영화 ‘그래비티(Gravity)를 본 적 있나요. 인공위성이 의문의 우주 물체와 충돌하고 파편이 주인공 우주선과 연쇄충돌을 일으켜 주인공이 우주 미아가 되는 줄거리입니다. 결국 고생 끝에 지구로 돌아오지만 주인공은 공포스러운 상황을 겪습니다. 지금 지구 궤도에는 아주 많은 인공위성이 돌고 있습니다. 여러분도 인공위성이 충돌하는 것을 상상해 본 적이 있으실 겁니다. 그만큼 지구궤도에는 아주 많은 인공위성이 떠 있습니다. 수명이 다한 인공위성이 그대로 떠 있는 경우도 있습니다. 만약 이런 위성이 궤도를 벗어나 다른 위성과 충돌하면 큰 피해를 입을 수 있습니다. 만약 위치관측시스템 위성이 파괴된다면 엄청난 혼란이 있을 겁니다. 그래서 최근에는 이런 우주쓰레기 심각성을 깨닫고 이를 처리하기 위한 노력이 이뤄지고 있습니다.
Q:우주쓰레기는 무엇인가요.
A:우주에 떠다니는 쓰레기를 말합니다. 일반적으로는 지구 궤도를 도는 각종 물체 중에서 인간이 만들었으나 쓸모가 없는 것들을 가리킵니다. 그 종류는 초기 로켓에서 분리된 부스터, 수명이 끝난 인공위성, 페인트 조각이나 누출된 냉각재 등 다양합니다. 또 위성 요격 무기로 인공위성을 파괴하면 그 잔해는 모두 우주 쓰레기가 됩니다.
Q:우주쓰레기는 언제부터 문제가 됐나요.
A:1978년 도널드 케슬러 박사가 지적했습니다. 우주쓰레기가 다른 위성에 충돌하면 또 다른 우주쓰레기가 생성, 이것이 다른 인공위성과 충돌하는 연쇄반응을 일으켜 궤도 전체가 우주쓰레기로 덮일 수 있다는 주장입니다. 만일 이렇다면 인류의 우주 진출이 불가능하고 인공위성도 사용할 수 없으니 큰 혼란이 일어날 것으로 예상된다고 말해 논란이 됐습니다.
심각하게 받아들일 만큼 위험이 큰 것은 아니라는 의견도 있습니다. 로켓은 연료소모를 줄이기 위해 지구 자전방향으로 돌기 때문에 진행 방향이 같습니다. 또 비슷한 속력대가 아니면 고도자체가 다르기 때문에 서로 만나기란 거의 불가능하다는 겁니다.
Q:지금 우주쓰레기는 얼마나 많나요.
A:우주 탐사 역사가 오래된 만큼 쓰레기 양도 어마어마합니다. 미국 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)에 따르면 소프트볼 공(지름 약 10㎝)보다 큰 것만 2만3000개입니다. 1~10㎝ 크기는 50만(미국 추정)~60만(유럽 추정)개, 1㎝ 이하는 수백만 개에 달할 것으로 추정됩니다. 이들을 모두 합친 무게는 약 6300톤입니다. 1톤 트럭 6300대가 우리 머리 위를 떠돌고 있는 셈이죠.
이 때문에 국제 우주 정거장(ISS)은 우주쓰레기와 충돌을 피하기 위해 회피 기동을 여러 번 해야 했습니다. 2011년 6월에는 우주쓰레기와 정거장이 거의 충돌할 뻔해서 승무원 6명이 소유즈 탈출용 캡슐에 탑승해 지구로 긴급탈출을 준비하는 사태까지 벌어졌습니다.
Q:실제로 우주쓰레기가 피해를 입힌 적도 있나요.
