우주 농업 기술을 위해 우주에서 선택된 대표 작물: 감자, 상추, 밀의 이유

우주 농업이란 단순한 실험이나 관심사가 아니라, 인류가 지구 밖에서 생존을 지속하기 위한 핵심 기술 중 하나다. 특히, 달, 화성 등 장기 거주 환경을 전제로 하는 경우에는 외부로부터 식량을 지속적으로 공급받는 것이 불가능하거나 경제적으로 매우 비효율적이기 때문에, 우주 내에서 식량을 자급할 수 있는 작물 선정이 생존의 시작점이 된다. 

 

 

그렇다면 왜 수많은 작물 중에서 감자, 상추, 밀이 먼저 선택되었을까? 단순히 재배가 쉬워서일까, 아니면 영양이나 생리적 특성이 우주 환경과 잘 맞기 때문일까? 이 글에서는 우주 농업 초기에 선택된 세 작물—감자, 상추, 밀—의 선정 이유, 생리적 특성, 생장 조건, 우주 실험 사례 등을 종합적으로 분석하여, 이들이 왜 우주에서 ‘대표 작물’로 자리 잡았는지를 과학적으로 설명한다.

 

감자: 고열량·고수확 작물로서의 이상적 조건

감자는 우주 농업의 대표적 작물 중 하나로, NASA는 1990년대부터 감자 재배를 위한 다양한 실험을 수행해 왔다. 특히 ‘화성에서 감자 재배’는 대중적으로도 널리 알려진 주제이며, 실제로 페루 국제감자센터(CIP)와 NASA의 공동 연구를 통해 화성 토양과 유사한 환경에서 감자 재배 실험이 진행되기도 했다.

감자가 선택된 가장 큰 이유는 높은 열량 밀도와 단위 면적당 수확량이다. 감자는 뿌리줄기를 식용으로 사용하기 때문에, 광합성 효율 대비 열량 저장 효율이 높다. 1제곱미터당 수확할 수 있는 열량이 쌀이나 밀보다 훨씬 높고, 단기간 내 재배 주기를 반복할 수 있는 장점도 있다.

또한 감자는 비교적 광 조건에 민감하지 않으며, 저온 환경에서도 생장이 가능하다. 이는 우주 기지나 폐쇄형 온실의 조건에서 유리하게 작용한다. 감자의 뿌리 부위는 공간 활용 면에서도 효율적이어서 수직 농업 시스템에도 적합하고, 영양학적으로는 탄수화물, 비타민 C, 철분, 식이섬유 등을 포함하고 있어 장기 체류 임무에 적합한 식량원이 된다.

 

상추: 빠른 생장과 식물성 비타민 공급원의 대표

상추는 NASA가 국제우주정거장(ISS)에서 실제로 가장 먼저 성공적으로 수확한 식물 중 하나다. ‘Veggie’ 실험 시스템에서 상추 재배에 성공한 이후, 이는 우주인이 직접 우주에서 키운 작물을 먹는 최초의 사례로 기록됐다. 상추가 우주에서 선택된 이유는 매우 명확하다: 빠른 생장 속도, 간단한 구조, 생식 기관 없이도 섭취 가능하다는 점이다.

상추는 씨앗에서 수확까지의 생장 주기가 약 30~40일로 매우 짧다. 이는 우주 환경에서 다양한 실험을 빠르게 반복 수행할 수 있게 해주며, 식량 위기 상황에서도 유연한 공급이 가능하다는 의미다. 또한 상추는 잎 전체를 수확해 바로 섭취할 수 있기 때문에, 조리 과정이 거의 필요 없고 비타민 A, K, 엽산, 섬유질 공급원으로서 유용하다.

무엇보다 상추는 생장 과정에서 산소를 생산하고 이산화탄소를 흡수하는 능력이 뛰어나기 때문에, 폐쇄형 생태계 내 기체 조성 유지에도 기여할 수 있다. 특히 상추의 구조는 로제트형(잔잔한 잎이 땅에 붙어 자라는 형태)이라 무중력 환경에서 안정적인 재배가 가능하며, 수경재배와도 궁합이 좋다는 점이 선택의 핵심이다.

