러시아 인공위성 추락중…다칠 확률은 1조분의 1

[아시아경제 정종오 기자]러시아 인공위성 '코스모스 1484'가 지구로 추락 중에 있다. 오는 24일에서 26일 사이에 추락할 것으로 예상된다. 이에 따라 교육과학기술부(장관 이주호)는 '코스모스 1484' 이동을 추적 중에 있다. 21일부터 한국천문연구원 내 우주물체감시상황실에서 추락 상황 분석을 토대로 대국민 알림서비스를 실시한다.

그러나 인공위성 잔해물로 다칠 확률은 거의 없을 것으로 보인다. 한 사람이 인공위성 잔해물에 맞아 다칠 확률은 1조 분의 1에 해당한다. 지난 40년 동안 총 5400톤이 넘는 물질이 대기권 재진입 이후에도 소멸되지 않고 땅에 떨어졌는데 지금까지 추락에 의해 직접적인 피해를 입은 사람은 없는 것으로 보고됐다.

'코스모스 1484' 위성은 지난 1983년 7월24일 카자흐스탄 바이코누르 우주발사장(구 소련)에서 발사한 지구 원격탐사용 인공위성이다. 무게 2500kg 중형 위성이다. 저궤도 위성인데 발사 후 약 30~40년 내에 지구에 추락하는 것으로 예측되고 있다.

한국천문연구원(원장 박필호) 우주물체감시센터는 지난해 12월부터 해당 위성의 추락 상황을 감시해 왔다. 16일 현재 원지점 고도 240㎞±10㎞, 근지점 고도 236㎞±10㎞에 위치하고 있는 것으로 파악하고 있다.

달이나 인공위성 등 지구 주위를 공전하는 천체나 물체는 타원궤도를 따라 움직이는데 이 궤도상의 지점 중, 지구에서 가장 멀리 있는 위치가 원지점이고 가장 가까울 때의 위치가 근지점이다.

위성추락으로 인한 비상사태에 대비해 한국천문연구원, 한국항공우주연구원, 공군과 공동으로 21일부터 한국천문연구원 내에 위성추락 상황실을 설치하여 추락 상황 분석 및 상황을 전파할 예정이다. 한국항공우주연구원과 공군은 국제협력체계를 활용해 관련 정보를 수집하고 한국천문연구원은 수집된 정보를 바탕으로 코스모스 1484 위성의 궤도와 한반도 통과시각, 추락시각 및 장소 등 위성 추락 상황을 종합 분석한다. 상황이 종료될 때까지 관계부처 및 기관에 전파하고 인터넷( http://event.kasi.re.kr)과 트위터(@kasi_news(천문연), @mest4u(교과부))를 통해 시시각각 공개된다.

교과부의 한 관계자는 "위성이 한반도 인근에 낙하할 가능성은 거의 없지만 정확한 낙하시각과 장소가 추락 1~2시간 전에 분석가능하기 때문에 만일의 사태에 대비해 언론 등을 통해 상황을 면밀히 검토하고 있다"고 말했다.

교과부는 최근 우주물체의 지구 대기권 진입사례가 증가함에 따라 우주위험에 대한 대비를 강화하기 위해 '우주개발 진흥법' 개정을 추진 중에 있다. 우주물체 감시 및 피해예방을 위한 연구개발을 확대하고 종합적 위기대응체제를 구축할 예정이다. 현재 한국천문연구원은 '우주물체 전자광학 감시체계 기술개발사업'을 수행 중이고 한국항공우주연구원에서는 국가위성을 우주파편으로부터 보호하기 위한 시스템을 개발 중에 있다.

▲코스모스 위성 궤도변화.[사진제공=교과부]

◆다음은 문답으로 풀어보는 인공위성 추락에 대한 일반 상식

-인공위성이 떨어지는 이유가 궁금하다.
▲자동차나 비행기처럼 인공위성이나 우주잔해물도 공기저항을 경험한다. 우주물체가 궤도상에서 받는 저항은 우리가 지상에서 겪는 것보다 훨씬 작지만 오랜 시간 누적되면 큰 영향이 된다. 대기권에 진입한 잔해물은 공기저항 때문에 추락하는데, 잔해물의 자체 특성과 그 고도에 따라 수 주에서 수 년까지 걸릴 수도 있다. 그러나 고궤도 위성은 수 백에서 수 천 년 동안 궤도에 머문다. 물론, 위성이나 잔해물 가운데 일부는 추진 시스템이 있기 때문에 이를 이용해 통제 가능한 상태로 추락시킬 수도 있다.

