알파폴드가 해낸 일: 알파폴드는 알파고와 같은 딥러닝(deep learning) 기술로 단백질의 3차원 입체 구조를 며칠 만에 분석했다. 인간 과학자가 하려면 수년이 걸리는 일이다.

• 단백질은 모든 생명의 움직임을 관장한다. 기본 단위는 아미노산이다. 아미노산은 구슬이고, 단백질은 구슬을 꿴 목걸이에 해당한다. 목걸이가 잘못 꼬이거나 접히면 광우병, 알츠하이머병 등 심각한 질병을 일으킨다. 단백질 구조를 정확히 알면 질병이 생기는 과정도 더 잘 이해할 수 있다. 하지만 쉽지 않다. 20여 종류인 아미노산의 배열 순서에 따라 단백질 모양이 무한대로 달라지기 때문이다.
• 알파폴드는 과학자들이 밝힌 단백질 모양과 아미노산 구조 데이터를 학습했다. 지난달 30일 단백질 구조 예측 대회에 출전해 92.4퍼센트의 예측 정확도를 보였다. 43개 단백질 중에서 25개의 구조를 단 며칠 만에 분석했다. 2위인 미국 과학자팀은 3개를 풀었다.
• 분석 시간과 비용을 크게 줄였다는 평가를 받는다. 복잡한 아미노산 배열을 알파폴드에 ‘복붙’하면 예측 구조 결과가 바로 나온다. 아미노산 배열만으로 구조를 예측하는 방법은 50년 동안 풀리지 않는 숙제였다. 기존에는 단백질을 추출해 엑스선과 현미경 등으로 모양을 파악해야 했다. 한 종류를 분석하는 데 길게는 수년이 걸리고, 약 1억 원이 들어간다.

알파폴드가 할 수 있는 일: AI가 기초 과학 연구에서 뚜렷한 성과를 낸 건 이번이 처음이다. 의학과 식품 개발에도 영향을 미칠 것으로 보인다.

• 특히 단백질을 표적으로 신약을 만드는 제약 회사 연구에 큰 도움이 된다. 단백질의 구조를 알아야 딱 맞게 결합하는 치료 물질을 만들 수 있기 때문이다. 알파폴드는 올해 초 코로나 바이러스의 유전 정보를 통해 단백질 구조를 예측하는 데 성공한 것으로 알려졌다. 해당 연구진은 “앞으로 단백질 구조 분석은 컴퓨터에 전적으로 의존할 것”이라고 설명했다.
• 새로운 식품을 만들 가능성도 있다. 알파폴드가 파악한 단백질 구조 정보는 원하는 단백질을 만드는 데 활용될 수 있다. 세포 내부 단백질을 조작해 음식의 맛, 향을 바꿀 수 있다는 전망이 나온다. 식품을 만드는 과정을 간소화해 연구 비용과 환경 부담을 줄일 수 있다는 시각도 있다.

AI의 진화: 데미스 하사비스 딥마인드 CEO는 단백질 구조 예측 기술을 “AI가 만들 수 있는 가장 중요한 응용 프로그램 중 하나”라고 설명했다. 딥마인드가 만든 AI는 그동안 체스, 바둑, 컴퓨터 게임에서 인간보다 우위를 차지했다. 이제는 현실 세계의 문제를 풀기 위해 진화하고 있다.

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우주 속 시한폭탄: 우주 쓰레기란 우주를 떠도는 다양한 크기의 인공 물체를 일컫는다. 임무를 마쳐 기능이 정지된 인공위성이나 그 부속품이 충돌해 생긴 파편들이 대부분이다.

• 유럽우주국(ESA)은 2025년 발사를 목표로 우주 쓰레기 청소 위성 ‘클리어 스페이스-1(Clearspace-1)’을 설계하고 있다. BBC는 지난 18일 영국의 항공·우주 및 방위 회사 일렉노어 데이모스(Elecnor Deimos)가 해당 위성의 궤도 제어 시스템을 설계한다고 밝혔다. 집게발 모양의 해당 위성은 목표한 쓰레기를 추적하고 수거한다. 집게에 잡힌 우주 쓰레기는 지구 대기권으로 진입하는 과정에서 불에 타 사라진다.
• 1957년 구소련의 첫 인공위성 발사 이후 지금까지 약 1만 개의 위성이 우주로 떠났다. 현재 작동 중인 위성은 3000여 개로, 나머지 7000개는 가동을 멈춘 채 지구 궤도를 돌고 있다. 1센티미터 이상의 우주 쓰레기는 90만 조각이 넘을 것으로 추정된다.
• 우주 쓰레기는 총알보다 빠른 초속 7~8킬로미터로 지구 궤도를 돈다. 대형 인공위성이나 국제우주정거장과 충돌 위험성이 있다. 인공위성과 충돌하면 통신, 내비게이션, 기상 예보에 장애가 생긴다. 국제우주정거장은 올해 세 번 우주 쓰레기와 충돌 위험이 있었다.

