용하며, EVA 시에는 항상 착용한다. 따라서 승무원들이 우주 환경에 적응할 시간을 주기 위해 임무 초반 며칠 동안은 EVA를 계획하지 않는 것이 일반적이며, 디멘히드리네이트 패치는 추가적인 안전 조치로 사용된다.

3. 2. 신경 불일치 이론

전정 기관과 시각 시스템이 서로 다른 운동 상태 정보를 전달할 때 멀미 증상인 메스꺼움이나 방향 감각 상실 등이 나타나는 경우가 많다. 현대의 감각 갈등 이론(Sensory Conflict Theory)에 따르면, 이러한 상태는 전정 기관과 시각 시스템이 신체와 주변 환경에 대해 일치된 정보를 제공하지 못할 때 발생한다. 이 이론은 신경 불일치(Neural Mismatch) 이론이라고도 불리는데, 이는 단순히 전정계와 시각계 구성 요소 간의 불일치뿐만 아니라, 현재의 감각 경험과 장기 기억 사이의 불일치를 의미한다. 특히 감각 정보와 장기 기억의 통합, 멀미 증상 발현, 항멀미 약물 및 스트레스 호르몬이 변연계 기능에 미치는 영향 등에서 변연계의 중요한 역할을 강조하며, 변연계가 뇌의 신경 불일치 중심일 수 있다고 본다.[10]

현재까지 "멀미에 대한 완전한 이론은 아직 존재하지 않지만"[11], "시각, 고유 수용성 및 체감각 입력 간의 불연속성 또는 반고리관과 이석 입력 간의 불연속성"을 원인으로 지목하는 감각 갈등 이론이 가장 설득력 있는 설명으로 받아들여지고 있다.[11]

우주 부적응 증후군(Space Adaptation Syndrome, SAS) 또는 우주 멀미는 이러한 감각 불일치로 인해 발생하는 멀미의 한 종류이다. 주변 환경은 시각적으로 움직이는 것처럼 보이지만, 신체는 움직임을 감지하지 못하는 상태에서 발생하며, 이는 유인 우주 비행 중 중력 변화로 공간 감각이 혼란을 겪을 때 나타날 수 있다.[5] ''사이언스 데일리''는 "중력은 우리의 공간 감각에 중요한 역할을 한다. 우주 여행 중 무중력 상태로의 전환과 같은 중력 변화는 우리의 공간 감각에 영향을 미치며, 균형 시스템이 관여하는 많은 생리적 과정의 적응을 필요로 한다. 이러한 적응이 불완전하면 메스꺼움, 시각적 환상 및 방향 감각 상실과 같은 증상이 나타날 수 있다"고 설명한다.[5] 또한 수면 부족은 우주 멀미에 대한 민감도를 높여 증상을 악화시키고 더 오래 지속되게 만들 수 있다.[10]

감각 갈등 가설에 따르면, 우주 멀미는 지상에서 겪는 일반적인 멀미(차량, 배, 비행기 멀미 등)와는 반대되는 상황에서 발생한다. 지상 멀미는 주변 환경(차 안, 선실 등)은 시각적으로 정지해 있는 것처럼 보이지만 신체는 움직임을 느끼는 경우에 발생하는 반면, 우주 멀미는 시각적으로는 움직임이 감지되지만 신체는 움직임을 느끼지 못하는 불일치 때문에 발생한다.

현대의 멀미 약물은 일시적으로 전정 기관을 억제하여 우주 멀미를 포함한 다양한 형태의 방향 감각 상실에 대처할 수 있다. 하지만 우주 비행사들이 처음 며칠 동안 자연스럽게 무중력 상태에 적응하도록 하는 것이 약물의 졸음이나 다른 부작용을 감수하는 것보다 낫다고 여겨지기 때문에, 장기간의 우주 여행에서는 약물 사용이 일반적이지 않다. 그러나 우주복을 착용해야 하는 상황에서는 경피 패치 형태의 디멘히드리네이트 멀미약이 흔히 사용된다. 이는 우주복 안에서 구토할 경우 시야를 가리거나 생명 유지에 필수적인 기류를 막아 매우 위험할 수 있기 때문이다. 미국 항공우주국(NASA) 승무원들은 일반적으로 발사 및 착륙 시, 그리고 우주 유영(EVA) 시에는 항상 우주복을 착용한다. 따라서 임무 초반 며칠 동안은 우주 비행사들이 적응할 시간을 주기 위해 EVA를 계획하지 않는 것이 일반적이며, 디멘히드리네이트 패치는 만일의 사태에 대비한 추가적인 안전 조치로 사용된다.

