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- 2022년에는 6개의 우주선 달에 착륙할 예정(3대는 NASA,중국, 일본, 러시아 각 1대)
- 코로나19에 새로운 백신,mRNA 백신의 새 버전, Novavax와 같은 단백질 기반 백신
- 스타쉽(starship)과 엑소마스 임무(Exomars-Mission)의 첫 번째 궤도 비행
- 입자 물리학: LHC 3기 시작과 핵 물리학의 새로운 동위원소 "공장“

2022년 과학계 전망, 달, 코로나 그리고 빠른 입자
2022년은 우주와 과학에 무엇을 가져올까?

새해는 달에 관한 것이다.
2022년에는 6개의 우주선이 지구 위성에 착륙할 예정이며 NASA의 첫 번째 무인 아르테미스 시험 비행도 계획되어 있다. 입자 물리학에서 CERN의 LHC(Large Hadron Collider)라는 새로운 용어는 새로운 돌파구에 대한 희망을 주고 새로운 "원소 공장"은 원자핵에 대한 새로운 통찰력을 열 수 있다. 코로나바이러스와의 싸움은 의학에서 가장 중요한 주제로 남아 있다. 

▲ 2022년에는 달이 그 어느 때보다 많은 방문객을 맞이할 것이다. 여기에서 아르테미스(Artemis)-I 임무를 우주로 가져오기로 되어 있는 NASA의 Space Launch Systems(SLS) 로켓을 위한 고체 연료 부스터의 일부를 볼 수 있다. © NASA / KSC

과학의 새해는 어떤 새로운 통찰력과 돌파구를 가져올까?
2022년에도 코로나 팬데믹의 조짐이 계속될 것이 분명해 보인다. SARS-CoV-2 코로나바이러스의 오미크론 변이가 나타난 후에는 백신을 적응시키고 감염의 심각한 결과를 피하는 것이 중요하다. 그러나 다음 변종이 발생할 수 있는지 여부와 위치, 그리고 바이러스가 언제 풍토병이 되어 덜 위험해질 것인지에 대한 질문은 여전히 ​​열려 있다.

코로나19에 대한 새로운 백신

이러한 바이러스 및 역학 연구 질문과 병행해 코로나바이러스에 대한 새로운 백신 개발이 계속되고 있다. 여기에는 성공적인 mRNA 백신의 새 버전 뿐만 아니라 다른 원칙에 기반한 백신도 포함된다. 기존의 비활성화 백신 외에도 여기에는 면역 자극 보조제와 함께 바이러스 스파이크 단백질의 일부를 포함하는 Novavax와 같은 단백질 기반 백신도 속한다.
Novavax는 2021년 12월부터 EU에서 승인되었다.

▲ Omikron 변종과 추가 백신 개발은 2022년에 초점을 맞춘다. © Teka77 / 게티 이미지

인도에서 이미 승인된 ZyCoV-D와 같은 새로운 DNA 백신도 코로나-19로부터 보호하기 위한 것이다. 여기에는 코로나바이러스 스파이크 단백질에 대한 조립 지침이 포함된 원형 DNA 가닥이 포함되어 있다. mRNA 백신과 달리 이 DNA는 인간 세포핵에 흡수되어야 하며, 여기서 세포 자체 기계에 의해 mRNA로 변환되어야 한다. 그런 다음 이것은 세포 혈장에서 판독되어 스파이크 단백질을 생성하는 데 사용된다.

단백질 및 DNA 백신은 제조하기 쉽고 mRNA 백신보다 냉각이 덜 필요하다.
따라서 특히 의료 인프라가 열악한 가난한 국가에서 사용할 수 있다.

달, 달, 달

우주여행에서 2022년은 달의 해다.
올해 위성은 그 어느 때보다 많은 방문객을 맞이할 것이다. 국가 우주국의 무인 우주선 최소 6대가 달에 착륙할 예정이다. 3대는 NASA를 대표하고 나머지 3대는 중국, 일본, 러시아에서 각각 1대씩이다. 이밖에 아랍에미리트(UAE)에서 로버를 달 표면에 떨어뜨릴 예정인 일본 민간 탐사선이 있다.

NASA는 2022년 3월 아르테미스 임무의 일환으로 유인 달 착륙을 위한 첫 시험 비행을 시작할 예정이다. 원래 2020년으로 계획된 아르테미스-1 비행에서 우주 발사 시스템(SLS)은 처음으로 캐리어 로켓 역할을 하고 아직 인형으로 가득 찬 우주 캡슐을 달 주위와 관광으로 가져갈 것이다. 비행. 우주 캡슐은 또한 달 궤도로의 회전을 테스트할 것이다.