 

밀: 장기 체류를 위한 복합 식량 원료

밀은 고대부터 주식 작물로 활용된 곡물로, 우주 농업에서도 장기 체류에 대비한 복합 식량 자원으로 주목받는다. 감자나 상추는 주로 탄수화물 또는 비타민 위주지만, 밀은 탄수화물 외에도 단백질과 지방 일부, 섬유질을 포함하고 있어 식단 다양성을 확보할 수 있다. 또한 밀은 제분 과정을 통해 빵, 국수, 비스킷 등 다양한 형태로 조리가 가능하기 때문에, 우주 식사의 질을 높이고 심리적 만족감을 주는 데도 도움이 된다.

밀은 상대적으로 생장 주기가 길지만, 여러 품종 중에는 조생종(약 70일 내외 수확 가능)도 있으며, 수직형 온실 구조에서 층별 재배가 가능해 공간 활용도도 높은 편이다. NASA는 ‘Advanced Plant Habitat’ 프로그램을 통해 밀을 비롯한 곡물 작물의 광합성 속도, 수분 요구량, 생육 반응 등을 장기적으로 모니터링하고 있으며, 그 데이터를 바탕으로 맞춤형 생장 알고리즘을 개발하고 있다.

무중력 환경에서 밀의 뿌리 고정에는 기술적 어려움이 있지만, 코어-패드 재배 방식이나 고정용 수경재배 시스템을 통해 안정적인 생장이 가능하다는 점이 확인됐다. 특히 밀은 장기 저장이 가능하고 영양소 손실이 적어, 우주 기지 내 비축 식량 시스템과의 연계성에서도 매우 유리하다.

 

우주 농업 기술을 위한 우주 작물 선정의 기준과 이 세 작물의 공통점

우주 작물은 단순히 ‘잘 자라는’ 식물이 아니라, 에너지 효율, 공간 활용도, 생태계 기여도, 심리적 만족감, 저장성, 조리 가능성 등 복합적 기준을 모두 충족해야 한다. 감자, 상추, 밀은 이 기준을 고루 만족시키는 대표적 사례다.

이 세 작물은 모두:
- 다양한 재배 환경에 적응할 수 있고
- 생장 과정에서 산소를 공급하며
- 생육 특성이 잘 알려져 있어 예측 가능한 관리가 가능하고

- 영양적 측면에서 장기 체류 미션에 필수적인 요소를 공급한다.

또한 각 작물은 서로의 약점을 보완한다. 감자는 열량 중심, 상추는 비타민 중심, 밀은 복합 영양과 조리 응용이 가능하다. 이런 상호보완적 식량 조합은 우주 농업 시스템에서 영양 균형 유지 및 식단 다양성 확보에 필수적이다. 실제로 NASA는 장기 우주 비행에서의 건강 유지를 위해 이 세 작물을 기본 식단 구성의 핵심 요소로 간주하고 있다.

 

감자, 상추, 밀은 우주 생존을 위한 전략적 선택이다

우주에서 농작물을 재배한다는 것은 단순한 기술의 문제가 아니다. 그것은 인류가 지구를 떠나 새로운 환경에서 지속 가능한 생존 생태계를 구축하는 전략이다. 그 전략의 중심에 감자, 상추, 밀이라는 세 작물이 있다. 이들은 각기 다른 방식으로 열량, 영양소, 환경 기여, 심리적 만족감을 충족시키며, 우주 환경에서의 생존과 생활에 필요한 핵심 조건을 제공한다.

미래의 우주 기지에서 이 세 작물은 단순한 식량이 아니라, 생명 유지 시스템의 필수 구성 요소로 작동할 것이다. 앞으로 유전자 개량, 재배 시스템 자동화, 폐쇄 생태계 통합 기술 등이 발전함에 따라, 이들 작물의 우주 내 역할은 더욱 확대될 것이다.
감자, 상추, 밀은 우주 농업의 시작이자, 인류 우주 정착 시대의 첫 단계를 열어줄 열쇠다.