한림대춘천성심병원 박찬흠 교수팀, 우주항공청 ‘스페이스 해커톤 대회’ 대상 / 한림대춘천성심병원

한림대춘천성심병원 이비인후과 박찬흠 교수(한림대 나노바이오재생의학연구소장) 연구팀이 우주항공청이 주최한 ‘스페이스 해커톤 대회’에서 초소형 위성 임무 아이디어 부문 대상을 수상했다고 3일 밝혔다.

연구팀은 박 교수와 함께 석·박사 통합과정생 김기현, 이철희, 손유상 연구원으로 구성돼 있다.

올해 스페이스 해커톤은 위성정보 활용 확대와 위성-AI 융합기술 촉진, 차세대 우주항공 인재 양성을 목표로 개최됐다.

총 114개 팀(284여명)이 참가했으며, 이 중 30개 팀 75명이 본선에 진출해 최종 경합을 벌였다.

대회는 ▲위성정보 빅데이터 활용 아이디어 ▲위성활용 비즈니스 모델 ▲초소형 위성 임무 아이디어 등 세 가지 분야로 구성됐다.

박찬흠 교수팀은 ‘우주 미세중력 환경에서의 실시간 궤도상 In-Situ PCR 시스템’을 제안하며 초소형 위성 임무 아이디어 부문 대상을 차지했다.

이 연구는 초소형 자율 위성(CubeSat)에서 유전자 추출·PCR 증폭·형광 검출·데이터 전송까지 전 과정을 자동화해 우주 현장에서 실시간 유전자 분석을 수행하는 세계 최초 수준의 플랫폼을 구축하는 데 목표를 두고 있다.

연구팀은 우주 환경에서 병원성이 증가하는 것으로 알려진 ‘칸디다 균’을 대상으로 시스템을 설계했다.

시료 용해·혼합 등 전 과정이 자동으로 처리되며 별도의 펌프 없이 시료가 이동하도록 설계된 미세유체 구조, 정교한 온도 조절 장치 등이 탑재됐다.

이를 통해 PCR 실험을 안정적으로 수행하고 분석 결과를 즉시 지상으로 전송할 수 있도록 했다.

지금까지 ISS(국제우주정거장) 기반 우주 생명공학 연구는 시료 채취 후 지구로 귀환해 분석하는 구조였으며, 그 과정에서 방사선·진동·온도 변화 등으로 인해 유전 정보가 변형될 가능성이 높고 분석까지 수 주가 소요되는 한계가 있었다.

이에 비해 연구팀이 제안한 ‘궤도상 in-situ PCR 시스템’은 미세중력 환경에서 생명체의 유전자 변화를 즉시 감지하고 감염 위험을 실시간 모니터링할 수 있는 새로운 연구 패러다임을 제시한다.

박찬흠 교수는 “칸디다 균은 우주 환경에서 병원성이 강해지는 것으로 보고되어 연구 대상으로 선정했다”며 “향후 ISS 연구 결과와 비교해 과학적 타당성을 검증할 계획”이라고 말했다.

이어 “이번 기술은 ISS에서 수행이 불가능한 고병원성 세균 분석을 가능하게 하고 초소형 자율 위성 기반의 저비용·반복 실험 체계로 확장할 수 있어 우주 바이오 연구와 민간 생명공학 생태계 조성에도 기여할 것”이라고 전망했다.

한편 박 교수팀은 대상 수상과 함께 상금 1000만 원을 지급받았으며 해외 우주 기관 탐방 프로그램 지원도 제공받는다.