Ezs 과학문명/우주의 theory

Ezs 오진수 2020. 7. 14. 17:51

 

퍼서비어런스를 싣고 날아오르는 아틀라스Ⅴ 로켓 상상도 [NASA/JPL-Caltech 제공/ 재판매 및 DB 금지] [2020.07.03 송고]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 15일 아랍에미리트(UAE)의 아랍권 첫 화성탐사선 '알-아말(Al-Amal)'호를 시작으로 중국의 '톈원(天問)-1호', 미국의 퍼서비어런스(Perseverance)가 잇따라 '붉은 행성' 화성을 향해 발사된다.

불과 보름여 사이에 화성을 목표로 로켓이 불을 뿜으며 솟아오르는 보기 드문 장관이 연이어 연출되는 것이다.

이는 지구와 화성의 공전 궤도와 주기에 맞춰 최상의 비행 궤도에 도달할 수 있는 '발사의 창'에 맞추기 위한 것으로 8월 중순까지 발사하지 않으면 26개월을 더 기다려야 한다.

현재는 화성을 향해 직접 발사되지만 중간에 금성을 거쳐서 중력 도움(flyby) 비행을 하는 것이 여러모로 더 도움이 된다는 분석 결과가 제시돼 주목을 받고있다.

충미션(왼쪽)과 합미션 궤도 비교 적색 실선은 지구에서 화성으로 갈 때, 청색실선은 화성에서 지구로 돌아올 때 궤도. 노란색선은 지구 귀환궤도에 오르기 위해 화성에서 체류해야 하는 기간(궤도변화)을 표시하고 있으며, 충미션의 적색 점선은 발사 초기의 오류로 임무가 취소됐을 때 지구귀환 궤도를 나타낸다. ['아카이브' 공개 백서 캡처]

과학전문 매체 '피즈닷오르그'(Phys.org)와 스페이스닷컴(space.com) 등에 따르면 존스홉킨스대학 응용물리연구소(JHUAPL)의 행성과학자 노엄 아이젠버그 박사 등이 참여한 연구팀은 금성의 중력 도움 비행을 연구 분석한 '백서'를 정식 출간 전 논문을 수록하는 온라인 저널 '아카이브'(arXiv.org)를 통해 발표했다.

연구팀은 이를 '국제우주항행학회'(IAA)가 후원하는 동료평가 저널인 '악타 아스트로노티카'(Acta Astronautica)에 제출할 예정이다.

연구팀은 중간에 다른 곳을 거치지 않고 지구와 화성 사이의 거리만 보고 발사하는 '합(合·conjunction) 미션'보다는 금성을 거치면서 금성의 중력을 이용해 화성까지 비행하는 '충(衝·opposition) 미션이 우주비행사의 화성 체류 시간을 획기적으로 단축하고 비용도 줄일 수 있는 것으로 분석했다.

지구에서 화성까지의 거리만 보고 발사하는 합 미션이 간단해 보이지만 두 행성이 비행에 적합한 위치로 정렬하기까지 26개월이 걸린다. 반면 충 미션은 19개월마다 발사의 창이 열린다.

특히 합 미션 때는 우주비행사가 화성에서 발사의 창이 열리기 기다리며 체류해야 하는 기간이 1년 반에 달하지만 충 미션 때는 이를 짧게는 한 달 정도로 줄일 수 있다.

충 미션이 금성을 거쳐 가느라 실제 비행 거리가 합 미션 때보다는 길지만 전체적으로는 지구 귀환 시점을 1년 가량 앞당길 수 있는 것으로 나타났다.

지난 2018년에 발사된 화성 탐사선 인사이트호의 합미션 궤도 청색은 지구, 녹색은 화성, 보라색은 인사이트호를 나타낸다. [HORIZONS System, JPL, NASA 제공/ 재판매 및 DB 금지]

이와 함께 우주선 발사 초기 오류가 발생해 임무를 취소하고 궤도를 수정해 지구로 귀환할 때도 금성을 거쳐 가는 것이 유리한 것으로 분석됐다.

