[함께 읽는 과학도서] 천천히 곱씹으며 느리게 읽기 <지구의 짧은 역사> 3부

“ 아무튼 신다윈주의 종합의 요점은 집단유전학을 자연 선택, 따라서 시간의 흐름에 따른 진화적 변화의 근본 메커니즘으로 정립하는 것이었다. 그러나 집단유전학에 아주 결연하게 초점을 맞춤으로써, 심프슨은 지질학에서 나온 진화에 관한 핵심 교훈 하나를 빠뜨렸다. 지구는 역동적인 집단이 진화하는 수동적인 발판이 아니라는 것 말이다. 우리 행성 자체도 자신이 지탱하는 생물 집단 못지않게 역동적이다. 국지적이면서 일시적인 변화에서부터 지구 전체의 장기적인 변형에 이르기까지 다양한 규모에서 끊임없이 환경 변화가 일어나는 곳이다. 그리고 환경 교란으로 생물상이 단기적으로 급격한 충격을 받을 때, 종뿐 아니라 생태적 구조까지 붕괴할 수 있다. 집단유전학이 종 기원의 토대임은 분명하지만, 종의 존속은 흔히 지구의 환경 역동성에 좌우되곤 한다. 앞에서 여러 차례 언급했고 백악기 말의 사건이 명확히 보여주듯이, 현재 우리가 주변에서 보는 생물 다양성은 모든 면에서 집단유전학 못지않게 대멸종과 환경 변화의 산물이기도 하다. 신생대 지구에서 포유류가 다양하게 분화한 것은 집단유전학 덕분일 뿐 아니라, 백악기 말 격변에 공룡은 전멸한 반면 그들은 일부가 살아남은 덕분이기도 하다. ”

“ 종합하자면, 이런 암석들은 지구의 유년기에서 성숙기에 이르기까지의 발달 과정, 세균에서 우리에 이르기까지 생명의 진화라는 장엄한 이야기뿐 아니라, 아마 가장 원대한 이야기일 지구의 물리적 측면과 생물학적 측면이 서로 어떤 식으로 영향을 미쳐 왔는지도 들려준다. ”

“ 콘드라이트chondrite라는 몇몇 운석은 콘드룰chondrule이라는 밀리미터 크기의 둥근 알갱이로 이루어져 있는데, 행성 형성의 가장 초기 단계 때 이 작은 알갱이들이 서로 부딪쳐서 좀 더 큰 덩어리를 이루었다고 여겨진다(<그림1-2>). 콘드룰의 조성을 상세히 분석한 결과들은 이 견해와 들어맞는다. 콘드룰에는 태양계 원반이 식을 때 가장 먼저 응축된 칼슘, 알루미늄, 티타늄 광물뿐 아니라, 가까운 초신성에서 뿜어졌다가 나중에 태양계가 형성될 때 섞인 희귀한 알갱이들도 들어 있다. 콘드라이트 운석은 초기 태양계의 기록을 고스란히 보존하고 있을 뿐 아니라, 그 화학적 조성은 콘드라이트 운석 속 물질들이 지구 자체를 형성하는 데 주된 역할을 했음을 시사한다. ”

“ 150년도 더 전에 구스타프 로제가 한 것처럼 운석은 크게 콘드라이트chondrite와 아콘드라이트achondrite의 두 집단으로 나눌 수 있다. 콘드라이트라는 이름은 그 운석에 포함된 콘드룰chondrule이라는 구상체球狀體에서 유래했다. 콘드룰은 운석학계 밖의 사람들은 물론이고 심지어 지질학자에게도 낯선 물질인데, 이것은 운석 이외의 다른 곳에는 존재하지 않기 때문이다. 자세히 설명하자면 복잡하지만, 콘드룰은 기본적으로 밀리미터 단위의 둥근 암석으로, 한때 우주 공간에서 자유롭게 떠다니던 용융 상태의 작은 구상체였다. 콘드룰은 콘드라이트에서 상당한 비율을 차지하며(종종 80% 이상에 이를 정도로), 대다수 콘드라이트에서 맨눈으로 쉽게 식별할 수 있다. 반면에 아콘드라이트에는 콘드룰이 없다. 그 이유는 콘드룰이 녹아서 사라져버렸거나 애초에 그 운석에 아예 존재하지 않았을 수 있다. 어쨌든 아콘드라이트는 어느 시기에 녹았다가 대략 행성 비슷한 것이 된 행성체에서 떨어져 나온 파편이 우주를 떠돌다가 우리에게 날아온 것이다. ”

