한림대학교 박찬흠 나노바이오재생의학연구소 연구팀 김기현·이철희·손유상 연구원이 우주항공청 주최 '스페이스 해커톤 대회' 초소형 위성 임무 아이디어 부문 대상을 수상했다.
이 대회는 위성정보 활용 확대와 위성정보-AI 융합을 촉진, 차세대 우주항공 인재를 발굴하기 위해 우주항공청이 개최하는 경진대회다.
올해 대회에는 대학생과 스타트업 종사자 등 114개 팀 284여 명이 참가했으며, 이 중 30개팀 75명이 본선에 올라 치열한 경쟁을 펼쳤다.
박 교수팀은 초소형 위성 임무 아이디어 부문에 출전해 '우주 미세중력 환경에서의 실시간 궤도상 In-Situ PCR 시스템' 연구를 발표했다.
이는 초소형 자율형 위성(CubeSat)에서 유전자 추출부터 PCR 증폭, 형광 검출, 지상 전송까지 전 과정을 자동으로 수행해 우주 현장에서 실시간 유전자 분석을 가능하게 하는 '궤도상 in-situ PCR 시스템' 개발 연구다.
특히 연구팀이 발표한 시스템은 칸디다 균 시료를 우주에서 자동으로 준비하고 분석할 수 있도록 설계돼 분석 방법과 실험의 안정성을 크게 높였다는 데 높은 평가를 받았다.
시료를 녹이고 혼합하는 과정도 자동으로 이뤄지며, 작은 구조를 이용해 별도의 펌프 없이 시료가 이동하도록 만들었다.
위성 내부 온도를 정밀하게 조절하는 장치가 있어 PCR(유전자 증폭) 실험을 안정적으로 수행할 수 있다. 이렇게 분석된 데이터는 실시간으로 지상으로 전송된다.
기존 우주 생명공학 연구의 경우 대부분 ISS(국제우주정거장)에서 시료를 채취한 뒤 지구로 가져와 분석해야하며, 귀환 과정에서 유전적 신호 변형과 상당한 시일이 소요돼 실시간 대응에 어려움이 있었다.
향후 연구팀은 우주 미세중력과 방사선 환경에서 생명체 유전자 변화와 감염 위험을 즉시 감지 및 모니터링 할 수 있는 세계 최초 수준의 우주 현장 분석 플랫폼을 구현하는 게 목표다.
박찬흠 교수는 "이번에 개발한 기술은 ISS에서는 수행 불가능한 고병원성 세균 연구를 수행할 수 있고 저비용, 반복 실험이 가능한 초소형 자율형 위성 기반 플랫폼으로 확장될 수 있다"며 "앞으로 우주 바이오 연구와 민간 생명공학 생태계 조성에도 의미 있는 기여를 할 것으로 기대한다"고 말했다.
박 교수팀은 이번 대상 수상으로 상금 1천만 원과 함께 해외 우주 기관 탐방 프로그램을 지원받는다.