[뉴스스페이스=김시민 기자] 우주와 침대는 도대체 어떤 관계가 있을까? 철학적 관점에서도 우주와 침대는 닮아 있다. 하나는 우리를 꿈꾸게 만들고, 또 다른 하나는 그 꿈을 위한 안식처를 제공하기 때문이다.

 

이런 의미 뿐만 아니라 과학적, 사회학적 관점에서도 우주와 침대는 밀접한 관련을 맺고 있다. 그 세계 속으로 들어가 봤다.

 

침대와 우주가 밀접하게 연결된 이유는 우주 환경에서도 인체에 미치는 영향과 휴식은 매우 중요한데, 우주공간과 비슷한 실험공간으로서 침대가 최적이기 때문이다. 

 

우주 환경에서는 무중력 상태, 밝은 조명, 우주선의 소음 등으로 인해 수면의 질이 떨어진다. 우주 비행사들의 수면 질을 개선하기 위해 침대 관련 연구와 실험을 통해 수면 효율을 높이는 방법을 탐구했다. 우주 비행사들에게는 긴 임무 중 신체적, 정신적 피로를 해소하는 데 수면은 건강 유지에 필수적이며, 특히 수면의 질이 매우 중요하다.

 

1. 우주와 침대의 공통점

 

우주와 침대는 공통점이 있다. 우주는 신비롭고 광활한 미지의 세계다. 침대는 우리가 가장 편안함을 느끼는 공간이다. 얼핏 보면 완전히 다른 두 개념의 전혀 다른 공간처럼 보이지만, 이 둘은 한 가지 중요한 공통점을 지닌다. 두 공간 모두 우리 인간에게 마음의 평화, 평온을 선사하다는 점이다.

 

깊은 밤, 침대에 누워 별을 바라보는 순간을 떠올려보자. 그때 느껴지는 감정은 무엇일까? 우리를 감싸는 우주의 넓고 끝없는 품 안에서 고요히 숨쉬는 모습은 흡사 나만의 공간인 침대 위에서의 휴식이 하나의 작은 우주가 되는 기분이다.

 

또 침대마다 다르겠지만 우리가 평소 일상생황에서 그나마 우주공간의 기분을 느낄 수 있는 즉  가장 가까운 무중력 체험이 가능한 공간이다. 그래서 과학자들도 깊은 수면이 우리 몸과 뇌에 얼마나 중요한지를 강조한다.

 

흥미로운 사실은 무중력 상태에서 우주비행사들이 잠을 잘 때 느끼는 안정감과 우리가 침대 위에서 느끼는 평온함 사이에 비슷한 점이 있다는 것이다. 우주비행사들은 특별히 제작된 침낭 안에서 둥둥 떠다니며 잠을 잔다. 지구에서처럼 몸이 눌리는 압박감 없이, 완벽히 자유롭고 무중력에 가까운 상태에서 휴식을 취한다. 이는 우리가 침대 위에서 몸의 긴장을 풀고 포근한 이불 속에 몸을 맡기는 순간과 닮아 있다.

 

 

2. 침대와 관련된 우주 실험, 뭐가 있지?

 

세계의 다양한 우주선진국들도 우주실험을 위해 침대를 많이 사용했다.

 

미국 항공우주국(NASA)은 장기간 우주 비행이 인체에 미치는 영향을 연구하기 위해 '침대 안정(Bed Rest)' 실험을 진행해왔다. 이 실험은 참가자들이 일정 기간 동안 침대에 누워 지내며, 무중력 상태에서 발생하는 신체 변화를 모사하는 것을 목표로 한다.

 

우주 환경에서는 중력이 거의 없기 때문에, 우주비행사들은 근육 위축, 골밀도 감소, 심혈관계 변화 등 다양한 신체 변화를 겪는다. NASA는 침대 안정 실험을 통해 중력 부재가 인체에 미치는 영향을 연구하고, 이를 통해 우주비행사의 건강을 유지하기 위한 대책을 마련한다.

 

대표적인 사례로 NASA는 2014년부터 2017년까지 텍사스 휴스턴의 NASA Flight Analog Research Unit에서 'CFT 70 프로젝트(Countermeasure and Functional Testing in Head-Down Tilt Bed Rest Study)'를 진행했다.