연구팀은 또 유인 우주선이 금성의 중력도움을 받을 때 금성 표면의 로버나 드론을 직접 조종하면 5~28분가량 지체되는 현상 없이 실시간으로 대응할 수 있는 장점을 갖고 있다고 강조했다. 이는 금성과 화성에 각각 유인 우주선을 보내 탐사할 때보다 비용을 훨씬 적게 들이는 것으로, 일석이조의 효과를 거둘 수 있다고 했다.

연구팀은 금성 중력 도움 비행을 하면서 드론을 조종하는 것은 이미 꿈의 차원을 넘어서는 것이라고 지적했다.

지난 4월 공개된 미국항공우주국(NASA) 보고서가 미래 목표로 '2년짜리 화성탐사 미션'을 언급했는데, "일반적인 추진체를 사용한다고 가정한다면 화성에 2년만에 다녀올 수 있는 유일한 방법은 금성 중력도움 비행을 포함하는 것밖에 없다"고 설명했다.

eomns@yna.co.kr

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Ezs 지식탐구/Ezs 論文

Ezs 오진수 2020. 7. 9. 19:56

 

생명과학 분야에서 가장 주목받는 유전자 가위기술은 오류가 가장 적고 정확한 유전자 편집기술이다. 국내 연구진은 염기교정 유전자 가위기술로 나타날 수 있는 오류를 사전에 파악할 수 있는 인공지능 알고리즘을 찾아냈다.미국 국립보건원(NIH) 제공

국내 의과학자들이 유전자가위의 안전성을 높일 수 있는 인공지능 알고리즘을 개발했다.

연세대 의대 약리학교실, BK21연세의과학사업단, 의생명과학부, 연세세브란스아동병원 소아과, 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단, 서울대 전기정보공학부, 연세세브란스아동병원 소아과 공동연구팀은 유전질환의 절반 이상을 차지하는 점돌연변이 교정을 위한 염기교정 유전자가위의 교정효율과 결과를 예측할 수 있는 인공지능(AI) 알고리즘을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 7일자에 실렸다.

DNA의 가닥을 바꾸는 것이 아니라 특정 염기만 바꿀 수 있는 염기교정 유전자가위는 3세대 유전자가위 기술인 크리스퍼 유전자가위에서 파생된 새로운 형태의 기술이다. 염기교정 유전자 가위는 아데닌(A)을 구아닌(G)으로 바꿀 수 있는 ‘아데닌 염기교정 유전자가위’와 시토신(C)을 티민(T)으로 바꿀 수 있는 ‘시토신 염기교정 유전자가위’가 있다.

최근 개발된 염기교정 유전자가위 기술은 정밀하고 효율이 높지만 교정해야 할 염기가 비슷한 위치에 여러 개 있을 경우 교정 후 단백질 아미노산이 일부 바뀌어 변이가 일어날 수가 있다.

연구팀은 다양한 형태의 염기교정 유전자가위를 만들고 각각의 효율과 정확성에 대한 빅데이터를 확보해 인공지능 딥러닝으로 분석해 ‘염기교정 결과예측 프로그램’을 개발했다. 연구팀은 이 프로그램을 이용해 2만 3479개의 점돌연변이 유전질환 중에 표적염기가 1개이고 교정 효율이 높을 것으로 예상돼 유전자편집을 시도해볼 만한 질환을 분석한 결과 1차적으로 낭포성 섬유증을 포함해 3058개 점돌연변이 유전질환을 선별해냈다.

김형범 연세대 의대 교수(약리학교실)는 “이번 기술을 활용하면 다양한 염기교정 결과물의 빈도를 예측함으로써 안전한 교정이 가능한 유전자가위를 선택할 수 있게 된다”라며 “연구자들에게 1차적으로 선별된 유전자가위와 질환정보를 사전에 제공해 연구방향과 전략을 세우는데도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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