“ 어느덧 인공위성이, 인공적인 별이 우후죽순 밤하늘을 수놓는 인공우주(Anthropo-Cosmos) 시대가 열렸다. 더 이상 우주는 고요하지도 적막하지도 않은 공간이 된 것이다. 우주정거장은 물론이요 달과 화성 등 곳곳에서 모터가 돌아가고, 데이터를 송수신하는 기계음이 들려온다. 기계음 사이로 간간이 지구와 교신하는 사람들의 음성, 육성도 들려온다. 20세기 중반 최초에는 키릴 문자, 러시아어가 들려왔다. 언젠가부터는 압도적으로 로마 문자, 영어가 대세였다. 그런데 21세기에 들어서면서 커다란 변화가 일어나고 있다. 갈수록 자주 중국어가 들려온다. 하늘 밖 우주 곳곳에 아주 오래된 문자, 한자가 깊숙이 새겨지고 있다. 2016년은 21세기판 ‘스푸티니크 쇼크’에 빗댈 수 있는 해였다. 중국이 세계 최초로 양자과학위성을 쏘아 올린 것이다. 양자과학위성은 양자암호통신 기술을 탑재한 최첨단 인공위성이다. 양자역학의 세계는 우리의 일상 세계와는 전혀 다른 방식으로 작동한다. 광자와 전자 등 둘 이상의 양자가 특수한 관계로 결합하여 울림과 떨림과 얽힘의 신세계를 창발해간다. 이 양자통신 기술은 광자의 성질을 이용한 것으로, 어떠한 계산기로도 해독이 불가능하다. 원리적으로 감청과 도청을 할 수 없는 궁극의 통신 시스템인 것이다. 2016년 당시 양자통신이 가능한 거리는 144킬로미터에 그쳤다. 2017년 중국 베이징과 오스트리아 빈 사이에서 양자암호를 통한 화상 통신에 성공했다. 2020년에는 1120킬로미터까지 늘어났고, 2021년 1월 7일에는 무려 4600킬로미터 거리의 양자통신도 가능해졌다. 2020년과 2021년의 실험이 모두 국제 과학저널 <네이처>에 대서특필될 만큼 중국은 우주과학에서 초격차의 기술을 확보한 것이다. ”

“ 의미심장한 것은 이 양자과학위성의 이름이 ‘모쯔’, 즉 묵자(墨子)라는 점이다. 묵자가 누구인가. 제자백가 가운데서도 유독 비전(非戰)과 박애를 강조했던 춘추전국시대의 사상가다. 우주 굴기가 화평굴기의 연속선상에 있음을 은근히 암시한 것이다. 아울러 묵자는 철학자인 동시에 과학자, 그중에서도 특히 광학을 연구한 사람이었다. 빛과 양자의 관련성에 빗대어 묵자라는 이름을 붙인 것이다. 2025년에도 저 하늘 위에서 돌아가는 위성 가운데 지상과 양자암호를 주고받고 있는 위성은 오로지 묵자뿐이다. 10년 가까운 시간이 지났음에도 여전히 미국도 유럽도 실험 단계에 머물 뿐 발사하지는 못하고 있다. 그만큼 극도로 어려운 기술인 것이다. 양자 얽힘 상태를 유지하기 위해서는 극저온 환경과 정밀 광학 시스템이 필요하고, 발사 비용 또한 막대하다. 즉 군사, 안보, 외교 등 기밀 정보의 취급에서 가장 앞선 기술을 확보하고 있는 나라가 중국이라는 말이다. 양적으로도 중국은 앞서가고 있다. 우주로 쏘아 올린 위성의 발사 횟수에서 러시아는 물론이요 미국마저 앞지르고 있다. 2018년에는 38회 로켓을 발사하여 34회에 그친 미국을 제쳤다. 2019년에는 33회로, 27회에 머문 미국을 다시 앞질렀다. 일론 머스크의 스페이스X를 비롯한 미국 민간기업들이 우주 산업에 본격적으로 달려든 2020년대에는 재차 중국과 미국이 엎치락뒤치락 치열한 순위 다툼을 벌일 것으로 예상된다. 과연 2024년에는 스페이스X가 무려 138회의 로켓을 쏘아 올리면서 미국 전체(145회)를 이끌고 갔다. 반면 중국은 68회 가운데 중국항천과기집단공사(中國航天科技集團公司, CASC)가 57회로, 국가가 우주 기술을 주도한다. 즉 트럼프 2기 정부의 등장과 함께 애국주의 열풍이 거세게 불고 있는 최근 실리콘밸리의 분위기에서 보듯 민간기업 스페이스X가 앞장서서 중국에 맞서고 있는 것이다. ”