A:1981년 소련에서 쏜 인공위성 코스모스 1275는 발사 한 달 만에 통신이 두절됐고 300개 이상 쓰레기를 만들어 냈습니다. 1993년에 코스모스 1484도 비슷한 사고로 파괴됐습니다. 1996년에는 프랑스에서 쏜 소형위성이 1986년에 폭발한 아리안-1 부스터와 충돌해 심각한 손상을 입기도 했습니다. 2009년 2월에는 수명이 다한 러시아 인공위성 코스모스 2251과 미국 통신위성 이리듐 33이 서로 충돌해 두 위성이 박살나면서 엄청난 양의 우주쓰레기를 만들어냈습니다. 지상으로 우주쓰레기가 낙하하는 사건도 일어났습니다. 중국에 잔해가 낙하하기도 했고, 1997년에는 오클라호마 주에 거주하는 여성이 10x13cm 크기 검게 변색된 금속물체에 어깨를 맞았는데, 이는 1996년에 미 공군에서 발사한 델타2 로켓 추진제 탱크였다고 합니다.
Q:충돌을 막기 위한 방법은 없나요.
A:사고가 발생해도 파편이 최소화되도록 위성을 설계하는 것입니다. 또 요즘 인공위성은 대부분 궤도 수정용 엔진을 갖고 있습니다. 그래서 정확한 우주쓰레기 접근 정보만 알면 충돌을 피할 수 있는 확률이 상대적으로 높습니다.
우리나라는 우주쓰레기 접근거리·충돌확률 등을 정밀하게 분석할 수 있는 소프트웨어 ‘카리스마’를 운영하고 있습니다. 일부 인공위성에 우주쓰레기가 가까이 접근한 적은 있지만 카리스마로 계산해 보니 충돌확률이 대부분 10만 분의 1 수준이어서 회피기동을 한 적은 없다고 합니다.
청소하듯이 처리하는 방법도 연구되고 있습니다. 크기가 큰 것은 직접 랑데뷰를 해 회수 뒤 재활용하고 크기가 작은 것은 대기권에 밀어 넣어 태우는 방법도 있지만 비용이 많이 들어 당장은 현실성이 떨어집니다. 이외에도 우주작살, 우주 돛, 플라즈마 이온엔진, 우주 안개 분무기 등 다양한 기술이 개발되는 중이라고 합니다.
[관련도서]
◇‘쿵! 중력은 즐거워!’ 정연경 지음, 길벗 어린이 펴냄.
공기처럼 눈에 보이지 않지만 언제나 우리 주변에 힘이 존재한다. 바로 지구가 끌어당기는 힘, 중력이다. 중력은 보이지 않고 만질 수도 없어서 잘 느끼지 못한다. 하지만 지구상 모든 것은 중력 영향을 받지 않는 것이 하나도 없다. 이 책은 어려운 과학적 설명을 최소화하고 아이가 즐겁게 놀면서 온전히 중력을 경험하도록 유도한다. 아이가 물리적 현상을 충분히 몸으로 경험하고 자연스럽게 지적 호기심을 갖는다면, 아무리 골치 아픈 과학 원리도 스스로 탐색하고 탐구할 의욕을 가질 수 있기 때문이다. 개구쟁이 두 주인공 아이를 비롯한 동물 친구를 신나게 쫓아가면서 ‘떨어진다는 것과 끌어당기는 것’ 차이를 알게 된다. 무게, 중력과 만유인력 같은 물리 법칙을 자연스럽게 배울 수 있다.
◇‘코스모스’ 칼 세이건 지음, 홍승수 옮김, 사이언스북스 펴냄
인간은 우리가 과연 누구인지 알기 위해 지구 생명 본질을 알려고 노력하고 외계 생물의 존재를 확인하려고 애쓴다. 인류의 운명은 과학에 묶여 있다. 과학을 이해하느냐 못하느냐가 우리의 생존 여부를 결정짓는 가장 중요한 요소로 작용한다. 자연을 좀 더 잘 이해한 사람이 생존에 그만큼 더 유리하다. 지구는 10조개 별을 품고 있는 은하가 10조개 있는 광막한 대우주 세계에서 은하수 은하의 변방, 자그마한 노란색 별 태양이 이끄는 태양계 한구석에서 창백하게 빛난다. 지구를 품고 있는 코스모스에 대해 우리 인류가 알게 된 것, 알게 된 과정, 그리고 알아 갈 것들을 소개한다. 그것이 궁극적으로 우리 자신을 알기 위한 과정이다.
주최:전자신문 후원:교육부 한국교육학술정보원
권상희기자 shkwon@etnews.com
