🚀우주비행사들이 기저귀를 차고 지구로 돌아온 날, 우주정거장 화장실 사용법의 숨겨진 진짜 역사

📑 목차

• 🚽 20시간 동안 화장실을 못 썼다는 얘기
• 🧪 소변이 새는 게 아니라 배관이 막히는 거였다
• ⚖️ 이중화 설계를 안 하는 게 아니라 못 하는 거다
• 🌍 지상에서는 아무리 테스트해도 못 잡는 결함이 있다
• 🔧 결국 화장실은 소모품으로 관리한다

🚽 20시간 동안 화장실을 못 썼다는 얘기

2022년 5월, 국제우주정거장에 176일 머물렀던 크루-3 우주비행사 네 명이 지구로 돌아오는 길에 화장실을 아예 못 썼다. 스페이스X 드래건 캡슐 '인듀어런스'가 도킹을 풀고 나서 기상 문제로 예정보다 늦게, 거의 20시간 가까이 걸려 대서양에 착수했는데 그 시간 내내 기저귀, 정확히는 나사가 '최대 흡수 의류(MAG)'라고 부르는 성인용 흡수 팬티를 입고 버텼다. Ars Technica 기자 에릭 버거가 이 사실을 전하면서 나온 이유가 흥미로웠다. 캡슐 화장실 배관 접합부가 떨어져 나가서 소변이 바닥 패널 아래 전자장비 구역으로 샐 수 있다는 게 다른 캡슐 점검 중 뒤늦게 발견됐고, 이미 궤도에 있던 크루-3의 캡슐도 같은 결함이 있을 가능성이 높다는 판단에 아예 우주정거장 화장실 사용법 자체를 금지시킨 거였다. 이 소식을 처음 봤을 때 든 생각은 '왜 하필 화장실이 계속 말썽이지'였다.

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🧪 소변이 새는 게 아니라 배관이 막히는 거였다

사실 우주정거장 화장실 결함은 이번이 처음이 아니다. 2008년에는 국제우주정거장의 러시아제 화장실 펌프가 고장 나서 셔틀 디스커버리(STS-124) 발사 직전까지 나사와 러시아연방우주공사가 예비 부품을 급하게 실어 보낸 적이 있다. 원인은 분리 펌프 안에서 칼슘 성분이 결정으로 굳어 관을 막아버린 것. 단순 부품 불량이 아니라 소변 자체의 화학적 특성 때문에 반복되는 문제라는 게 핵심이다. 미세중력에서는 중력으로 액체와 기체를 분리할 수 없으니 공기 흐름으로 소변을 빨아들이는 방식을 쓰는데, 이 과정에서 요산과 칼슘염이 좁은 관 벽에 조금씩 눌어붙는다. 지상 화장실처럼 물로 씻어내리는 구조가 아니라서 한번 붙기 시작하면 계속 쌓이고, 결국 정기적으로 관을 통째로 갈아주는 소모품 취급을 할 수밖에 없다.

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⚖️ 이중화 설계를 안 하는 게 아니라 못 하는 거다

여기서 드는 의문은 왜 처음부터 배관을 두 개씩 만들어서 하나 막히면 다른 걸로 돌리지 않냐는 거다. 답은 무게와 부피다. 스페이스X 드래건처럼 승무원 4명이 타는 캡슐은 화장실 하나 넣을 공간도 빠듯한데 부품을 통째로 이중화하면 그만큼 궤도로 쏘아 올릴 화물 무게가 늘어난다. 킬로그램당 발사 비용을 생각하면 배관 하나 더 넣는 게 단순한 설계 선택이 아니라 예산 항목이 되는 셈이다. 그래서 나사가 택한 방식은 부품 단위 이중화가 아니라 '모듈 단위' 이중화다. 국제우주정거장에는 미국 구역과 러시아 구역에 화장실이 따로 있어서 하나가 고장 나도 다른 쪽으로 가면 되고, 캡슐처럼 화장실이 하나뿐인 좁은 공간에서는 아예 최후의 수단으로 기저귀를 표준 장비로 챙긴다. 이중화를 안 한 게 아니라 어느 단위에서 이중화할지를 무게와 맞바꾼 거다.

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🌍 지상에서는 아무리 테스트해도 못 잡는 결함이 있다

2020년에 콜린스 에어로스페이스가 만들어 약 2300만 달러를 들여 궤도로 올린 새 화장실, 유니버설 웨이스트 매니지먼트 시스템(UWMS)은 부식에 강한 티타늄으로 만들어졌다. 소변의 산성 성분이 스테인리스강을 장기간 부식시킨다는 걸 이전 시스템에서 이미 겪었기 때문이다. 그런데도 결함이 완전히 사라지지 않는 이유는 지상 테스트의 물리적 한계 때문이다. 미세중력을 지상에서 재현하는 방법은 포물선 비행기(한 번에 20~25초), 낙하탑(몇 초), 중성부력 수조 정도인데 셋 다 액체의 표면장력이 지배하는 미세중력 유체 거동을 몇 달치 누적 사용 조건으로 재현하지는 못한다. 관 벽에 미네랄이 쌓이거나 씰이 반복 개폐로 마모되는 것 같은 '누적형 고장'은 결국 몇 달간 실제로 궤도에서 써봐야 드러난다. 발사 전 테스트로 걸러낼 수 있는 결함이 아니라, 애초에 시간이 지나야만 나타나는 고장이라는 뜻이다.

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🔧 결국 화장실은 소모품으로 관리한다

그래서 지금 나사의 접근은 결함을 없애겠다는 쪽이 아니라 언제 고장 날지 미리 계산해서 관리하는 쪽으로 바뀌었다. UWMS는 관과 필터 교체 주기를 아예 표준 정비 일정에 박아 넣었고, 우주비행사들은 발사와 재진입 때는 물론이고 화장실 결함이 의심될 때마다 MAG를 상비약처럼 챙겨 입는다. 처음 그 뉴스를 봤을 때는 우주선 화장실이 계속 고장 나는 게 어이없다고 생각했는데, 알고 보니 이건 설계 실패가 아니라 무게 예산, 소변의 화학 반응, 그리고 지상에서 결코 재현할 수 없는 시간이라는 세 가지 제약이 겹쳐서 생기는 필연에 가까웠다.