모의 달 표토에서 병아리콩 수확 성공

달에서의 수확: 과학자들이 모의 달 토양에서 고단백 병아리콩 재배에 성공하다

The University of Texas at Austin 및 Texas A&M University의 연구진이 모의 달 레골리스(lunar regolith)에서 병아리콩을 재배하고 수확하는 데 성공했다. 이는 고단백 작물이 달과 유사한 매질에서 생산된 첫 번째 사례다. 2026년 3월 5일 학술지 Scientific Reports에 발표된 이 획기적인 연구는 생물학적 개량제가 척박한 달의 먼지를 비옥한 토양으로 변화시킬 수 있음을 보여준다. 수석 연구원 Sara Santos와 제1 저자인 Jessica Atkin이 이끈 이 연구는 식물, 균류 및 재활용된 유기 폐기물 사이의 공생 관계를 활용하여 지속 가능한 외계 농업이 가능하다는 것을 증명한다. 이 발견은 달 표면에 장기적인 인간 거주지를 조성하려는 Artemis Program의 중요한 이정표다.

달에서의 농사는 달 표면을 덮고 있는 날카롭고 영양분이 부족한 물질인 달 레골리스(lunar regolith)의 특성에서부터 난관에 부딪힌다. 광물과 유기물이 복잡하게 혼합된 지구의 토양과 달리, 달 레골리스는 본질적으로 수억 년 동안의 운석 충돌로 인해 형성된 파쇄된 암석이다. 여기에는 식물 생명체에 필요한 필수 미생물이 부족하며 식물에 독성이 될 수 있는 중금속이 포함되어 있다. 아폴로 시대의 샘플을 사용한 이전 실험을 통해 일부 식물이 가공되지 않은 레골리스에서 발아할 수 있다는 것은 확인되었으나, 대개 극심한 생리적 스트레스로 인해 사멸했다. 이러한 장벽을 극복하기 위해 텍사스 연구팀은 독소를 중화하고 재배 매질을 풍부하게 만드는 생물학적 제제의 사용, 즉 "생물학적 정화(bioremediation)"에 집중했다.

왜 병아리콩이 달에서 재배하기에 적합한가?

병아리콩은 아담한 크기, 높은 단백질 함량, 그리고 환경적 스트레스 요인에 대한 뛰어난 내성 덕분에 달에서 재배하기에 적합하다. 연구진은 공간이 제한된 임무 환경에서 잘 자라면서 밀도 높은 영양원을 제공할 수 있는 ‘Myles’ 품종을 선택했다. 다른 콩과 식물에 비해 병아리콩은 물과 질소를 적게 필요로 하므로 지속 가능한 우주 농업을 위한 이상적인 후보가 된다.

Texas A&M University의 박사 과정생인 Jessica Atkin은 ‘Myles’ 품종의 선택이 전략적이었다고 강조했다. 이 특정 병아리콩은 강인함과 최적화되지 않은 조건에서도 높은 수확량을 내는 능력으로 잘 알려져 있다. 우주 비행사들에게 우주선의 매 그램(g)의 무게는 비용과 직결되므로, 작물은 생존 가능성을 위해 무게 대비 높은 단백질 비율을 제공해야 한다. 병아리콩은 이러한 영양적 요구사항을 충족할 뿐만 아니라 요리 활용성도 뛰어난데, 이는 장기 임무를 수행하는 승무원들의 심리적 웰빙에 필수적이다. 연구 결과, 75%의 달 레골리스가 섞인 환경에서도 이 식물들은 생애 주기를 마치고 수확 가능한 씨앗을 생산할 수 있었다.

달 먼지를 병아리콩 재배에 비옥하게 만들기 위해 어떤 개량제가 사용되었는가?

연구진은 실행 가능한 재배 매질을 만들기 위해 모의 달 레골리스에 지렁이 분변토(vermicompost)와 수지상 균근균(arbuscular mycorrhizal fungi)을 혼합하여 개량했다. 이 특정 혼합물은 달 먼지에 유기물과 미생물이 전혀 없다는 점을 해결했다. 재활용된 폐기물과 유익한 균류를 통합함으로써 연구팀은 척박하고 독성이 있는 레골리스를 복잡한 식물 생명체를 지원할 수 있는 기능적인 토양으로 변모시키는 데 성공했다.

연구에 사용된 지렁이 분변토는 줄지렁이가 음식 찌꺼기나 면 소재의 위생용품과 같은 유기물을 섭취하여 생산된 것이다. 달 기지에서 이러한 재료들은 폐기물로 간주되겠지만, 연구는 이를 영양분이 풍부한 비료로 재활용할 수 있음을 보여준다. 이 지렁이 분변토는 달 레골리스에 다양한 미생물군집(microbiome)과 필수 미네랄을 제공한다. 연구팀은 레골리스와 분변토의 다양한 비율을 테스트했으며, 순수한 레골리스는 식물에 너무 독성이 강했지만, 최대 75%의 달 먼지를 포함한 혼합물에서는 병아리콩이 번성하여 수확에 도달할 수 있음을 발견했다.