“ 다시금 의미심장하게도 중국의 우수 발사 로켓들의 이름은 창정(長征)이다. 명명백백 중국공산당의 신화, 대장정에서 따온 것이다. 국민당과의 사활적 경쟁에서 대역전의 발판을 마련한 것이 대장정이었다. 뒤늦게 시작한 우주 개발의 긴 여정을 함축하면서도, 최종적인 승리를 예고하는 불굴의 의지가 담겨 있는 것이다. 대장정의 소산으로 중화인민공화국이 세워진 해가 1949년이다. 건국 70주년인 2019년은 우주 대장정에서도 획기적인 한 해가 되었다. 그해 1월 3일, 세계 최초로 달의 뒷면에 착륙하여 독자적인 달 탐사를 시작한 것이다. 12월 27일에는 역대 최강의 우주로켓이라고 평가받는 창정 5호까지 쏘아 올렸다. 중국항천과기집단공사 주도로 남부 하이난섬 원창(文昌)우주발사센터에서 발사된 창정 5호는 발사 37분 만에 무게 8톤의 통신위성을 고도 3만 6000킬로미터의 정지 궤도에 올려놓는 데 성공했다. 창정 5호는 길이 57미터로, 저궤도에는 최대 25톤, 정지 궤도에는 최대 14톤의 위성을 운반할 수 있다. 동시에 2019년 3월 중국은 로켓 누적 발사 횟수 300회를 돌파했다. 1970년 창정 1호의 첫 발사 이래 발사 횟수는 해를 거듭할수록 늘어나, 첫 100회 발사까지는 37년이 걸렸으나 이후 100회까진 7.5년, 최근 100회까진 약 4년이 걸렸다. 이에 따라 연간 평균 발사 횟수도 2.7회에서 13.3회, 23.5회로 늘어났다. 지금까지 창정 로켓은 506개의 중국 및 우주선을 우주로 보냈다. 여기에는 6개의 유인 우주선과 2개의 우주 실험실, 4개의 달 탐사선이 포함되어 있다. 새삼 2019년이 아폴로 11호의 달 착륙 50주년이기도 하다는 점은 더더욱 공교롭다. 인류 최초로 달 뒷면 착륙에 성공하면서 중국은 21세기에 두 번이나 달에 도달한 유일한 국가가 되었다(첫 착륙은 2013년이었다). 또 2019년 한 해에만 34회의 우주 비행을 마치면서 우주 비행을 가장 많이 한 국가로도 등극했다. 2019년을 우주를 둘러싼 미.중 경쟁의 전환점, 중국 우주 굴기의 원년이라고 선포해도 지나침이 없는 것이다. ”

“ 달 탐사선 창어[항아(嫦娥)] 역시 중국의 고대 신화 속 달의 여신에서 유래한 단어다. 불로불사의 영약을 마시고 달로 올라갔다는 선녀의 이름이었다. 달 탐사 로버인 위투[옥토(玉兔)]는 우리도 익숙한 떡방아 찧는 옥토끼에서 유래했고, 중계 통신위성인 췌차오[작교(鵲橋)]는 칠월칠석에 견우가 직녀가 만나는 오작교에서 유래한 이름이다. 더 나아가 중국은 이미 달 곳곳에 명명권을 행사하고 있다. 외계에 이름을 붙여주고 이름을 불러주고 있는 것이다. 창어 4호가 착륙한 장소의 이름을 ‘스타치오 톈허’(Statio 天河)라고 붙인 것을 포함해 달 뒷면 다섯 곳에 중국식 이름을 새겼다. ‘스타치오’는 라틴어로 장소.기지라는 뜻이며, ‘톈허’는 천하(天河, 은하)의 중국어 발음이다. 착륙지 주변을 삼각형 모양으로 둘러싼 운석 충돌구들의 이름은 <견우와 직녀> 설화에서 따와 각각 즈뉘[직녀(織女)], 허구[하고(河鼓)], 톈진[천진(天津)]으로 붙였다. ‘하고’는 견우성의 다른 이름이며, ‘천진’은 은하수 강가의 나루터다. 이 명칭들은 중국 한나라 시대 별자리 이름이기도 하다. 또 창어 4호 착륙지에서 북서쪽으로 약 46킬로미터 떨어진 폰 카르만 충돌구 중앙 봉우리는 ‘몬스 타이’(Mons 泰)라고 명명했따. ‘몬스’는 라틴어로 산, ‘타이’는 중국 5대 명산 중 으뜸으로 꼽히는 태산(泰山)을 뜻한다. 그러나 달이 중국의 최종 목적지인 것은 아니다. 어디까지나 더 멀리 더 깊이, 심우주로 나아가는 중간 기착지일 뿐이다. 실제로 중국공산당 창당 100주년이었던 2021년, 중국은 화성 탐사라는 목표도 달성했다. 지금도 인터넷에 접속하면 중국의 화성 탐사 로버 ‘주룽’이 지구로 전송한 화성의 모습을 확인할 수 있다. 태양광 패널과 안테나를 달고, 붉은 암석과 토양을 분주히 오간다. 화성 다음은 목성이다. 목성 탐사는 2029년을 목표로 삼고 있다. 아마도 건국 80주년의 메가 이벤트가 아닐까 싶은데, 우주 개발 또한 ‘중국식 속도’에 맞추겠다고 하니 더 앞당겨질지도 모르겠다. 2022년 11월, 중국은 장기적으로 우주인이 머물 수 있는 독자적인 우주정거장 건설을 완성했다. 16개 국가가 공동 참여한 국제우주정거장(International Space Station, ISS)이 2030년까지 수명을 하다면 중국은 유일무이 우주 연구의 주도권을 쥐게 된다. 이른바 중국우주정거장(China Space Station, CSS), 톈궁(天宮) 프로젝트의 시작이다. 문자 그대로 ‘하늘 궁전’을 뜻하는바, 이는 중국의 창세기인 반고(盤古) 신화에서 유래한 이름이다. 톈궁을 발판으로 2030년까지 인류 최초의 달 기지를 건설하고 유인화한다는 목표도 세워두었다. 신중국 건국 100주년인 2049년에는 달에서 영구적으로 우주 연구를 수행하는 연구개발 기지를 건설하는 프로젝트 또한 추진 중이다. ”