3. 3. 중력 변화로 인한 공간 감각 손상

우주 부적응 증후군 또는 우주 멀미는 주변 환경이 시각적으로 움직이는 것처럼 보이지만 신체의 움직임에 대한 감각은 없는 경우 발생할 수 있는 일종의 멀미이다. 이러한 부조화 상태는 유인 우주 비행 중 중력 변화로 인해 공간 감각이 손상될 때 발생할 수 있다.[5] ''사이언스 데일리''에 따르면, "중력은 우리의 공간 감각에 중요한 역할을 한다. 우주 여행 중 무중력 상태로의 전환과 같은 중력 변화는 우리의 공간 감각에 영향을 미치며, 균형 시스템이 관여하는 많은 생리적 과정의 적응을 필요로 한다. 이러한 적응이 불완전한 한, 메스꺼움, 시각적 환상 및 방향 감각 상실과 결부될 수 있다."[5]

전정 기관과 시각 시스템이 일치하지 않는 운동 상태를 보고하면, 종종 메스꺼움과 방향 감각 상실과 같은 멀미 증상이 나타난다. 현대 감각 갈등 이론에 따르면, 이러한 상태는 전정 기관과 시각 시스템이 신체와 주변 환경에 대한 동기화되고 통일된 표현을 제시하지 못할 때 발생한다. 이 이론은 또한 신경 불일치라고도 알려져 있으며, 이는 전정 및 시각 시스템 구성 요소 간의 불일치보다는 진행 중인 감각 경험과 장기 기억 간의 불일치를 의미한다. 이는 "감각 정보와 장기 기억 통합, 멀미 증상 발현, 그리고 항멀미 약물과 스트레스 호르몬이 변연계 기능에 미치는 영향에 있어서 변연계의 역할을 강조한다. 변연계는 뇌의 신경 불일치 중심일 수 있다."[10] 현재 "멀미에 대한 완전한 이론은 아직 존재하지 않지만", "시각, 고유 수용성 및 체감각 입력 간의 불연속성 또는 반고리관과 이석 입력 간의 불연속성"을 언급하는 감각 갈등 이론이 가장 유효할 수 있다.[11]

감각 갈등 가설에 따르면, 우주 멀미는 차량 멀미, 배 멀미 또는 비행기 멀미와 같이 중력이 있는 상태에서 발생하는 일종의 멀미 관련 방향 감각 상실과 반대이다. 이러한 경우, 우주 멀미와는 대조적으로, 주변 환경은 (차 안, 비행기 또는 배의 선실과 같이) 시각적으로 움직이지 않는 것처럼 보이지만, 신체는 움직이는 것처럼 느껴진다.

현기증, 구토, 식욕 부진 등, 증상은 멀미와 비슷하지만, 멀미약은 잘 듣지 않는다. 사람이 미세 중력 ~ 무중력 공간에 들어간 후 수 시간 안에 일어나며, 그 상태가 며칠(3~5일 정도) 지속된다. 1주일 정도 지나면 많은 우주 비행사들은 회복된다[23]。수면 부족 또한 우주 멀미에 대한 감수성을 증가시켜 증상을 악화시키고 더 오래 지속되게 할 수 있다.[10]

현대 멀미 약물은 일시적으로 전정 기관을 억제하여 우주 멀미를 포함한 다양한 형태의 방향 감각 상실에 대응할 수 있지만, 우주 여행에 사용되는 경우는 드물다. 왜냐하면 장기간 복용하는 약물의 졸음 및 기타 부작용을 겪는 것보다 처음 1~7일 동안 우주 여행자가 자연스럽게 적응하도록 하는 것이 더 낫다고 여겨지기 때문이다. 그러나 경피 패치 디멘히드리네이트 멀미 방지 패치는 일반적으로 우주복을 착용할 때마다 사용된다. 왜냐하면 우주복에 구토하는 것은 시야를 가리거나 기류를 막아 치명적일 수 있기 때문이다. 우주복은 일반적으로 NASA 승무원이 발사 및 착륙 중에 착용하며, 우주 유영(EVA) 시에는 항상 착용한다. 따라서 승무원이 적응할 수 있도록 임무 초반 며칠 동안은 EVA를 일반적으로 계획하지 않으며, 경피 디멘히드리네이트 패치는 추가적인 백업 조치로 일반적으로 사용된다.

