문화일보

"만약 당신의 머리 위에 무슨 일이 벌어지고 있는지 안다면, 밤에 잠을 이루지 못할 것이다."

시사주간지 타임이 최근 44년 전 인류 최초의 인공위성 스푸트니크 1호가 성공적으로 발사된 역사를 떠올리며 쓴 기사는 이렇게 시작했다. 타임은 1957년 10월4일 스푸트니크호 발사 이후 지금까지 인류가 4600여기의 우주선을 쏘아올리며 거둔 우주 성공담이 아니라 우주 개발의 그림자에 주목한 것이다. 바로 '우주 쓰레기'다.

지금도 우리 머리 위에는 수천만개의 우주 쓰레기가 지구 궤도를 돌며 인공위성과 우주선을 위협하고 있다. 매년 세계 각국이 쏘아올리는 위성은 70여기. 이에 과학자들은 우주 쓰레기가 늘어나다 30년 후엔 지구 궤도 전체를 덮을 것이라고 경고하고 있다. 하지만 이에 대한 대응과 처리 기술은 쓰레기가 불어나는 속도를 따라잡지 못하고 있다.

◆우주 쓰레기 = 독일 항공우주센터(DLR)는 12일 방사선 관측 위성 뢴트겐 위성(ROSA)이 20∼25일 지구로 추락할 것이라고 밝혔다. 2.4t짜리 ROSA는 지난 1999년 임무가 종료된 것으로 대기권 진입 시 30여개 파편으로 조각날 것으로 보인다. 앞서 9월에는 나사(NASA·미 항공우주국)의 초고층 대기 관측 위성(UARS)이 지구로 떨어지면서 '누군가의 머리 위에 떨어질 가능성'을 둘러싸고 우려를 자아냈다. 다행히 UARS는 태평양에 추락했다.

공식명칭이 궤도 잔해(Orbit Debris)인 우주 쓰레기는 UARS, ROSA처럼 수명이 다한 위성, 로켓 잔해, 덮개, 스프링, 로켓부품, 페인트 조각 등 일종의 환경오염이다. 나사가 지난 7월 내놓은 보고서에 따르면 우주에는 10㎝ 이상의 우주 쓰레기가 1만9000개, 1∼10㎝가 50만개, 1㎝ 미만은 수천만개에 이른다. 우주 쓰레기는 지난 10년간 두 배 이상 증가했는데, 2007년 중국의 폐기 위성 요격 실험과 2009년 러시아 군 통신위성과 미국 상업통신위성 간 충돌로 엄청난 양의 쓰레기가 방출됐다.

우주 쓰레기는 대부분 지구 상공 850∼1500㎞에 떠있지만 일부는 우주선이나 국제우주정거장(ISS) 비행고도인 수백㎞ 지점에 위치해 이들의 활동을 위협한다. 1㎜ 알루미늄 조각도 초속 10㎞로 돌진하면 야구공을 시속 450㎞ 속도로 던지는 것과 같은 파괴력을 지니며 10㎝ 정도면 인공위성을 완전히 파괴할 수 있다. 이에 지난 6월, 정체불명의 우주 쓰레기가 ISS를 향해 돌진하자 우주인이 긴급 대피하는 소동을 빚기도 했다.

◆우주 쓰레기 감시 = 현재 우주 쓰레기를 실시간으로 추적, 감시할 수 있는 나라는 미국 정도뿐이다. 미 전략사령부(USSC)는 2009년부터 우주 망원경과 레이더를 동원해 추적하고 있으며, 지난해에는 사상 처음으로 우주교통사고를 예방하기 위해 우주기반위성탐사위성(SBSS)을 쏘아올렸다. NASA는 우주 쓰레기가 ISS와 충돌할 확률을 계산해 자체 엔진을 이용해 위치를 바꾸거나, 도킹해 있는 우주왕복선의 동력을 이용해 ISS를 밀어내기도 한다. 이런 방식으로 ISS가 우주 쓰레기를 피한 것은 이제까지 총 12회. 충돌을 우려해 우주인에게 대피명령을 내린 것은 지난 6월 조치를 포함해 두 번 있었다. 이와 함께 유럽연합(EU)도 2015년까지 지상에 광학 망원경과 레이더를 설치해 우주 쓰레기를 상시 감시할 예정이다.

◆레이저부터 처리우주선까지 = 우주 쓰레기를 레이저로 태우거나 녹이기, 로봇위성이 팔을 뻗어 잡아채기, 로켓에서 물을 발사해 쓰레기를 밀어내기 등 다양한 방안들이 논의돼 왔다. 영국 서리대 연구팀은 이미 2000년에 6㎏짜리 소형위성 '스냅(Snap)'을 개발했다. 이는 시속 3만㎞ 속도로 비행하며 카메라로 대상을 찾은 뒤 그대로 충돌해 달라붙는 방식이다. 스냅의 공격을 받은 쓰레기는 충돌 에너지와 스냅의 무게로 지구 대기권으로 추락, 불타게 된다. 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)도 2009년 140㎏짜리 쓰레기 청소 로봇위성을 개발했는데, 팔을 뻗어 쓰레기를 붙잡은 뒤 대기권으로 함께 떨어져 산화시킨다. 러시아도 우주 쓰레기를 청소하는 유인우주선을 개발 중이다.

처음부터 위성이나 로켓이 기능을 다하면 대기권으로 내려와 소멸하도록 설계하자는 움직임도 있다. 유럽의 아리안 로켓 제작사인 EADS 아스트리움은 2008년 발사한 ISS행 화물선 쥘 베른호 로켓에 이 기술을 사용했다. 로켓 상단부에 재점화 엔진을 장착해 화물선과 분리된 뒤 대기권에 재진입해 소멸되도록 한 것이다. 하지만 많은 기술들이 아직 상용화까지는 멀고, 재점화 엔진처럼 만만찮은 비용도 발목을 잡고 있다.

최현미기자 chm@munhwa.com

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