“ 우주몽과 우주망: 위성 항법에서 기상 예측까지 테크노-차이나의 총사령관이 바로 시진핑 주석이다. 국가가 혁신의 엔진이 되어 ‘기획된 창조력’을 발휘하고 있다. 조짐은 2015년에 발표된 ‘중국 제조 2025’에서부터 뚜렷했다. 10대 전략 산업의 하나로 우주 산업을 포함시키며 정책적 의지를 분명히 한 것이다. ‘우주와 관련된 모든 분야에서 중국이 선도할 것’을 목표로 삼았다. ‘거대한 우주를 탐사하고 우주항공 기업을 발전시키며, 강력한 항공우주 국가를 건설한다’는 우주몽을 공식화했다. 구체적으로는 2030년까지 중국이 우주 분야의 주요 선진국으로 도약하고, 2045년에는 우주 장비와 기술 면에서 최고의 선진국으로 부상하는 것을 목표로 한다. 5년마다 <우주 백서>도 발표하고 있다. 다음 5년의 청사진과 로드맵을 매우 구체적으로 명시한다. 5년 전과 비교해 애초의 목표 달성 시점을 연기하거나 포기하는 경우는 좀처럼 드물다. 오히려 때 이르게 달성하는 경우가 더 많다. 말 그래도 ‘중국식 속도’로 전개되고 있는 것이다. 이제는 ‘만만디’라는 낡은 단어는 까맣게 잊어도 좋겠다. 중국은 우주의 ‘눈’이 되는 지구관측위성과 ‘신경’이 되는 통신위성에 항행측위위성을 보태어 ‘우주 인프라’라고 부른다. 이 세 종류의 우주 인프라를 잘 지키는 것이 국가 안보의 중요한 과제로 떠올랐다. 중국의 로켓군을 독자적인 전략군으로 승격시킨 것도 2015년이었다. 내륙의 오래된 도시 시안(옛 장안)에서 중국은 최첨단 로켓 엔진을 생산한다. 추력 120톤급의 고성능 엔진은 액체산소를 주연료로 하여 80톤 무게를 70초 이내에 대기 밖으로 내보낼 수 있는 핵심적인 기술을 확보했다. 시안에 조성된 항공우주 산업 기지는 위성 응용기술, 민간 우주 기술, 공공서비스 플랫폼 등을 개발하는 중국 최대의 우주 산업 기지가 되었다. 제국을 수호하던 병마총의 도시가 우주로 나아가는 전진기지로 탈바꿈한 것이다. 테크노-차이나의 강점은 뭐니 뭐니 해도 압도적인 수의 인재다. 과학기술 분야의 인해전술이라고 하겠다. 로켓과 위성의 개발과 제조는 중국항천과기집단공사(CASC)와 중국항천과공집단공사(CASIC)가 도맡는다. CASC는 종업원 수가 17만 4000명, CASIC는 약 15만 명을 헤아린다. 합하면 무려 30만 명이 넘는다. 미국항공우주국(NASA)에서 일하고 있는 1만 8000명에 비해 압도적으로 큰 규모다. 이곳에 투입되는 최고의 인재 공급원 또한 풍부하다. 국책 연구기관인 중국과학원(CAS) 외에도 베이징항공항천대학, 베이징이공과대학, 하얼빈공업대학, 서베이공업대학 등에서 우주 인력을 대거 양성하고 있다. ”