 

참가자들은 2만 달러(한화 약 2800만원)의 보상을 받고 실험기간 70일 동안 머리가 아래로 6도 기울어진 상태로 침대에 누워 지냈다. 이러한 자세는 우주에서의 체액 이동을 알아보기 위한 실험이다. 참가자들은 식사, 샤워, 심지어 화장실 사용까지 모두 누운 상태에서 수행해야 했다. 이러한 실험을 통해 근육과 뼈의 위축, 심혈관계 변화, 체액 분포 변화 등을 관찰했다. 이후 우주에서의 운동 프로그램 개발, 영양 관리, 약물 요법 등이 이러한 연구 결과를 바탕으로 개선됐다.

 

유럽우주국(ESA)은 2023년 4월부터 7월까지 '인공 중력을 이용한 침상 안정 및 사이클링 운동' (BRACE) 연구를 진행했다. 이 연구에서는 12명의 남성 참가자들이 60일 동안 머리 쪽이 수평보다 6도 아래로 기울어진 침대에 누워 지내며, 식사나 샤워 등 모든 활동을 누운 상태에서 수행했다. 이러한 실험을 통해 우주에서의 미세 중력 상태가 인체에 미치는 영향을 연구했다.

 

유럽우주국(ESA)과 독일항공우주센터(DLR)도 NASA와 협력해 2019년 침대 안정 실험을 통해 무중력 상태가 인체에 미치는 영향을 연구했다.

 

러시아 연방우주국(Roscosmos)은 특수 설계된 침대를 활용해 무중력 상태를 지상에서 시뮬레이션하며 독자적으로 유사한 연구를 수행했다. 특히 국제우주정거장(ISS)의 우주 비행사 건강 유지 프로그램과 연계된 데이터를 수집했다.

 

 

3. 침대 안정 실험, 무엇을 얻었나?

 

일련의 침대 안정 실험을 통해 심혈관계에 많은 변화가 감지됐다. 장기간 누워 지내는 동안 혈액이 하체에서 상체로 이동해 심장에 부담을 주고, 심박수 증가, 혈압 변화 등의 심혈관계 변화가 관찰됐다.

 

이를 완화하기 위해 우주비행사들은 규칙적인 운동 프로그램을 수행하며, 필요에 따라 압박복을 착용해 혈액의 재분포를 조절한다. 또한, 식이 조절과 수분 섭취 관리 등을 통해 심혈관계 건강을 유지해야 함을 파악했다.

 

아울러 우주비행사들의 근육 위축과 골밀도 감소를 방지하기 위한 다양한 운동 프로그램도 개발됐다. 예를 들어, 국제우주정거장(ISS)에서는 러닝머신, 자전거 에르고미터, 저항 운동 장비 등을 활용해 우주비행사들이 매일 2시간 이상의 운동을 수행하도록 권장하고 있다.

 

이러한 운동은 근육과 뼈의 건강을 유지하고 심혈관계 기능을 향상시키는 데 도움을 주기 때문이다.

 

 

4. 스페이스웍스의 NASA와의 협업

 

스페이스웍스 엔터프라이즈는 NASA와 협력해 '토퍼 유도 전이 거주지(Torpor Inducing Transfer Habitat)' 프로젝트를 진행했다.

 

NASA 실험에서는 참가자들이 장기간 침대에 누워 지내야 하므로, 인체 공학적으로 설계된 특수 침대가 필요했다. 이를 위해 NASA는 침대 제조업체 스페이스웍스 엔터프라이즈(SpaceWorks Enterprises)와 협력해 실험에 적합한 침대를 개발하고, 참가자들의 편안함과 안전을 보장했다.

 

 

이 프로젝트는 우주 비행 중 승무원들을 인위적인 동면 상태로 만들어, 장기간의 우주 여행에서 발생하는 신체적, 정신적 스트레스를 줄이고자 하는 연구다. 인간의 신체를 저체온 상태까지 감소시키는 방법도 탐구했으며, 이 실험을 통해 우주생활에서 필요한 식량, 물, 산소의 소비를 줄이고 우주선의 공간 효율성을 극대화하는 것에 대한 연구가 이뤄졌다.