처음으로 우주 멀미를 경험한 사람은 보스토크 2호의 승무원 게르만 티토프였으며, 이 때문에 이 증례를 우주병, 우주 멀미 외에도 그의 이름에서 따온 티토프병이라고도 불린다. 1960년대 후반까지 그 외에 우주 멀미를 겪은 사람이 없었기 때문에 그의 체질 때문이라고 여겨졌다[24]。그러나 멀미를 한 번도 하지 않은 사람도 우주 멀미를 일으킨 연구 결과도 있어, 멀미를 하기 쉬운지 여부와 우주 멀미를 하기 쉬운지 여부는 관련이 없다고 한다.

또한 모리 마모루 우주 비행사가 우주에서 개구리를 사용한 동물 실험에서도 구토를 할 때와 같은 기묘한 행동을 보인 것으로 인해, 동물도 우주 멀미를 일으킨다는 것을 알 수 있다[25]。그 외에도 1994년 무카이 치아키가 우주왕복선 컬럼비아 호에서 금붕어의 우주 멀미 실험을 실시했다.

원인은 미해명된 부분이 많지만, 무중력 상태에서 내이의 반고리관이 균형 감각을 잡을 수 없기 때문이라는 가설이 있다. 우주 부적응 증후군은 작전 요구 사항을 위협하고, 상황 인식을 저하시키며, 미세 중력 환경에 노출된 사람들의 안전을 위협한다.[6][7][8]

3. 4. 기타

우주 부적응 증후군은 우주 비행사의 수행 능력을 저하시킬 수 있다. 우주 부적응 증후군은 작전 요구 사항을 위협하고, 상황 인식을 저하시키며, 미세 중력 환경에 노출된 사람들의 안전을 위협한다. 근육량 감소는 움직임의 어려움을 초래하며, 특히 우주 비행사가 지구로 귀환할 때 문제가 된다. 이는 비상 탈출의 필요성이 발생할 경우 안전 문제로 이어진다. 근육 손실은 우주 비행사가 비상 탈출 해치를 기어 올라가거나, 착륙 사고 시 비정상적인 탈출 공간을 만드는 것을 극도로 어렵게 만들거나 불가능하게 만든다. 또한, 우주에서의 뼈 흡수와 부적절한 수분 공급은 신장 결석의 형성을 유발할 수 있으며, 그로 인한 통증으로 갑작스러운 무능력 상태를 초래할 수 있다.[6] 만약 이것이 비행의 중요한 단계에서 발생한다면, 작업자 부상 및/또는 사망으로 이어지는 캡슐 추락이 발생할 수 있다. 미세 중력 환경에 노출되면 단기적 및 장기적 건강 영향이 심혈관 계통에서 나타나며, 이는 지구 또는 일반 중력 환경으로 돌아온 후 노출된 사람들을 제한한다. 작업자 안전을 위해 미세 중력 환경을 다룰 때 적절한 예방 조치를 고려해야 한다.[7][8] 기립성 불내성은 압력과 일회 박출량 부족으로 인해 일시적인 의식 상실을 유발할 수 있다. 이러한 의식 상실은 영향을 받는 사람들을 억제하고 위험하게 만들 수 있으며, 치명적인 결과를 초래할 수 있다.[9]

> 당신의 몸은 무중력 상태에 대처하도록 만들어지지 않았습니다. 하지만 누군가가 이를 어떻게 처리할지 예측할 방법은 없습니다. 평소에 차멀미를 하는 사람도 우주에서는 괜찮을 수 있고, 그 반대일 수도 있습니다. 저는 차나 롤러코스터는 괜찮지만, 우주는 다른 문제입니다.