스타쉽(starship)과 엑소마스 임무(Exomars-Mission)의 첫 번째 궤도 비행

한편, 2022년에는 우주여행 역사상 가장 큰 로켓인 SpaceX가 개발한 스타쉽의 첫 번째 궤도 비행을 포함해 2022년에 두 번 더 우주 임무가 달 너머를 목표로 한다. 120미터(m) 길이의 볼라이드와 그 우주 비행사는 지구 궤도를 넘어 달이나 화성까지 100톤(Ton)과 1천입방미터(㎥)의 탑재량을 운반할 수 있다. 이것은 사람과 물질을 이웃 천체로 수송하는 완전히 새로운 가능성을 열 수 있다.

▲ 시험 비행 후 착륙하는 우주선 우주선. © 스페이스X

또한 앙상블의 초중량 발사기와 그 위에 앉아 있는 우주선(실제 스타쉽)은 모두 재사용이 가능하다. SpaceX의 사장 Elon Musk에 따르면 Starship은 궤도에서 연료를 보급할 수도 있다. 2020년과 2021년 첫 번째 준궤도 시험 이후 스타쉽의 첫 번째 궤도 비행은 원래 2022년 1월에 실시될 예정이었으나 미 당국의 승인 절차 지연으로 인해 2022년 3월이나 4월로 연기됐다.

러시아-유럽 착륙선 엑소마스(Exomars)는 2022년 9월 화성에 발사될 예정이다.
여러 차례 연기된 이 임무는 유럽 최초의 화성 탐사선 '로잘린드 프랭클린Rosalind Franklin'을 붉은 행성으로 데려오기 위한 것이다. 2016년부터 화성 주위를 도는 미량 가스 궤도선(Trace Gas Orbiter)과 함께 ESA 로버는 화성에서 과거 생명체의 흔적을 찾을 것이다.

입자 물리학: LHC 3기 시작

2022년에는 입자 물리학에서도 많은 일이 일어날 수 있다.
두 번째 긴 혁신 단계인 Long Shutdown 2 이후 세계 최대 입자 가속기인 Long Shutdown 2가 봄에 세 번째 임기를 시작한다. 이를 위해 LHC(Large Hadron Collider)의 초전도 자석을 최적화하고 4개의 대규모 실험에 훨씬 더 강력한 검출기를 장착했다.

▲ LHC 입자 가속기의 터널 © CERN/ Maximilien Brice

가속기가 두 번째 실행 시간에 새로운 입자나 힘에 대한 몇 가지 잠재적인 징후를 제공했지만 결정적인 증거는 없었다. 하지만 물리학자들은 세 번째 실행 시간에서 더 확실한 결과를 얻기를 바라고 있다. 이것은 13.6테라전자볼트(TeV)의 훨씬 더 높은 에너지와 단위 시간당 더 많은 수의 충돌로 발생하는 양성자 충돌에 의해 가능해질 수 있다.

핵 물리학: 새로운 동위원소 "공장“

한편, 2022년 미국에서 가동되는 미국의 FRIB(Facility for Rare Isotope Beams)는 화학 원소와 동위 원소의 성질에 대한 새로운 통찰력을 제공할 것이다. 이 선형 가속기에서 다양한 원자핵은 높은 가속도와 에너지로 표적 물질에 발사될 수 있다. 이 과정에서 새로운 동위 원소와 원소가 생성된다.

▲ FRIB 건물

▲ FRIB 내부

▲ 희소 동위 원소 빔 시설(FRIB)은 이제 전 세계 DOE 과학자 및 협력자들에게 서비스를 제공하는 세계에서 가장 빠른 과학 네트워크인 미국 에너지부(DOE)의 에너지 과학 네트워크(ESnet)에 연결되었다. FRIB, Michigan State University Information Technology 및 Lawrence Berkeley National Laboratory는 FRIB를 ESnet에 연결하기 위해 협력했다. (출처: FRIB)

이것은 알려진 원소에 대해 이론적으로 예측된 ​​약 8천 개의 동위 원소 때문에 중요하다.
지금까지 약 3300개만 감지되거나 인공적으로 생성됐다. 그러한 이질적이고 대부분 단명한 동위 원소의 행동은 원자핵 내부의 힘과 상호작용에 대해 많은 것을 드러낼 수 있다.
FRIB 과학 이사인 Brad Sherrill은 “우리는 미지의 영역을 살펴볼 수 있을 것이다”고 말했다.
출처: Science, Nature, NASA, FRIB, CERN

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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