달 농사에서 곰팡이와 지렁이 분변토는 어떤 역할을 하는가?

곰팡이와 지렁이 분변토는 중금속 독성을 중화하고 달 레골리스의 물리적 구조를 개선하는 생물학적 촉매 역할을 한다. 수지상 균근균은 병아리콩 뿌리와 공생 관계를 형성하여 독성 금속을 격리하는 동시에 필수 영양소의 흡수를 돕는다. 한편, 지렁이 배설물인 지렁이 분변토는 미세한 레골리스 입자가 딱딱하게 굳는 것을 방지하여 더 나은 보수력과 통기성을 보장한다.

• 생물학적 정화(Bioremediation): 균류는 달 먼지에 포함된 중금속을 식물이 흡수하는 것을 줄여준다.
• 토양 구조: 지렁이 분변토는 토양의 표면적을 넓혀 미세한 달 먼지 특유의 "뭉침" 현상을 방지한다.
• 영양소 순환: 지렁이는 임무 중 발생하는 폐기물을 생물학적으로 이용 가능한 질소와 인으로 변환한다.
• 지속 가능성: 균류 군락은 모의 토양 내에서 생존하고 지속되는 것으로 나타났으며, 이는 달 온실에 한 번만 도입하면 될 수도 있음을 의미한다.

University of Texas Institute for Geophysics (UTIG)의 박사 후 연구원인 Sara Santos는 균류가 보호 역할을 했다고 언급했다. 레골리스의 높은 미네랄 함량으로 인해 식물이 스트레스 징후를 보일 때도, 균류를 접종한 식물은 그렇지 않은 식물보다 훨씬 더 오래 생존했다. 이는 균류가 제공하는 "미생물 방패"가 미래의 달 농업을 위한 전제 조건임을 시사한다. 이러한 균류가 모의 토양에 정착하고 시간이 지나도 활성을 유지하는 능력은 달 거주지 내에 자립적인 생태계가 구축될 수 있음을 나타낸다.

이 연구는 NASA의 아르테미스 프로그램과 어떤 관련이 있는가?

이 연구는 다른 행성에서 인간의 삶을 유지하기 위해 현지 재료를 사용하는 관행인 현지 자원 활용(In-Situ Resource Utilization, ISRU)을 발전시킴으로써 NASA의 아르테미스 프로그램을 지원한다. 달 레골리스에서 식량을 재배할 수 있음을 입증함으로써, 이 연구는 지구로부터의 값비싼 보급 임무 필요성을 줄여준다. 이러한 능력은 아르테미스 베이스 캠프(Artemis Base Camp)와 향후 화성 임무의 성공을 위해 필수적이다.

지구에서 달로 식량을 운송하는 물류 비용은 장기 거주를 위한 가장 큰 장애물 중 하나다. NASA의 달 표면 혁신 이니셔티브(Lunar Surface Innovation Initiative)는 우주 비행사들이 "현지 자급자족"을 할 수 있게 하는 기술을 모색하고 있다. 현지에서 병아리콩을 재배하는 것은 신선한 영양을 공급할 뿐만 아니라 거주지 내 산소 생산과 이산화탄소 제거에도 기여한다. 초기에는 연구진이 자체적으로 자금을 조달했으나, 이후 NASA FINESST 보조금을 받게 된 이 프로젝트는 지렁이 양식과 균류 공생을 미래의 임무 설계에 통합하려는 우주국의 관심을 보여준다.

성공적인 수확에도 불구하고, 연구진은 이 병아리콩이 우주 비행사의 식단에 오르기 전에 몇 가지 과제가 남아 있다고 경고한다. Scientific Reports 논문(DOI: 10.1038/s41598-026-35759-0)에 기술된 다음 단계 연구에는 씨앗의 영양 품질 테스트가 포함된다. 과학자들은 달 레골리스에 존재하는 중금속이 식물의 식용 부위에 축적되지 않았는지 확인해야 한다. Jessica Atkin은 "우리는 식량원으로서의 타당성을 이해하고자 한다"고 설명하며, 우주 비행사의 건강과 안전이 최우선 순위임을 강조했다.

향후 연구에서는 낮은 중력과 높은 방사선 수치와 같이 지구에서 완벽하게 재현할 수 없는 달의 독특한 환경 요인도 고려해야 할 것이다. 이번 실험에서는 달의 광물 구성을 정확하게 모델링한 Exolith Labs의 LHS-1 달 시뮬런트를 사용했지만, 우주의 진공 상태는 반영하지 않았다. Artemis II 임무가 다가옴에 따라, 텍사스 연구진이 주도한 이 연구는 인류가 언젠가 집에서 수백만 마일 떨어진 곳에서 달에서 재배한 허무스 요리를 즐기는 모습에 대한 유망한 청사진을 제공한다.