> — 스티븐 스미스

전정 기관과 시각 시스템이 일치하지 않는 운동 상태를 보고하면, 종종 메스꺼움과 방향 감각 상실과 같은 멀미 증상이 나타난다. 현대 감각 갈등 이론에 따르면, 이러한 상태는 전정 기관과 시각 시스템이 신체와 주변 환경에 대한 동기화되고 통일된 표현을 제시하지 못할 때 발생한다. 이 이론은 또한 신경 불일치라고도 알려져 있으며, 이는 전정 및 시각 시스템 구성 요소 간의 불일치보다는 진행 중인 감각 경험과 장기 기억 간의 불일치를 의미하며, "감각 정보와 장기 기억 통합, 멀미 증상 발현, 그리고 항멀미 약물과 스트레스 호르몬이 변연계 기능에 미치는 영향에 있어서 변연계의 역할을 강조한다. 변연계는 뇌의 신경 불일치 중심일 수 있다."[10] 현재 "멀미에 대한 완전한 이론은 아직 존재하지 않지만", 현재 "시각, 고유 수용성 및 체감각 입력 간의 불연속성 또는 반고리관과 이석 입력 간의 불연속성"을 언급하는 감각 갈등 이론이 가장 유효할 수 있다.[11]

우주 적응 증후군 또는 우주 멀미는 주변 환경이 시각적으로 움직이는 것처럼 보이지만 신체의 움직임에 대한 감각이 없는 경우 발생할 수 있는 일종의 멀미이다. 이러한 부조화 상태는 유인 우주 비행 중 중력 변화로 인해 공간 감각이 손상될 때 발생할 수 있다.[5] ''사이언스 데일리''에 따르면, "중력은 우리의 공간 감각에 중요한 역할을 한다. 우주 여행 중 무중력 상태로의 전환과 같은 중력 변화는 우리의 공간 감각에 영향을 미치며, 균형 시스템이 관여하는 많은 생리적 과정의 적응을 필요로 한다. 이러한 적응이 불완전한 한, 메스꺼움, 시각적 환상 및 방향 감각 상실과 결부될 수 있다."[5] 수면 부족 또한 우주 멀미에 대한 감수성을 증가시켜 증상을 악화시키고 더 오래 지속되게 할 수 있다.[10]

감각 갈등 가설에 따르면, 우주 멀미는 차량 멀미, 배 멀미 또는 비행기 멀미와 같이 중력이 있는 상태에서 발생하는 일종의 멀미 관련 방향 감각 상실과 반대이다. 이러한 경우, 우주 멀미와는 대조적으로, 주변 환경은 (차 안, 비행기 또는 배의 선실과 같이) 시각적으로 움직이지 않는 것처럼 보이지만, 신체는 움직이는 것처럼 느껴진다. 현대 멀미 약물은 일시적으로 전정 기관을 억제하여 우주 멀미를 포함한 다양한 형태의 방향 감각 상실에 대응할 수 있지만, 우주 여행에 사용되는 경우는 드물다. 왜냐하면 장기간 복용하는 약물의 졸음 및 기타 부작용을 겪는 것보다 처음 1~7일 동안 우주 여행자가 자연스럽게 적응하도록 하는 것이 더 낫다고 여겨지기 때문이다. 그러나 경피 패치 디멘히드리네이트 멀미 방지 패치는 일반적으로 우주복을 착용할 때마다 사용된다. 왜냐하면 우주복에 구토하는 것은 시야를 가리거나 기류를 막아 치명적일 수 있기 때문이다. 우주복은 일반적으로 미국 항공우주국(NASA) 승무원이 발사 및 착륙 중에 착용하며, 우주 유영(EVA) 시에는 항상 착용한다. 따라서 승무원이 적응할 수 있도록 임무 초반 며칠 동안은 EVA를 일반적으로 계획하지 않으며, 경피 디멘히드리네이트 패치는 추가적인 백업 조치로 일반적으로 사용된다.

4. 경과

현기증, 구토, 식욕 부진 등, 증상은 멀미와 비슷하지만, 멀미약은 잘 듣지 않는다. 사람이 미세 중력 ~ 무중력 공간에 들어간 후 수 시간 안에 일어나며, 그 상태가 며칠(3~5일 정도) 지속된다. 1주일 정도 지나면 많은 우주 비행사들은 회복된다[23]。

처음으로 우주 멀미를 경험한 사람은 보스토크 2호의 승무원 게르만 티토프였다. 이 때문에 이 증상을 우주병, 우주 멀미 외에도 그의 이름에서 따온 티토프병이라고도 부른다. 1960년대 후반까지 그 외에 우주 멀미를 겪은 사람이 없었기 때문에 그의 개인적인 체질 문제로 여겨지기도 했다[24]。

평소 멀미를 한 번도 하지 않은 사람도 우주 멀미를 겪는 경우가 있어, 멀미를 하기 쉬운 체질과 우주 멀미를 겪기 쉬운 체질 사이에는 관련이 없다고 알려져 있다.

