우주에서는 눈이 납작해진다: NASA가 콘택트렌즈를 허락하기까지
1959년.
NASA는 첫 우주비행사를 뽑기 위해 군에 명단을 요청했습니다.
조건은 제트기 조종 경력과 공학 교육.
그리고 키 5피트 11인치, 약 180cm 이하.
우주선이 아니라 우주선 좌석이 그만큼 좁았기 때문입니다.
500명이 후보에 올랐고, 7명이 남았습니다.
이 7명은 전원 군 조종사였습니다.
그러니 시력이 나쁠 리 없었습니다.
그 뒤로 오랫동안 "우주비행사는 눈이 완벽해야 한다"는 인상이 굳어졌습니다.
그런데 지금 NASA 규정을 읽어보면 이야기가 다릅니다.
지금 기준: 교정해서 1.0이면 된다
NASA 우주비행사 후보 신체검사 기준은 문서로 공개돼 있습니다.
시력 항목은 한 줄입니다.
"원거리와 근거리 시력이 각 눈에서 20/20(1.0)으로 교정 가능할 것."
교정 가능.
안경이든 콘택트렌즈든, 끼고 1.0이 나오면 됩니다.
같은 문서에 적힌 다른 조건은 앉은 자세 혈압 140/90 이하, 키 62~75인치(약 157~190cm).
시력보다 키 조건이 더 빡빡해 보일 정도입니다.
라식·PRK 같은 시력교정 수술도 허용됩니다. 수술 뒤 1년이 지나고 후유증이 없어야 한다는 조건이 붙습니다.
즉, 안경을 쓰는 우주비행사도, 렌즈를 끼는 우주비행사도 있습니다.
우주왕복선에서 콘택트렌즈 소재를 실험했다
NASA와 콘택트렌즈의 인연은 "허용"에서 끝나지 않습니다.
1993년부터 1996년 사이, 우주왕복선이 세 번 콘택트렌즈 실험을 싣고 올라갔습니다.
STS-57 엔데버, STS-63 디스커버리, STS-77 엔데버.
애리조나의 렌즈 회사 패러곤(Paragon Vision Sciences)과 NASA 랭글리 연구센터의 공동 실험이었습니다.
주제는 산소투과성 고분자, 즉 하드렌즈 소재.
지상에서 고분자를 합성하면 대류 때문에 사슬이 고르게 자라지 않습니다.
무중력에서는 대류가 없습니다.
그래서 "어떤 성분이 소재를 불균일하게 만들고 산소투과를 떨어뜨리는지" 깨끗하게 볼 수 있었습니다.
이 결과가 지상 제조 공정으로 돌아왔습니다.
결과물이 두 가지입니다.
하나는 산소투과율이 높은 하드렌즈 소재 HDS.
다른 하나는 밤에 끼고 자면 낮 동안 근시가 일시적으로 줄어드는 렌즈 CRT — 이 방식(각막굴절교정)으로 FDA 승인을 받은 첫 제품이었습니다. 시험 참가자의 약 70%가 1.0 이상에 도달했다고 NASA는 기록합니다.
우주 실험이 지상의 렌즈가 된 셈입니다.
그런데 우주에 오래 있으면 눈이 변한다
여기서부터가 이 글의 핵심입니다.
2011년, 안과 학술지 《Ophthalmology》에 논문 한 편이 실립니다.
메이더(Mader) 연구팀이 장기 우주 체류를 마친 우주비행사 7명의 눈을 비행 전후로 비교한 결과였습니다.
발견은 세 가지였습니다.
안구 뒤쪽이 납작해진다.
시신경 유두가 붓는다.
도수가 원시 쪽으로 이동한다. +0.50에서 +1.75디옵터까지.
이 현상에 이름이 붙었습니다.
SANS, 우주비행 관련 신경안구증후군.
원인으로 가장 유력한 설명은 체액 이동입니다.
지상에서는 중력이 피와 체액을 다리 쪽으로 당깁니다.
무중력에서는 그 체액이 머리 쪽으로 올라옵니다.
두개골 안 압력 분포가 바뀌고, 그 압력이 안구 뒤를 누릅니다.
안구가 앞뒤로 짧아지면 초점이 망막 뒤로 밀립니다.
그게 원시 방향 이동입니다.
얼마나 흔하고, 돌아오는가
장기 체류 우주비행사 가운데 임상적으로 의미 있는 시신경 부종이 나타난 비율은 약 15%.
정밀 촬영(OCT)으로 보면 거의 모든 우주비행사에게 어느 정도의 변화가 잡힙니다.
다행히 영구 시력 상실은 지금까지 보고되지 않았습니다.
영향을 받은 우주비행사 전원이 교정하면 1.0이 나왔습니다.
다만 일부는 귀환 후 몇 년 동안 도수 변화가 남았습니다.
NASA는 이 문제를 화성 같은 장기 임무의 큰 위험 요소로 분류하고 있습니다.
그래서 우주정거장에는 "미리 만든 안경"이 있다
치료법은 아직 없습니다.
대신 대비책이 있습니다.
우주비행사는 출발 전에 "우주 예비 안경(space anticipation glasses)"을 챙깁니다.
원시 방향으로 도수가 밀릴 것을 미리 계산해 만든 돋보기 계열 안경입니다.
40대에 노안이 오면 처방전에 ADD 칸이 생기는 것과 같은 원리입니다. 지상에서는 나이가, 우주에서는 무중력이 초점을 밀어냅니다.
노안과 ADD에 대해서는 마흔셋, 식당 메뉴판이 갑자기 멀어졌다에 정리했습니다.
결국 답은 같다
우주에서도 지상에서도 결론은 한 문장입니다.
눈이 변하면 교정하면 된다.
NASA는 완벽한 눈을 요구하지 않습니다.
교정 가능한 눈을 요구합니다.
그리고 눈이 변할 것을 알면, 안경을 미리 싸 갑니다.
우리가 여행 가방에 여분의 렌즈 한 상자를 넣는 것과 크게 다르지 않습니다.
참고자료
- NASA, Astronaut Selection and Training (NASA Facts) — 시력·혈압·신장 기준, 1959년 선발 기록
- NASA Spinoff 2004, 'Contact' in Space Leads to New Lenses — STS-57·63·77 실험, HDS·CRT
- Lee AG 외, Spaceflight associated neuro-ocular syndrome (SANS) and the neuro-ophthalmologic effects of microgravity, npj Microgravity 2020 — 2011년 첫 보고, 도수 변화 범위, 15% 수치
- NASA Glenn, Spaceflight Associated Neuro-Ocular Syndrome
- Eye (Nature) 2024, Refractive shifts in astronauts during spaceflight — space anticipation glasses
이 글은 일반적인 정보 제공을 위한 콘텐츠입니다. 우주비행사 선발 기준은 NASA가 수시로 갱신하며, 여기 적힌 수치는 참고자료의 발행 시점 기준입니다. 시력 변화가 느껴지면 원인과 관계없이 검안·진료를 받으십시오.