지구에서 눈물은 설명이 간단합니다. 눈에서 나오고, 뺨을 타고, 턱에서 떨어집니다. 중력이 배송을 맡고 있기 때문입니다. 그런데 미세중력 환경에서는 이 배송 기사가 사실상 자리를 비웁니다. 눈물은 아래로 흐르지 않고 눈 주변에 달라붙어 점점 커질 수 있습니다.
우주에서 운다고 눈물이 사라지는 것은 아닙니다. 눈물샘은 그대로 작동합니다. 달라지는 건 나온 뒤의 이동 방식입니다. 지구에서는 중력과 눈꺼풀의 움직임, 눈물길이 함께 액체를 배출합니다. 미세중력에서는 아래쪽이라는 기준이 약해져 표면장력의 영향이 훨씬 도드라집니다.
눈물이 뺨 대신 눈을 붙잡는 이유
액체 분자들은 서로 잡아당기며 가능한 한 표면적을 줄이려 합니다. 이것이 표면장력입니다. 지구에서는 작은 물방울도 결국 중력에 끌려 아래로 떨어집니다. 하지만 우주에서는 그 힘의 우선순위가 달라집니다. 물방울은 둥근 모양을 유지하거나 닿아 있는 표면에 붙으려 합니다.
눈물도 마찬가지입니다. 눈가에 생긴 눈물은 뺨으로 길게 흐르기보다 눈 표면과 피부에 붙어 덩어리처럼 모일 수 있습니다. NASA의 오래된 생의학 자료도 무중력 상태에서 눈물이 표면장력 때문에 안구에 달라붙을 것으로 설명했습니다. 눈을 깜빡이는 동작이 어느 정도 눈물을 퍼뜨리고 배출을 돕지만, 지구에서처럼 말끔히 아래로 내려보내지는 못합니다.
생활 비유로 바꾸면 이렇습니다. 지구의 눈물은 배수구가 있는 욕실 바닥의 물이고, 우주의 눈물은 싱크대 벽에 붙은 물방울에 가깝습니다. 물은 그대로 있는데 ‘아래로 가라’는 지시만 흐려진 상태입니다. 울음도 궤도에 오르면 이동 규칙부터 다시 배워야 합니다.
눈물 한 방울과 장기 체류의 눈 문제는 구분해야 합니다
우주에서 눈물이 맺히는 장면은 재미있지만, NASA가 실제로 오래 연구하는 눈 문제는 조금 더 복잡합니다. 장기간 미세중력에 머물면 혈액과 체액이 다리 쪽보다 머리 쪽으로 이동합니다. 얼굴이 붓고, 일부 우주비행사에게는 눈의 구조와 시력 변화가 나타날 수 있습니다. NASA는 이런 ‘체액 이동’과 안구 압력 변화를 조사해 왔습니다.
그렇다고 “우주에서 울면 시력이 나빠진다”고 연결하면 안 됩니다. 눈물방울이 떨어지지 않는 현상은 표면장력과 국소적인 액체 이동의 문제입니다. 장기 체류 중의 시력 변화는 몸 전체의 체액 재분배와 관련된 연구 주제입니다. 둘 다 미세중력에서 액체가 다르게 행동한다는 공통점은 있지만, 같은 현상은 아닙니다. 재미있는 제목이 과학의 친척관계를 갑자기 쌍둥이로 만들 때가 있는데, 여기서는 호적을 따로 두는 편이 정확합니다.
그럼 우주비행사는 어떻게 처리할까요
눈물이 많이 고이면 손이나 천으로 닦아내야 합니다. 그냥 두면 눈 주변에 붙어 시야를 불편하게 하거나 자극을 줄 수 있습니다. 물방울이 장비 쪽으로 자유롭게 떠다니는 것도 달가운 일은 아닙니다. 우주정거장에서 액체를 조심해서 다루는 이유도 같습니다. 컵을 기울이면 물이 아래로 쏟아지는 세계가 아니기 때문입니다.
우주에서 우는 감정은 지구와 다르지 않을 수 있습니다. 다만 물리학은 분위기를 봐주지 않습니다. 눈물은 뺨을 타는 대신 눈가에 붙고, 표면장력이 임시 보관을 맡습니다. 결론적으로 우주에서 눈물은 ‘안 흐르는 것’이 아니라 ‘다른 규칙으로 움직이는 것’입니다. 중력이 없으면 슬픔이 가벼워지는 건 아니고, 뒤처리가 조금 더 번거로워집니다.
출처
- Canadian Space Agency: Tears in space (don’t fall)
- NASA NTRS: Biomedical & Human Factors
- NASA: What is the Fluidic Telescope?
- NASA: Science takes time, even in a lab moving 17,500 miles per hour
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