동물도 우주 멀미를 겪는 것으로 보인다. 모리 마모루 우주 비행사가 우주에서 개구리를 이용한 동물 실험에서 개구리가 구토와 유사한 기묘한 행동을 보였으며[25], 1994년 무카이 치아키는 우주왕복선 컬럼비아 호에서 금붕어를 이용한 우주 멀미 실험을 실시하기도 했다.

정확한 원인은 아직 밝혀지지 않았지만, 무중력 상태에서 내이의 반고리관이 균형 감각을 제대로 잡지 못하기 때문이라는 가설이 유력하다.

5. 치료 및 관리

우주 부적응 증후군은 우주 비행사의 임무 수행 능력을 떨어뜨릴 수 있으며, 작전 수행에 필요한 상황 인식을 저해하고 미세 중력 환경에 노출된 인원의 안전을 위협한다. 예를 들어, 근육량 감소는 움직임을 어렵게 만들어 지구 귀환 시 비상 탈출 능력을 저하시킬 수 있다. 우주 환경에서의 뼈 흡수와 불충분한 수분 섭취는 신장 결석 형성 위험을 높여 갑작스러운 통증으로 임무 수행이 불가능해질 수 있으며[6], 이는 비행 중 위험한 상황으로 이어질 수 있다. 또한 심혈관 계통의 변화로 인한 기립성 불내성은 일시적 의식 상실을 유발하여 치명적인 결과를 초래할 수도 있다.[7][8][9]

이러한 위험 때문에 우주 부적응 증후군에 대한 적절한 관리와 치료가 중요하다. 주요 관리 방법으로는 비약물적 접근과 약물 치료가 있으며, 이는 개인의 상태와 임무 상황에 따라 적용된다. 구체적인 치료 방법과 증상 완화 전략은 하위 섹션에서 더 자세히 다룬다.

5. 1. 비약물적 치료

육상 멀미와 우주 부적응 증후군은 원인이 반대인 만큼 비약물적 치료법도 서로 다르다. 일반적으로 멀미는 보고 느끼는 감각 정보의 불일치, 즉 감각 갈등 때문에 발생하며, 이를 다시 동기화하는 것이 가장 직접적인 치료법이다. 대부분의 육상 멀미는 창밖을 보거나 배의 갑판으로 나가 바다를 보는 것처럼 시각 정보를 움직임과 일치시키면 완화된다. 반면, 우주 부적응 증후군의 경우, 몸이 우주 환경에 적응할 때까지 책이나 작은 화면처럼 시야를 좁은 영역으로 제한하거나, 메스꺼움이 가라앉을 때까지 눈을 감는 것이 도움이 될 수 있다. 하지만 일부 연구에서는 단순히 시각 정보를 차단하는 것만으로는 증상 완화 효과가 없으며, 멀미는 신체적, 시각적, 가상적 움직임에 노출될 때 발생할 수 있고 기능하는 전정 시스템이 없는 사람만이 완전히 면역된다고 주장하기도 한다.[10]

뱃멀미나 차멀미처럼 우주 부적응 증후군의 증상도 경미한 메스꺼움과 방향 감각 상실에서부터 구토와 심한 불편함까지 다양하게 나타난다. 두통과 메스꺼움은 흔히 보고되는 증상이다. 기록된 가장 심각한 사례는 1985년 우주 왕복선 STS-51-D 임무에 참여했던 제이크 가른 상원 의원의 경우이다. NASA는 나중에 우스갯소리로 우주 부적응 증후군에 대한 반응을 측정하기 위해 비공식적인 "가른 척도"를 사용하기 시작했다. 대부분의 경우 증상은 2~4일 동안 지속된다. "가른"의 유래에 대해 질문을 받자 로버트 E. 스티븐슨은 다음과 같이 말했다:[12]

"제이크 가른은 아팠고, 꽤 아팠습니다. 그런 이야기를 해도 될지 모르겠네요. 어쨌든 제이크 가른은 우주 비행사들 사이에서 누구나 도달할 수 있는 최대 수준의 우주 부적응 증후군을 대표하기 때문에 우주 비행단에 족적을 남겼습니다. 그래서 완전히 아프고 완전히 무능한 정도는 1가른입니다. 대부분의 사람들은 기껏해야 0.1가른 정도일 것입니다. 그리고 우주 비행단 내에서 그는 영원히 그렇게 기억될 것입니다."