우주 쓰레기 어떻게 치우나?: 우주 개발 국가를 중심으로 우주 쓰레기를 해결하기 위한 다양한 방법이 연구되고 있다. 

• 영국 서리대학교 우주센터는 지난 2018년 그물을 이용해 우주 쓰레기를 수거하는 실험에 처음으로 성공했다. 지난해에는 작살을 발사해 쓰레기를 수거하는 실험에도 성공했다. 수거한 우주 쓰레기는 지구 대기권에 진입하면서 연소된다. #서리대학교 그물 실험 영상 보기
• 일본의 통신 위성 기업 스카파JSAT는 레이저로 쓰레기의 경로를 바꾸는 방법을 개발하고 있다. 수십 미터 이상 떨어진 곳에서 쓰레기에 레이저를 발사해 지구로 떨어뜨리는 방식이다. 2026년 기술 상용화가 목표다.
• 러시아의 우주 스타트업 스타트로켓도 우주 쓰레기 청소용 자율 인공위성을 발명하고 있다. ‘폴리머 폼’이라 불리는 끈적한 거품을 우주 쓰레기에 발사해 붙잡은 뒤, 대기권으로 내려보낸다는 계획이다.
• 이 밖에도 뜨거운 열을 이용해 우주 쓰레기를 태우는 방법, 자석으로 쓰레기를 끌어들여 대기권으로 떨어뜨리는 방법, 위성 제작 시 수명이 다 되면 분해에 가깝게 자체 파괴되도록 제작하는 방법 등이 개발되고 있다.

〈그래비티〉가 현실로: 우주를 향한 인류의 꿈이 쓰레기에 가로막힐 수 있다. 인공위성 파편이 우주선과 충돌하는 영화 〈그래비티〉가 현실이 될 수 있다. 우주 쓰레기 수거에는 천문학적 액수가 투입되는 만큼 비용 부담 문제를 먼저 해결해야 한다. 우주 개발 국가 위주로 공동 기금을 마련하라는 주장이 나오는 이유다. 지난 5월 국제 학술지 미국립학술원회보(PNAS)에는 지구 궤도를 도는 모든 인공위성에 대해 ‘궤도 사용료’를 부과하자는 제안도 실렸다. 

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우주 올 로케이션: 과거 우주 미사일 기술을 놓고 패권 전쟁을 벌이던 러시아와 미국은 앞다퉈 영상 촬영을 예고하고 있다.

• 할리우드 액션 배우 톰 크루즈는 내년 10월 더그 라이만 감독과 국제 우주 정거장으로 향해 액션 영화를 찍는다. 일론 머스크가 설립한 스페이스X와 미국항공우주국(NASA)의 지원을 받는다. 제작비는 2400억 원 정도고, 세부 내용은 알려지지 않았다.
• 같은 날 러시아도 세계 최초로 우주에서 영화를 촬영하겠다는 계획을 밝혔다. 러시아의 우주 활동을 홍보하기 위해 제작되는 영화의 가제는 ‘도전’이다. 내년 가을 러시아 소유즈 우주선이 국제 우주 정거장으로 떠나는 내용이 담긴다.
• 우주 리얼리티 쇼도 나온다. 2023년 방영될 ‘스페이스 히어로’는 민간 비행사 콘테스트 우승자를 국제 우주 정거장에 10일 동안 보내는 내용이다. 이미 우주선 좌석 예약도 마친 것으로 알려졌다.

전에 없던 우주 마케팅: NASA는 과거 국제 우주 정거장의 상업적 이용을 금지했지만, 우주 개발에 들어가는 예산을 민간 분야에서 끌어오기 위해 다양한 프로젝트를 추진하고 있다.

• NASA는 지난해 6월 “2024년까지 달에 다시 인간을 착륙시키기 위한 목표를 향해 나가면서 기업들과도 협력할 것”이라고 밝혔다. 이어 마케팅 목적으로 우주 정거장을 활용할 수 있도록 했다. 국제 우주 정거장 국립 연구소는 “마케팅 프로젝트라고 해서 과학적 가치가 없는 것은 아니다. 우주에 기반을 둔 연구에 대한 어떤 관심이라도 과학자와 우주 비행사에게 영감을 줄 수 있다”고 설명했다.
• 이달 말 국제 우주 정거장에서 화장품 회사 에스티로더의 세럼 10병의 광고 촬영이 진행된다. 에스티로더는 광고를 위해 NASA에 시간당 2000만 원을 내는 것으로 알려졌다. 다만 우주 비행사들이 직접 광고에 나오지는 않는다. 나사 윤리 규정상 비행사들이 마케팅 캠페인에 참여할 수 없기 때문이다.

더는 SF가 아닙니다: 8월 국제 우주 정거장에 두 달간 머물던 NASA 소속 우주 비행사 2명이 45년 만에 처음으로 민간 우주선을 타고 해상을 통한 지구 귀환에 성공했다. 미지의 영역이었던 우주는 훨씬 더 빠른 속도로 가까워지고 있다. 연구와 관광뿐 아니라 우주를 상업적으로 활용하려는 시도가 계속될 것으로 보인다.

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