곤충과 스마트팜이 펼칠 우주 식량의 미래

우주인들을 위한 식용곤충과 스마트팜

[객원 에디터 6기 / 이지윤 기자] 우주인들이 우주에 가기 위해 필요한 장비와 물품들을 떠올려보면 주로 우주선과 우주복을 생각하지만, 사실 어쩌면 우주선과 우주복보다 더 중요한 것이 있다. 바로 우주인들이 무엇을 먹을 것인지에 관한 우주 식량 문제이다. 그리고 그 대안으로 곤충과 스마트팜이 거론되고 있다.

지난 수십 년 동안 우주인들은 미리 포장된 음식으로 우주에서 끼니를 해결했다. 미리 가공된 음식을 먹으면 음식의 맛과 향기를 어느 정도 보존할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 장거리 탐사 임무의 경우 짧게는 5년 길게는 20년 가까이 비행해야 하기 때문에 10여 년치의 가공된 식량을 탐사선에 실어야 한다. 예를 들면, 네 명 정도의 사람들이 아홉 달에 걸려 화성에 갔다가 다시 지구로 돌아오는 경우, 하루 1인분의 식사량이 1.8kg이라고 가정하면 필요한 가공 음식은 4.5톤이 넘는다. 이러한 가공식품은 대부분 열처리하거나 동결건조 시키기 때문에 1년이 지나면 주요 비타민 함량이 급격히 떨어진다. 따라서, 만약의 사태를 대비해 탐사선에는 최소 5년 여치의 가공 우주 식품을 실어야 하는데, 이는 현재의 기술로는 실현 가능하지 않다. 

포장 음식의 이러한 단점을 해결하기 위해 제시된 대안책은 바로 우주 농업이다. 앞서 말했듯이 미리 포장된 음식으로 섭취할 수 있는 비타민의 양이 현저히 적기 때문에, 우주인들이 충분한 양의 영양소와 비타민을 장기간 동안 섭취할 수 있도록 하기 위해서는 현지에서 작물을 재배하는 우주 농업만이 유일한 해답이다.

우주 농업의 가장 대표적인 사례로는 스마트팜이 있다. 스마트팜이란 정보통신 기술을 활용하여 시공간의 제약 없이 작물을 기르고 관측하는 최첨단 농업 방식인데, 이 중에서 수직형 스마트팜은 스마트팜의 가장 대표적이면서 급진적인 예이다. 이러한 수직형 스마트팜은 IT 기술을 활용함으로써 빛, 열, 공기, 양분 등 작물의 성장에 필요한 생육환경을 인공적으로 제어하고, 이러한 고도의 환경제어를 통해 대량 주년 생산을 실행 또는 계획할 수 있다. 이러한 수직 스마트팜은 일반 농장에 비하면 생산성이 40-100배이고, 물 소비는 일반 농장의 2-10%만 필요로 하기 때문에 우주에서 작물을 기르기에 최적화되어 있다. 

하지만 우주인들이 풀만 먹고살 수는 없는 법이다. 당연하지만, 우주인들은 식물에서는 얻을 수 없는 단백질을 가지고 있는 식량이 필요하다. 실제 가축을 기르는 것이 우주인들에게는 가장 이상적이겠지만, 우주에서 가축을 기르기 위해서는 전체 면적의 70%나 되는 면적을 가축을 위해 사용해야 할 뿐만 아니라, 우주인들이 육식을 할 때 나오는 온실 가스와 메탄가스의 양은 어마어마하다. 이처럼 가축을 우주에서 기르는 것에 대한 우려가 많기 때문에, 우주 식량 연구원들은 가축을 대신해 우주인들이 단백질을 섭취할 수 있는 대체제를 생각해 냈다. 그 대체재는 바로 식용 곤충이다.

곤충은 기르는데 넓은 면적과 많은 사료를 필요로 하는 가축과 달리, 좁은 곳에서 매우 적은 양의 사료로 자랄 뿐만 아니라 알을 낳아 번식할 수 있다. 또한 곤충에는 가축에 없는 식이섬유가 들어있기 때문에, 가축과 비교했을 때 경제적으로도, 영양적으로도 인간에게 더 많은 혜택을 가져다준다. 곤충식량으로 가장 유망한 곤충은 귀뚜라미인데, 귀뚜라미는 소보다 15분의 1만큼 좁은 공간에서 2000 분의 1만큼의 물만 섭취하고 소와 같은 양의 단백질을 만들어 낸다. 이는 귀뚜라미는 포유류가 아닌 곤충이기 때문에 체온 유지를 위해 낭비하는 열량이 거의 없기 때문이다. 

이처럼 스마트팜과 곤충식량을 활용하면 우주 식량에 관한 문제를 어느 정도 해결할 수 있을 것이라는 의견들이 나오고 있다. 사실 식량에 관한 문제는 우주뿐만 아니라 현재 우리가 살고 있는 지구에서도 해결이 빠르게 되어야 할 문제들 중 하나이다. 따라서 앞으로 식량 기술 분야에 더 많은 전문가들을 양성하여 우주와 지구에서의 식량 문제를 해결하는데 기여를 하는 것에 목표를 두어야 한다.