가른이 임무를 수행한 목적 중 하나는 우주 멀미에 대한 실험을 그에게 적용하는 것이었다. 누군가 우주 부적응 증후군을 경험할지 예측하는 것은 불가능하다. 차멀미를 겪는 사람이 우주 부적응 증후군을 겪지 않을 수도 있고 그 반대일 수도 있다. 훌륭한 신체 상태를 유지한 가른은 STS-51-D 전에 구토 혜성에서 아프지 않았다. 스카이랩 3의 세 명의 우주 비행사 모두 메스꺼움을 겪었지만 스카이랩 2의 세 명은 그렇지 않았고, 이 질병은 처음 며칠 동안 그들의 업무에 영향을 미쳐 NASA 의사들을 걱정시켰다.[13]

경험이 풍부한 조종사이자 우주 여행자도 우주 부적응 증후군을 겪을 수 있다. 가른은 16세에 조종을 시작[14]하여 STS-51-D 전에 17,000시간 동안 다양한 군용 항공기를 조종했는데, 이는 어떤 NASA 우주 비행사보다도 많았다. 찰스 D. 워커는 이전에 우주 왕복선을 탄 적이 있음에도 불구하고 같은 비행에서 아팠다.[15][16] 스카이랩 3호의 승무원들은 여섯 번의 소규모 식사를 세 번의 대규모 식사 대신 먹거나, 단순히 우주에 익숙해짐으로써 빠르게 회복되었지만, 스카이랩 4의 승무원 중 한 명은 항구토제를 사용했음에도 불구하고 아팠다. 스티븐 스미스는 네 번의 우주 왕복선 비행에서 100번 토했다고 추정했다.[17]

우주 비행 중에 발생하는 우주 부적응 증후군은 전정 시스템이 중력에 다시 적응할 때까지 착륙 후 며칠 동안 지속될 수도 있다.[18]

5. 2. 약물 치료

현대의 멀미 약물은 일시적으로 전정 기관을 억제하여 우주 멀미를 포함한 다양한 형태의 방향 감각 상실에 대응할 수 있다. 하지만 우주 비행 중에는 약물을 잘 사용하지 않는데, 이는 장기간 복용할 경우 졸음과 같은 부작용이 우려되기 때문이다. 따라서 일반적으로 우주 비행 초반 1일에서 7일 동안은 우주 비행사가 무중력 환경에 자연스럽게 적응하도록 기다리는 편이다.

그러나 예외적으로 우주복을 착용할 때는 경피 패치 형태의 디멘히드리네이트 멀미 방지 패치를 흔히 사용한다. 우주복 안에서 구토할 경우, 구토물이 시야를 가리거나 공기 흐름을 막아 생명에 위협이 될 수 있기 때문이다.[12] 미국 항공우주국(NASA) 승무원들은 보통 발사 및 착륙 과정에서 우주복을 착용하며, 우주 유영(EVA) 시에는 항상 착용한다. 이러한 이유로 임무 초반 며칠 동안은 승무원들이 환경에 적응할 시간을 주기 위해 우주 유영을 계획하지 않는 경우가 많으며, 디멘히드리네이트 패치는 만일의 사태에 대비한 추가적인 안전 조치로 사용된다.

약물 치료가 항상 효과적인 것은 아니어서, 스카이랩 4 임무에서는 승무원 중 한 명이 항구토제를 사용했음에도 불구하고 증상을 겪었다.

6. 역사

1961년 8월, 소련의 우주 비행사 게르만 티토프는 보스토크 2호 임무 중 우주 멀미를 최초로 경험했으며, 우주 공간에서 구토를 한 첫 번째 사람이기도 하다.[19] 이 때문에 이 증상을 그의 이름을 따 '티토프병'이라고 부르기도 한다.[24]

초기 미국의 머큐리나 제미니 계획과 같은 우주 비행에서는 우주 멀미 사례가 거의 보고되지 않았다. 이는 당시 우주선 내부가 매우 좁아 우주 비행사의 머리 움직임이 거의 제한되었기 때문으로 추정된다. 우주 멀미는 몸, 특히 머리를 자유롭게 움직일 수 있을 때 더 심해지는 경향이 있어, 비교적 넓은 공간을 제공하는 후기 우주선에서 더 흔하게 나타났다.[20]