-대기권에 재진입할 때 부서지는 이유는?
▲대기권에 재진입할 때 우주잔해물은 고속으로 운동하면서 고온으로 가열된다. 특히 재진입 시점에는 총알보다 열 배에서 스무 배나 빠른 속도로 움직인다. 이 때 잔해물은 한계점에 도달에 부서지기 시작한다. 그것은 폐기위성을 이루는 주요 구조체가 녹는점보다 높아져 작동을 멈추거나 극단적인 경우 탱크에 있는 연료나 고압가스가 폭발하는 경우도 있다. 어떤 경우든지, 우주잔해물이 부서지기 시작하는 고도는 일반적으로 74~83km 사이라고 알려져 있다. 우주잔해물은 공기저항과 고열에 의해 몇 개의 조각으로 해체된 뒤, 이어 더 작은 파편으로 부서진다. 그러나 이러한 상태에서도 불타거나 부서지지 않은 파편은 낙하속도가 떨어지면서 열이 식기 시작해 땅에 떨어진다.

-실제로 땅에 떨어진 것이 있다는 것인지.
▲현재까지 50개가 넘은 우주잔해물이 수거됐으며 한 예가 1997년 델타 로켓의 2단이 낙하해서 남은 네 개의 잔해물이다. 250㎏의 금속 탱크와 30㎏의 고압구, 45㎏의추진실, 그리고 작은 부품조각이 땅에 떨어졌지만 다친 사람은 없었다.

-얼마나 많은 파편이 살아남을까?
▲일반적으로 전체 위성 무게의 10~40% 정도가 땅에 떨어지지만 그것은 위성의 재료와 구조, 모양, 크기, 그리고 무게에 따라 달라진다. 예를 들면 스테인리스 스틸이나 티타늄으로 만들어진 빈 연료탱크는 녹는점이 높기 때문에 대부분 살아남는다. 반대로 알루미늄과 같은 녹는점이 낮은 부품은 땅에 떨어질 가능성이 낮다.

-어디에 떨어질지 알 수 있는 것인가.
▲일반적으로 우주잔해물의 대기권에 재진입 시각을 예측할 때 ±10%의 오차를 갖는 것으로 알려져 있다. 낙하 중인 잔해물의 운동속도가 초속 7㎞보다 빠르고 마지막 궤도를 도는데 걸리는 시간이 90분 내외라는 점을 감안할 때 예측시간에 관한 오차는 ±9분, 거리로 환산하면 7000㎞에 해당한다.

-땅에 떨어질 때 속도가 궁금하다.
▲일반적으로 폐기위성이나 로켓으로부터 떨어져 나간 파편은 상대적으로 느린 속도로 땅에 떨어진다. 마치 공기 저항 때문에 종이가 납덩어리보다 천천히 떨어지는 것처럼 저항을 많이 받는 파편이 일체로 있는 위성보다 더 천천히 땅에 충돌한다. 충돌속도는 저항이 큰 파편의 경우 시속 30㎞, 저항이 작은 경우 시속 300㎞까지 나간다. 국지적으로 바람이 불 경우 가벼운 조각은 더 멀리 날아갈 수 있으며 떨어지는 파편을 더 멀리까지 퍼뜨려 수거하기 어렵게 만들 수 있다.

-사람이 다치는 경우도 있나?
▲우주잔해물이 떨어져 생길 수 있는 인명 피해는 우리가 매일 경험하는 위험에 비해서 극히 낮다. 이를테면 한 사람이 잔해물에 맞아 다칠 확률은 1조 분의 1에 해당한다. 지난 40년 동안 총 5400톤이 넘는 물질이 대기권 재진입 이후에도 소멸되지 않고 땅에 떨어졌지만 현재까지는 이러한 추락사건에 의해 직접적인 피해를 입은 사람은 없는 것으로 보고됐다.

정종오 기자 ikokid@