“ 그 빼어난 인재들이 야심 차게 출범시킨 시스템이 바로 베이더우[북두(北斗)]이다. 베이더우는 명명백백 미국이 구축한 전 지구측위 시스템(GPS)의 대항마 격이다. 2000년 첫 위성을 쏘아 올린 이래 2025년 현재까지 총 55기를 발사했다. 그중 임무를 완수하고 더 이상 사용하지 않는 위성이나 백업용으로 대기하고 있는 위성을 제외하면, 35기로 운영되는 체제를 확립했다. 31기로 작동하는 미국의 GPS에 비해 양적으로 앞서가고 있는 것이다. 양적 변화는 곧 질적 진화를 수반한다. 미국의 군사용 GPS의 오차가 30센티미터가량인 반면에, 베이더우는 10센티미터 남짓인 것으로 알려져 있다. GPS가 그러한 것처럼 베이더우 역시 민/군 겸용이 가능하다. 상업적 측면에서도 베이더우는 중국 내수 시장의 엄청난 규모에 힘입어 가파르게 성장하고 있다. 이미 중국 내 스마트폰의 70퍼센트 이상이 베이더우 서비스를 사용한다. 나아가 베이더우 시스템을 일대일로 프로젝트와 긴밀하게 연계하려고 한다. 지상과 천상을 베이더우로 연결해내겠다는 것이다. 일명 ‘일대일로 우주정보회랑’(Belt and Road Space Information Corridor) 구상이다. 중국은 <2015 일대일로 백서>에서 이미 우주와의 디지털 연결성을 협력 우선순위로 설정했다. <2016 일대일로 백서>에서도 우주 협력의 중요성을 강조하고, ‘일대일로 우주정보회랑’의 건설을 핵심 협력 분야로 제시했다. <2017년 일대일로 포럼>에서는 디지털 실크로드에 대한 지원을 강조했는데, 위성통신 서비스 지원이 필요한 대목이다. 이러한 방침은 2019년 디지털 인프라 건설 방침에서도 재확인되었다. 국무원이 발표한 <2019 베이더우 백서>에서도 개발도상국에 항법 서비스 등을 제공해 베이더우 시스템과 일대일로를 연계할 계획임을 명확히 밝혔다. 기존의 육로와 해로를 중심으로 추진되었던 일대일로가 베이더우 시스템을 통해 우주를 포괄하는 다차원적 프로젝트로 변모하는 것이다. 베이더우 시스템은 육상, 해상, 우주를 통합함으로써 연결성의 수준을 한 차원 더 높일 수 있다는 점에서 일대일로의 다차원화라고 할 수 있다. 중국은 역내 국가들에 특화된 서비스를 제공할 수 있다는 점을 베이더우 시스템의 강점으로 내세우고 있다. 2019년 5월 중국 정부가 펑윤(風雲) 기상위성을 통해 일대일로 참여 22개국에 재난 예방에 특화된 데이터 서비스를 제공하기로 한 것이 대표적인 사례다. 특화된 서비스의 질적 수준을 향상시키기 위해 중국 정부는 2019년 4월, 81개국을 대상으로 우주 산업 수요 조사를 실시했다. 아프가니스탄, 파키스탄, 이란, 러시아, 수단 등 수요 조사에 응답한 22개국은 모두 기상 예보, 기후 및 환경 모니터링을 위해 펑윤 위성의 응용 소프트웨어 플랫폼을 설치하기를 희망한 것으로 나타났다. 이 국가들은 특히 강수 모니터링, 기근, 황사, 안개, 번개 등 광범위한 서비스뿐만 아니라, 펑윤 위성 데이터 분석, 원격 탐사 응용 프로그램, 데이터 수집 등에 대한 교육과 훈련도 요청했다. 중국은 기상위성의 실시간 재난 모니터링이 재난 예방과 경감에 상당한 효과를 가져올 것으로 예상한다. 이러한 노력의 결과 베이더우 시스템은 이미 동남아시아 국가들을 포함해 30개 이상의 국가에 제공되고 있다. ”