우주 멀미의 증상은 일반적인 멀미와 유사하여 현기증, 구토, 식욕 부진 등을 포함하지만, 일반 멀미약은 효과가 크지 않다. 증상은 보통 미세 중력 또는 무중력 환경에 노출된 지 수 시간 내에 나타나며, 3일에서 5일 정도 지속되다가 대부분의 우주 비행사는 일주일 정도 지나면 환경에 적응하여 회복한다.[23]

1960년대 후반까지 게르만 티토프 외에는 우주 멀미를 겪은 사례가 드물었기 때문에, 당시에는 이를 티토프 개인의 특이 체질 문제로 여기기도 했다.[24] 그러나 이후 연구를 통해 평소 멀미를 전혀 하지 않는 사람도 우주 멀미를 경험할 수 있다는 사실이 밝혀져, 일반적인 멀미 경험 여부와 우주 멀미 발생 가능성 사이에는 직접적인 관련이 없는 것으로 여겨진다.

동물도 우주 멀미를 겪는다는 사실이 실험을 통해 확인되었다. 일본의 우주 비행사 모리 마모루는 우주에서 개구리를 이용한 실험 중 개구리가 구토할 때와 유사한 행동을 보이는 것을 관찰했다.[25] 또한 1994년에는 무카이 치아키가 우주왕복선 컬럼비아호에서 금붕어를 이용해 우주 멀미 실험을 진행하기도 했다.

우주 멀미의 정확한 원인은 아직 완전히 밝혀지지 않았지만, 무중력 상태에서 귀 안쪽 내이에 있는 반고리관이 균형 감각을 제대로 유지하지 못하기 때문에 발생한다는 가설이 유력하다.

참조

[1] 웹사이트 Mixed Up in Space https://science.nasa[...] NASA 2001-08-07
[2] 웹사이트 Flying The Vomit Comet Has Its Ups And Downs http://www.space.com[...] space.com 1999-10-20
[3] 웹사이트 Reduced Gravity: Vomit Comet Blog http://www.physicsce[...] 2007-11-07
[4] 간행물 Addicted to space: An appreciation of Anousheh Ansari, Part II 2007-04
[5] 웹사이트 Why Do Astronauts Suffer From Space Sickness? https://www.scienced[...] ScienceDaily 2008-05-23
[6] 간행물 Bone metabolism and renal stone risk during International Space Station missions
[7] 서적 Cardiovascular System, Red Blood Cells, and Oxygen Transport in Microgravity Springer 2016-07-14
[8] 간행물 An Episode of Ventricular Tachycardia During Long-Duration Spaceflight
[9] 서적 Fundamentals of space medicine Published jointly by Microcosm Press 2011
[10] 간행물 Motion sickness: More than nausea and vomiting
[11] 간행물 Sensory conflict theory of space motion sickness: An anatomical location for the neuroconflict
[12] 웹사이트 Interview with Dr. Robert Stevenson http://www.jsc.nasa.[...] Johnson Space Center Oral History Project 2022-07-13
[13] 서적 From Engineering Science to Big Science: The NACA and NASA Collier Trophy Research Project Winners https://history.nasa[...] NASA
[14] 잡지 Jake Skywalker: A Senator boards the shuttle http://www.time.com/[...] 2011-04-13
[15] 인터뷰 Charles F. Bolden https://historycolle[...] 2004-01-06
[16] 인터뷰 Oral History Transcript https://historycolle[...] 2005-04-14
[17] 뉴스 The next astronaut on the moon will be a woman https://www.telegrap[...] 2020-06-17
[18] 간행물 Vestibular function and space motion sickness
[19] 서적 Guinness World Records 2013 https://archive.org/[...] Guinness World Records 2012
[20] 웹사이트 The Effects of Long-Duration Space Flight on Eye, Head, and Trunk Coordination During Locomotion http://lsda.jsc.nasa[...] NASA Johnson Space Center 2008-02-07
[21] 웹사이트 宇宙医学のミニレビューと宇宙酔い https://repo.lib.tok[...] 2002-12-25
[22] Kotobank 宇宙不適応症候群
[23] 서적 前庭神経系と宇宙酔い:『宇宙航空医学入門』第3章(7) 鳳文書林出版
[24] 문서 小尾信彌代表『原色現代科学大事典 1―宇宙』、[[学習研究社]]、1969年再版、P452。
[25] 웹사이트 宇宙に生命を探し 生命に宇宙を見る —宇宙生物科学の課題— http://www.isas.ac.j[...] 宇宙科学研究所 2007-02-09


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