[과학을 읽다]꽉 막힌 우주교통…정리가 필요하다

수명 끝난 위성 대기권 재진입 의무화

▲ 영화 '그래비티'는 우주 충돌을 다뤄 눈길을 끌었다.[사진제공=워너 브러더스]

[아시아경제 정종오 기자] 우주에 대한 교통정리가 필요하다는 목소리가 높아지고 있다. 2015년 지구 상공에는 지상에서 발사한 인공위성 등 물체 1만개가 지구 궤도를 돌고 있다. 이 가운데는 위성이 서로 충돌해 생긴 파편들도 있다. 지상 추적시스템으로 추적할 수 있는 크기의 우주물체 숫자만 3만~4만개 정도이다. 위성이나 우주탐사체에 위협이 될 수 있는 1㎝ 정도 크기의 우주물체는 수십만에서 수백만 개로 추정되고 있다.

지상에서 1㎝ 크기는 위협이 되지 않는다. 우주에서는 다르다. 엄청난 속도로 움직이기 때문에 작은 물체와 충돌하더라도 큰 피해가 예상된다. 2013년 개봉한 영화 '그래비티(Gravity)'는 그런 상황을 담은 내용으로 관심을 불러 일으켰다.

4일 밤 우리나라 과학기술위성 3호가 다행히 우주파편과 충돌을 피했다. 이런 상황은 언제든 다시 일어날 수 있다는 점에서 대비책 마련이 시급하다. 그동안 위성을 경쟁적으로 쏘아 올리던 각국들이 이런 상황을 심각하게 받아들이고 있다. 쏘아 올리는 만큼 수명이 다한 위성을 어떻게 안전하게 처리할 것인지에 초점이 모아지고 있다.

미국 항공우주국(NASA)과 유럽우주기구(ESA), 러시아연방우주청(Roscosmos) 등 전 세계 주요 우주기구들은 위성을 발사하는 것과 함께 앞으로 쏘아올린 위성을 어떻게 정리할 것인지를 두고 고민에 빠졌다.

▲꽉 막힌 우주.[사진제공=NASA]

다목적위성이 아닌 과학관측 등으로 발사된 소형위성의 경우 궤도 수정용 추력기가 거의 없다. 이 때문에 이들 위성이 우주파편과 충돌 위험이 있을 때 피할 수 있는 방법이 없다. 더 큰 문제는 위성의 수명이 다 끝난 뒤다. 지금까지 각국들은 위성을 발사한 뒤 수명이 끝나더라도 그대로 궤도에 남겨뒀다. 우주 쓰레기가 되는 셈이다.

이런 정책은 앞으로 수정이 불가피할 것으로 보인다. 전 세계 우주기구들이 위성의 수명이 다했을 때는 반드시 대기권으로 재진입시켜 안전하게 불태워 없애야 한다는 것을 의무조항으로 삼자는 의견을 제시됐기 때문이다. 이 의견은 유엔(UN) 차원에서 조율해 전 세계 우주정책에 반영될 예정이다.

두 번째는 기존 수명을 다한 위성을 어떻게 정리할 것인가에 있다. 지상에서 명령을 통해 재진입시킬 수 없을 때 이들 위성을 잡아 대기권으로 끌어 내리는 '교통정리 위성'을 쏘아 올리는 기술이 개발되고 있다.

강경인 카이스트 인공위성연구센터 실장은 "나사 등이 중심이 돼 저렴한 추력기를 단 위성을 쏘아 올려 수명을 다한 위성을 끄집어 내리는 방법을 두고 전 세계 우주기구들이 협력하고 있다"고 말했다.

각국의 우주 교통정리 기술 개발은 UN의 '우주의 평화적 이용을 위한 위원회(이하 우주위원회)'에 보고돼 전 세계적으로 표준화가 될 것으로 보인다. 우주위원회는 1957년 인류가 최초로 외계에 인공천체를 쏘아올린 뒤인 59년에 만들어졌다. 전 세계의 우주활동에 대한 정보를 공유하고 공통의 우주 관련 문제에 대해 논의하는 위원회이다. 우리나라도 1992년 최초의 위성인 우리별 1호가 궤도에 성공적으로 안착한 후 1994년부터 공식적으로 참여하고 있다.

▲우주 쓰레기를 정찰하게 될 '정찰 로봇'. 축구공 보다 조금 작다.[사진제공=NASA]

우주 쓰레기 정찰 로봇도 개발되고 있다. 매사추세츠기술연구소 연구팀은 몇 개의 스스로 움직이는 로봇을 만들었다. 로봇들은 둥근 모양으로 축구공보다 조금 작다. 이들 로봇은 우주 공간에서 3D 카메라를 통해 잠재적 위험 물질을 조사하고 안전성을 확보하는 임무를 맡았다.

오테로 매사추세츠기술연구소 박사는 "우주쓰레기를 피해갈 수 있기 위해서는 매우 민감한 센서가 필요하고 주변의 상황을 면밀히 검토하는 것이 중요하다"고 강조했다. 현재 이들 로봇들은 국제우주정거장에서 실험에 들어갔다. 극미중력 상태에서 미확인 물체들 사이에서 안전하게 동작하는 것으로 확인됐다. 내장돼 있는 카메라 등을 통해 미확인 물체로부터 안전한 거리를 유지한다.

지상뿐만 아니라 지구 상공에서도 쓰레기로 몸살을 앓는 상황에 이르고 있다.