 

이 프로젝트는 침대 제조업체와의 협력을 통해 특수한 수면 환경을 조성했다는 점은 물론이고 화성 탐사와 같은 장기 미션에서 효율성을 높일 가능성을 제시했으며, 우주 환경에서 승무원의 건강을 유지하기 위한 새로운 접근법을 제안했다.

 

스페이스웍스 엔터프라이즈측은 "이번 협력은 우주 비행 시 발생할 수 있는 다양한 건강 문제를 예방하고, 우주비행사의 안전과 효율성을 높이는 데 기여했다"며 "또한, 지상에서의 침대 안정 실험 결과는 우주 환경에서의 인체 반응을 이해하는 데 중요한 데이터를 제공했다"고 강조했다.

 

 

5. 템퍼의 NASA와 협업…시몬스 침대·씰리 침대의 '수면질 개선' 노력

 

침대업체 템퍼(TEMPUR)는 NASA의 기술을 기반으로 한 매트리스 브랜드로, 우주 기술을 일상 생활에 적용한 대표적인 사례다.

 

1960년대 후반, NASA 과학자들은 우주 왕복선의 이착륙 시 우주비행사들이 받는 충격을 완화하기 위해 새로운 소재를 개발했다. 이 소재는 점탄성(viscoelastic) 특성을 지니며, 체중과 체온에 반응해 신체의 형태에 맞게 변형되는 특징이 있다.

 

템퍼의 창립자들은 이 소재의 잠재력을 인식하고, 이를 상용화해 침대 매트리스와 베개를 제작했다. 즉 수십억 개의 오픈 셀 구조로 이루어진 점탄성 소재로 제작해 체중과 체압을 고르게 분산하고, 근육의 압점을 완화해 뒤척임을 줄여주는 등 숙면에 도움을 준다는 점이 중요한 셀링포인트로 삼았다.

 

이후 템퍼 제품은 NASA로부터 공식적인 인정을 받았다. 1998년 5월 6일, 워싱턴 D.C.에 위치한 NASA 본부에서 열린 공동 기자회견에서 NASA는 "템퍼의 독창적인 기술이 일상 생활에 적용되어 삶의 질을 향상시킨 점을 높이 평가한다"고 말했다.

 

또한, 템퍼 제품은 본래 우주용으로 고안된 기술을 적용해 미국 우주재단(Space Foundation)으로부터 우주 기술 인증을 받았다. 이러한 인증은 템퍼가 우주 기술을 성공적으로 상용화한 브랜드임을 증명한다.

 

국내 1위 침대업체 시몬스(Simmons)도 NASA와 협력 관계를 맺지는 않았지만, 우주 기술에서 영감을 받아 제품을 개발하거나, 우주 환경을 모사한 연구를 통해 품질을 향상시키는 노력을 기울이고 있다.​​

 

시몬스 관계자는 "시몬스 수면연구 R&D 센터에서 다양한 테스트를 진행하며, 최상의 수면 환경을 구현하기 위해 노력하고 있다"면서 "이러한 기술개발에 대한 노력이 시몬스가 업계 1위 자리를 차지하는 데 기여했다"고 설명했다.

 

144년 전통의 글로벌 매트리스 브랜드 씰리침대도 1950년부터 정형외과 의사들과 협력해 '포스처피딕(Posturepedic)' 기술을 개발했다. 이 기술은 인체의 자연스러운 자세를 유지하도록 설계되어, 척추 건강과 수면의 질을 향상시키는 데 중점을 둔다.

 

씰리침대 관계자는 "우주 기술과 직접적인 연관은 없지만, 차별화된 기술력으로 최상의 수면 환경을 제공해 매트리스 본고장 미국에서 매출 1위를 이어오고 있다"면서 "인체 공학과 첨단 소재를 활용한 연구개발은 물론 엄격한 원자재 관리와 전 제품에 대한 라돈안전제품 인증으로 소비자들의 안전을 보장한다"고 강조했다.