우주 탐사의 걸림돌, 우주쓰레기 처분

 

우주 탐사 계획이 활발한 요즘, 우주 탐사에 걸림돌이 될 것이 있습니다. 그것은 바로 우주 쓰레기입니다. 과거 2002년에 미국 애리조나주에서 지구 주변을 맴돌고 있는 약 10~50m 크기의 미확인 물체가 천체에 잡혔습니다. 천문학자들은 이것에 대해 J002E2라고 이름을 붙였습니다. 이것은 지구에 존재하는 3번째 위성이 될 것 같다는 판단에서입니다. 결과는 허사였습니다. 이 천체의 신원은 우주쓰레기 였습니다. 자세히 들여다보니 이것은 1969년 발사된 아폴로 12호의 유적 일부라는 것이 최종 관측 의견이었습니다.

 

1) 우주 쓰레기의 위험성

세계 최초의 위성 스푸트니크가 1957년 10월 4일에 러시아에서 발사된 지 62년이 경과했습니다. 그 사이 무수한 위성이 수명을 다해서 쓰레기로 변했습니다. 우주학자들은 이 문제를 주요 의제 중 하나로 보고 있습니다. 이것은 우주 쓰레기와 위성의 충돌이 끊이지 않기 때문입니다. 전문가들은 지구 주위를 돌고 있는 우주 쓰레기는 3억개 이상으로 추정하고 있습니다. 지름이 10센티미터 이상 사이즈가 90만~10센치, 직경이 3억~1센티미터 이하의 것이 3만 4000개나 되는 것으로 예측하고 있습니다. 지상에서의 레이더 검출에 근거한 데이터입니다. 바꾸어 말하면 우주 폐기물의 증가는 위성의 양쪽의 온도차에 의한다고 합니다. 한쪽 면이 장시간 가열되면 위성은 필연적으로 파괴됩니다. 인공위성의 변형이 일어나면 잔류하는 동력이 있는 추진약이 폭발해서 다수의 파편이 파생되기도 합니다. 현재 지구를 돌고 있는 우주쓰레기의 대부분은 이 프로세스에 의해 만들어졌습니다. 우주 쓰레기는 무기와 같은 존재입니다. 총알보다 더 빨리 날고 있는 파편에 부딪힐 경우 내구성이 강한 우주복으로도 살아남기 어렵기 때문입니다. 매초 10㎞에 도달할 수 있는 우주 쓰레기는 탄환의 22배의 파괴력을 갖고 있습니다. 심한경우 대형 위성을 폭발시킬 수도 있습니다. 하지만 다행히도 아직까지 직접적인 우주 쓰레기는 보고되지 않았습니다. 그래도 우주선에 충돌한 우주쓰레기의 케이스는 많았습니다. 1983년에는 미국 우주선 챌린저호가 작은 페인트의 파편에 의해서 충돌이 일어나면서 창문을 파손되었습니다. 또한 2003년에도 미국 컬럼비아호가 폭발했는데 이 주범은 우주쓰레기로 손꼽히고 있습니다. 우주쓰레기를 그냥 방치할 경우 앞으로도 비슷한 사고가 일어날 수 있을 것으로 우려하고 있습니다.

 

2) 우주쓰레기에 의한 사고 사례와 그 대안

과거에 우주 쓰레기에 의한 사고는 계속 일어났습니다. 1996년에 프랑스의 위성 셀리스가 미국 아리랑 로켓 파편과 충돌하면서 통신이 일시적으로 중단된 적이 있었습니다. 이와 비슷한 위성 사고가 빈발하고 있습니다. 2016년 유럽 항공 우주의 위성이 우주 쓰레기 1mm와 충돌하고 약 40㎝가 손상된 적도 있었습니다. 놀라운 점은 이때 당시 우주 쓰레기가 초속 약 11㎞였다는 점입니다. 우주쓰레기와 관련된 문제는 지구 대륙에서도 발생할 가능성이 있습니다. 우주 쓰레기 중 어느 정도는 지구에 떨어지게 되어 있습니다. 전문가들의 따르면 매일 수십톤의 우주 쓰레기가 대기권에 떨어진다는 견해를 내비칩니다. 물론 대부분은 대기에서 기화되면서 소멸하지만, 지표면까지 떨어지는 사례도 종종 있다고 합니다. 특히 전문가들이 걱정하는 것은 지상 2000㎞이하의 저궤도에 집중하고 있는 우주 쓰레기입니다. 폐기물 전체의 70%가 이 지역에 집중하고 있기 때문입니다. 우주 쓰레기 처분 문제는 추적, 회수, 폐기 3단계에서 행해지는 일이 많습니다. 우주 폐기물의 위치는 지상에 설치된 레이더나 인공위성의 청소에 의해서 결정되어 그물과 작살을 활용해서 우주쓰레기를 수거할 수는 있습니다. 그런 다음 쓰레기가 대기에서 자연적으로 발화되게끔 유도합니다. 각국은 우주 쓰레기를 없애기 위한 더욱 더 고도의 계획을 세우고 있습니다. ESA는 우주 쓰레기 정화위성을 추진하고 있습니다. 지난해 9월에 우주 쓰레기를 모으는 실험에도 성공했습니다. 미국의 스탠퍼드 대학이 우주에서 물체를 집을 수 있는 로봇 집게를 개발 중에 있습니다. 미국의 콜로라도 대학에서는 소형 위성에 끈끈한 물체를 매달아 쓰레기를 어느정도 양이 채워질 경우 대기에서 자연 발화를 통해 소멸할 수 있는 방법을 고안중입니다. 이처럼 인류는 우주탐사에 장애가 될 우주쓰레기 처분에 대해서도 각국의 협력아래 지속적인 연구를 하고 있습니다.