[G리포트] 인류가 만들어낸 우주재난 - 매일 지구를 위협하는 스페이스 데브리스

지식창고 유튜브채널 썸네일 이미지출처 - 유럽우주국(ESA) 

 

 

안녕하세요. 지식창고입니다. 

 

1969년 우주시대의 서막을 알리는 아폴로 11호의 달 착륙을 조그만한 흑백 TV를 통해 보며 사람들은 환호하였습니다. 그로부터 50여 년이 흘러 2020년 미국 우주항공국 나사의 보고서에는 우주시대의 종말을 예고하는 가상 시나리오가 등장합니다. 도대체 무슨 일이 일어나고 있는지 한번 살펴보도록 하겠습니다.  

 

출처 : 픽사베이

 

과학의 진보에 따라, 1957년에 발사된 최초의 인공위성, 소련의 스푸트니크 1호를 시작으로 인류는 매해 많은 수의 인공위성을 여러 목적으로 지구밖 정지궤도로 쏘아올리고 있습니다. 이렇게 쏘아올린 인공위성은 누적수가 자그만치 1만대를 넘어가고 있으며, 2020년 한해에만 천대가 넘는 인공위성이 발사되었습니다. 또한, 앞으로도 그 수는 지속적으로 늘어날 전망입니다. 최근 인공위성이 급증하는 이유는 이전보다 진보된 과학기술력으로 인공위성의 소형화가 가능해졌으며, 이로 인하여 비용적인 측면에서도 이전보다 많이 저렴해졌기 때문입니다.

 

그렇다면 현재 인류가 쏘아올린 그 많은 인공위성은 어떻게 사용되고 있을까요? 유엔우주사무국(UNOOSA)의 인공 우주물체 목록에 따르면, 현재 궤도상에 떠 있는 인공위성의 수는 2020년 2월 기준 5461개로 이중 실제 활동중인 인공위성은 그 절반에도 미치지 못하는 2787개라고 합니다. 수명을 다한 인공위성은 지상으로 돌아오지 못하고 지구를 맴돌게 되는데, 이렇게 남겨진 인공위성은 말그대로 지구의 중력에 이끌려 정지궤도에서 영원히 떠도는 우주 쓰레기, 즉 우주잔해물이라 불리는 스페이스 데브리스가 됩니다. 

 

하지만, 지구의 정지궤도에는 수명이 다한 인공위성만 있는 것이 아닙니다. 정지궤도에 안착하기 위해 인공위성으로부터 분리된 발사체나 발사과정에서 나온 잔해물 등을 포함하여 지표면상의 레이더로 감시하면 지구 궤도를 맴돌고 있는 1cm정도의 우주잔해물은 3억개 이상으로 추정하고 있습니다. 마치 토성의 고리처럼 지구주변을 감싸고 있는 거대한 띠를 형성하고 있는 것입니다. 

 

 

지구를 감싸고 있는 우주잔해물 -스페이스 데브리스 출처 : https://eoimages.gsfc.nasa.gov/images/imagerecords/40000/40173/spacejunk_leo_2009237_lrg.png

 

만약 이렇게 거대한 띠를 이루고 있는 우주잔해물에 운석이나 기타 사정으로 인해 충돌이 일어나면 어떤 일이 발생할까요? 충돌한 우주잔해물은 안정적인 기존의 궤도를 벗어나 다른 우주잔해물과 충돌하면서 작은 파편으로 나누어지고, 작은 파편들은 또다시 연쇄충돌을 일으키면서 도미노 현상이 일어나게 되어, 결국 지구의 대기권밖은 온통 작은 파편의 우주잔해물로 감싸게 되어집니다. 이것들이 그저 작은 파편일 뿐일까요? 전문가에 따르면, 1센치 크기의 파편은 총알보다 스물두배의 파괴력을 지니며 10센치 정도의 파편은 대형 인공위성을 파괴할 수도 있다고 합니다. 말그대로 지구궤도에는 총알과 포탄이 빗발치는 우주전쟁과도 같은 상태가 되는 것입니다.

 

이러한 상황은 먼 미래가 아닙니다. 현재에도 매년 12건의 충돌사고가 보고되고 있습니다. 우리나라도 예외는 아니라서 2013년에 발사된 한국의 천문관측 위성인 과학기술위성 3호는 2009년 2월 러시아의 코스모스2251 위성과 미국의 이리듐33 위성의 충돌로 발생한 1800여개의 우주파편에 의해 위협을 받았던 적도 있습니다. 

 

 

이런 우주잔해물이 지구 대기권 밖에 존재한다면 그나마 형편은 나을텐데, 충돌한 우주잔해물의 일부가 지구로 떨어진다는 것이 문제입니다. 천문학계의 보고에 따르면 이러한 우주잔해물이 매일 100톤씩 지구로 쏟아지고 있다고 합니다. 비록 많은 수의 우주잔해물이 대기권에 진입하면서 소각되지만, 그 중 일부는 지표면까지 형태를 유지하며 떨어지는 사례도 늘어가고 있습니다. 과학자들이 우려하는 바는 비용절감과 소형화로 인한 인공위성의 진입장벽이 낮아지면서 민간 주도로 실행되고 있는 수많은 인공위성 프로젝트가 향후에도 수천건이 계획되어 있다는 것입니다. 결국, 이런 무분별한 우주개발이 정지궤도상의 인공위성과 우주잔해물의 밀도를 더욱 상승시키고, 앞서 말한 연쇄충돌을 일으키게 된다면, 영화 [하늘에서 음식이 내린다면]과 같이 우리는 하늘에서 쓰레기들이 쏟아지는 장면을 볼 수도 있지 않을까요? 

 

영화 [하늘에서 음식이 내린다면]의 장면 - 출처 : https://www.justwatch.com/kr/%EC%98%81%ED%99%94/haneuleseo-eumsigi-naerindamyeon

 

물론, 많은 나라에서 이와 같은 우주잔해물을 처리하는 여러 프로젝트를 진행중에 있습니다. 끈끈이 풍선이나 그물을 이용해서 대기권으로 진입시킨후 자연발화를 유도하는 방법도 있으며, 쓰레기 수거 위성을 개발하기도 합니다. 하지만, 학계에서는 이런 계획들이 자칫하면 더 많은 우주잔해물을 만들어낼 수 있다는 우려를 표명하였습니다. 결국, 많은 노력에도 불구하고 아직까지는 해답은 없어보입니다. 이 문제에 대한 핵심은 누가 그 비용을 내야하는가에 대한 기준이 없다는 것입니다. 2020년까지를 기준으로 전 세계에서 발사한 인공위성의 수를 나라별로 분석해보면 1위 미국(1994), 2위 러시아(1536), 3위 중국(391), 4위 일본(184) 순입니다. 만약 누군가 이 우주잔해물에 대한 처리비용을 내야한다면, 인공위성의 수에 비례하여 분담시켜야하지 않을까요? 저의 생각으로는, 이러한 우주잔해물의 발생량을 줄이기 위해서라도 우주개발에 있어 조속한 시일내에 쓰레기종량제가 도입되어야할 것같은데 여러분들은 어떻게 생각하시나요? 

 

지금까지 지식창고였습니다. 

끝까지 시청해주셔서 감사합니다. 

 

 

 

 

 

 

 

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