[과학을읽다]머스크의 스타링크는 지금 곡예비행 중

충돌 예방 회피 기동 횟수 급증 추세
2028년이면 6개월간 100만회
전문가들 "안전 우려, 위성 숫자 제한해야"

일론 머스크의 우주개발업체 '스페이스X'가 우주 인터넷 서비스를 위해 발사한 스타링크 위성들은 요주의 대상이다. 너무 숫자가 많아 지구 궤도의 다른 위성들을 위협하고, 천문학자들의 별 관측을 방해한다. 그런데 실제 숫자가 급증하고 있는 스타링크 위성들이 잠재적 위험을 회피하기 위해 실시한 기동이 급격히 늘어나고 있다. 최근 6개월 새 무려 2만5000회가 넘는 회피 기동을 실시했다. 반년마다 두 배씩 늘어나 2028년쯤엔 100만회에 이를 것이라는 전망이다. 전문가들은 궤도 내 위성 숫자를 제한해야 한다고 지적하고 있다.

7일 우주전문매체 스페이스닷컴은 스페이스X가 지난달 30일 미 연방통신위원회(FCC)에 제출한 자료를 인용해 이같이 보도했다. 스페이스X는 2022년 12월1일부터 지난 5월31일까지 6개월간 잠재적으로 충돌 위험성이 있는 다른 위성이나 우주쓰레기를 회피하기 위해 2만5000회 이상 추력기를 가동해 경로를 변경했다. 이는 직전 6개월간 보다 약 두 배가량 늘어난 수치다. 2019년 스페이스X가 처음으로 스타링크 위성을 발사한 후 지금까지 총 5만회가 넘는다.

이같이 회피 기동 횟수의 기하급수적 증가에 대해 전문가들은 지구 궤도가 통제 불능 상태에 빠지는 것 아니냐는 우려를 내놓고 있다. 휴 루이스 영국 사우샘프턴대 천문학 교수는 이 매체에 "매 6개월마다 두 배로 늘어나고 있는데, 이같은 기하급수적 추세의 문제점은 매우 빠른 속도로 엄청난 규모에 도달한다는 것"이라고 지적했다.

루이스 교수에 따르면, 스페이스X는 2021년 상반기 2219회, 같은 하반기 3333회, 2021년 12월~2022년 6월 6783회, 지난해 하반기 1만3612회, 지난해 12월~올해 5월까지 2만5299회의 충돌 회피기동을 했다. 이같은 추세가 계속되면 올 하반기에는 약 5만회, 2028년이 되면 100만회가 넘게 될 전망이다. 게다가 쉽게 줄어들지도 않을 것으로 보인다. 스페이스X는 현재 1만2000개의 스타링크 1세대 위성 배치 계획 중 약 3분의1(4000여개)만 수행했을 뿐이다. 매년 800개 가량의 스타링크 위성을 꾸준히 발사하고 있다. 게다가 앞으로 2세대 스타링크 위성 3만기를 더 올릴 예정이며, 이미 일부는 FCC의 허가를 받은 상태다.

설상가상으로 다른 회사ㆍ국가들의 소형 군집 운용 위성 발사도 급증하는 추세다. 머스크의 라이벌인 제프 베이조스의 아마존은 카이퍼 프로젝트를 통해 우주 인터넷망을 구축 중이다. 스타링크와 유사한 소형 통신 위성 수천개를 발사할 계획이다. 중국도 같은 목적의 궈왕 프로젝트를 진행 중이다. 전 세계적으로 현재 유엔(UN) 산하 국제통신연맹(ITU)에 각국들이 등록한 위성 숫자가 무려 170만대에 이른다. 이 숫자가 모두 계획대로 발사되지는 않지만 지구 궤도의 안전에 의문이 제기될 만하다.

루이스 교수는 "만약 2020년대 말까지 10만개의 위성이 궤도에 올라가게 된다면 운영자들이 충돌을 회피하기 위해 엄청난 횟수의 기동을 해야 할 것"이라며 "마치 고속도로를 달리다가 충돌을 피하기 위해 10m마다 방향을 바꾸는 것과 같아 절대 안전하지 않을 것"이라고 지적했다.

유럽우주청(ESA)에 따르면 현재 지구 궤도에 떠 있는 위성 숫자는 약 1만500개이며, 이 중 8100개 가량이 가동 중이다. 하지만 최근 들어 급속도로 혼잡 문제가 심각해지기 시작했다. 2019년만 해도 지구 궤도의 활동 위성은 2300개에 불과했기 때문이다. 그러나 소형 위성을 다수 발사해 군집 운용하는 스타링크가 발사되면서 빠른 속도로 늘어나고 있다. 신규 위성 외에도 고장 난 위성ㆍ버려진 로켓과 파편 등 우주쓰레기도 급증해 위성 운영자들을 곤란에 빠뜨리고 있다.

물론 스타링크를 운용하는 스페이스X의 높은 안전 기준이 이같은 잦은 회피기동의 원인이기도 하다. 스페이스X는 위성에 접근하는 물체와 충돌할 가능성이 10만분의1 이상일 경우 회피기동을 실시한다. 그러나 미 항공우주국(NASA) 등은 이보다 10배, 즉 충돌 확률이 1만분의1 이상일 때 회피 기동을 하도록 하고 있다. 조나단 맥도웰 하버드-스미소니언 천체물리학센터 연구원은 "스페이스X는 늘어나는 회피 기동의 부담을 감당할 수 있다고 확신하고 있지만 그렇지 않을 수 있다"며 "독립적이고 예측할 수 없는 문제가 결합돼 충돌이라는 나쁜 결과를 가져올 가능성에 대해 적절히 대처하고 있는지 의문'이라고 말했다.

스타링크에는 자동 충돌 회피 시스템이 장착돼 있다. 주변에 다가오는 물질의 궤도를 추적해 며칠 전 사전 경보를 보낸다. 그러나 항상 정확하지는 않다. 게다가 지구 고고도의 대기가 태양풍의 영향으로 두터워지면 양력과 공기 저항이 세져 위성들이 제 궤도를 이탈할 가능성도 있다.

루이스 교수는 "가능성은 낮지만 기동을 할 수 없는 상황에서 충돌이 발생할 수 있으며 이로 인해 어마어마한 양의 통제 불가능 우주 쓰레기를 양산해 지구 궤도를 둘러싸게 될 것"이라며 "규제 당국들이 궤도 내 위성 숫자를 제한해야 한다"고 지적했다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr