우주 쓰레기는 어떻게 존재하게 되었으며, 그것을 제거할 수는 있을까?

우주 쓰레기는 어떻게 존재하게 되었으며, 그것을 제거할 수는 있을까?

우리 행성의 대기권 너머에는 신비의 우주가 존재한다. 인류가 방대한 미지의 세계를 탐험하기 위해 로켓과 위성을 쏘아올리는 데 많은 시간과 비용을 들였지만, 이 모든 것이 지구로 돌아오는 것도, 멀쩡한 모습으로 돌아오는 것도 아니다. 우리는 분명히 특이한 수만 가지의 것들을 우주로 보냈지만, 그것들은 현재 부서진 채로 지구를 돌고 있는 물체의 수에 비교할 바가 못된다.

그리고 이제 과학자들은 우주에서 어떻게 이 쓰레기들을 제거해야 할지 고민하고 있다. 그것이 가능하기나 할까? 이 갤러리에서 찾아보자.

우주 쓰레기란?

우주 쓰레기는 궤도 쓰레기라고도 하며, 우주에서 버려진 인간이 만든 물체를 말한다. 그것은 분해되거나 침식된, 혹은 충돌해 파편이 된 위성, 로켓 및 기타 우주선을 포함한다.

 

크고 작은

우주 쓰레기의 크기는 작은 페인트 조각에서부터 크고 쓸모없어진 위성, 사용이 끝난 로켓에 이르기까지 다양하다. 사실, 현재 지구 주위를 돌고 있는 소프트볼보다 더 큰 추적 대상이 2만 개가 넘는다.

 

쓰레기의 구성

우주 파편은 금속, 플라스틱, 심지어 유기물을 포함해 광범위한 물질로 구성되어 있다.

 

어디서 왔나

우주 쓰레기의 원천은 사용이 끝난 위성이나 로켓, 폭발로 인한 잔해, 혹은 우주 임무에서 버려진 도구나 장비를 포함한다. 때로, 활동 중인 위성 또는 우주선과 이런 잔해들의 충돌은 훨씬 더 많은 잔해를 만들어낼 수 있기 때문에 문제는 악화된다.

 

지구 저궤도

우주 잔해의 대부분은 일반적으로 위성과 우주 임무가 수행되는 지구의 저궤도(LEO)에 집중되어 있다.

 

모니터링 및 평가

이 문제를 완화하는 방법과 실행 전략을 이해하기 위해서는 우주 잔해들에 대한 지속적인 모니터링과 충돌 위험 평가가 필요하다.

 

추적 방법

충돌 예방을 돕기 위해, 우주 쓰레기는 미국 우주 감시 네트워크에 의해 추적된다. 그들은 우주를 관찰하기 위해 레이더, 망원경, 그리고 다른 센서들을 사용한다.

 

위험

우주에는 공기가 없기 때문에 잔해는 저항 없이 빠른 속도로 이동할 수 있다. 이는 기존의 위성이나 우주 임무, 심지어 국제 우주 정거장에 탑승한 우주 비행사들에게도 엄청난 위험을 초래한다.

 

수명

일부 잔해물은 고도, 궤도, 대기 항력 효과에 따라 수년 또는 심지어 수 세기 동안 궤도에 남아 있을 수 있다.

 

다른 행성

우주 쓰레기들이 다른 행성들에도 흩어져 있는 것이 발견되었다. 특히, 화성 표면에는 많은 퍼서비어런스 조각들이 발견되었다. 이것은 우주 쓰레기가 우주에 미치는 더 큰 영향을 지적한다.

 

클리어스페이스-1

스위스 스타트업 회사가 이끄는 클리어스페이스-1 미션은 궤도에서 우주 쓰레기의 제거를 목표로 한다. 그들은 2026년 하반기에 발사될 것으로 기대하고 있다.

 

유엔 우주평화위원회

국제 협력은 우주 쓰레기라는 세계적인 문제를 해결하기 위해 필수적이다. 유엔 우주평화위원회 (COPUOS)는 우주 쓰레기를 해결하고 책임 있는 우주 활동을 촉진하기 위해 국제적인 노력을 조정하는 데 핵심적인 역할을 한다.

 

유엔 사무소

유엔의 또 다른 부서인 우주국(UNOOSA)은 우주 탐사와 잔해 완화를 위한 지침과 모범 사례를 홍보한다.

 

조약

또한 책임 있는 우주 활동을 다루는 틀을 제공하는 1967년 우주 조약과 같은 일부 국제 조약과 협정이 있다.

 

충돌하는 위성

쓰레기 생성을 완화하기 위해 몇 가지 전략이 제안되었다. 이러한 전략에는 쓰레기를 제한하는 독특한 위성 설계와 임무 완성 후 위성의 궤도 이탈도 포함된다.

 

능동적인 제거

다른 해결책은 궤도에서 사라진 위성들과 큰 잔해들을 포획하거나 제거하는 능동적 잔해 제거 (ADR)이다. ADR 방법들은 로봇 팔, 그물, 그리고 심지어 궤도를 이탈한 파편들을 포획하는 작살도 포함된다.

 

레이저

지상 기반 레이저는 파편을 더 낮은 궤도로 유도하는 해결책으로 제안되기도 했는데, 그러면 파편은 결국 지구 대기권에 재진입하여 연소된다.

 

이온 추진기

일부에서는 이온 추진기를 장착한 우주선을 이용해 궤도 속도를 줄여가며 우주 파편의 궤도를 이탈시킬 것을 제안하기도 했다.

 

컴퓨터화

시뮬레이션 연구는 다양한 잔해 제거 전략의 효과와 우주 교통에 대한 잠재적 영향을 평가하는 데 도움이 된다.

 

커질수록 더 나빠진다

제안된 기술과 상관없이, 많은 과학자들은 재앙적인 충돌을 일으킬 가능성이 큰 잔해들의 우선순위를 정하는 데 동의한다.

 

해결책은 아직 없다

일부 기업들이 우주 파편을 포착하고 제거하는 기술을 개발하고 있지만 아직 널리 구현된 것은 없다.

 

협업

전 세계의 우주 기관과 단체들은 추적, 연구 및 잠재적 해결책에 대해 계속 협력하고 있다. 그러나 기존의 완화 노력에도 불구하고 과거의 임무와 지속적인 우주 활동으로 인해 우주 잔해의 양은 계속 증가하고 있다.

 

케슬러 증후군

케슬러 증후군은 지구 저궤도에 있는 물체들의 밀도가 충분히 높아 충돌이 연쇄적으로 일어나 우주 파편이 크게 증가할 수 있다는 시나리오 이론이다.

 

예방

케슬러 증후군을 예방하려면 새로운 잔해의 생성을 제한하고 궤도에서 기존 잔해를 제거하는 사전 조치가 필요하다. 하지만 상당한 비용 때문에 달성하기 어려운 것으로 입증되었다.

 

인지도

우주 쓰레기 문제와 책임 있는 우주 활동의 중요성에 대한 인식을 높이려는 많은 교육 및 대중 인식 캠페인이 있다. 이러한 프로그램은 다음 세대의 우주 전문가들이 이 글로벌 과제를 해결하는 데 참여하도록 한다.

 

지속 가능성

책임 있는 위성 폐기와 우주선 설계를 포함해 지속 가능한 우주 관행은 우주 쓰레기의 더 이상의 축적을 막기 위해 필수적이다.

 

확장

우주 탐사와 상업 활동이 확대됨에 따라 우주 쓰레기 문제의 해결이 점점 더 시급해지고 있다.

 

제한

제한된 자금, 기술적 제약, 그리고 위성의 지속적인 축적은 장기적인 우주 지속 가능성에 장애물이 되고 있다. 그러나 과학자들은 지속적인 노력이 긍정적인 결과를 낳을 것이라고 희망하고 있다.

출처: (NASA) (Natural History Museum) (McKinsey & Company) (National Geographic)