우주쓰레기! 이 골칫덩어리

"삐요삐요~ 비상사태가 발생하였습니다. 국제우주정거장에 쓰레기가 접근하고 있습니다."

이것은 지난 2012년 11월 1일 미국 항공우주국(NASA)에서 국제우주정거장(ISS)을 통제하고 있는 러시아 비행 관제센터로 보낸 메시지입니다. 그런데 쓰레기가 접근하는 것이 왜 비상사태냐구요? 

우주에서 빠르게 움직이는 쓰레기가 국제우주정거장에 충돌하면 공들여 만든 값비싼 우주정거장이 한순간에 파손될 수도 있고 정거장에서 일하고 있는 우주인의 목숨까지 위협할 수 있기 때문이지요. 

그래서 비행 관제센터는 급히 대책 회의를 열고 국제우주정거장의 궤도를 1km 상공으로 이동시켰답니다. 이렇게 쓰레기를 피하려고 궤도를 수정한 것이 벌써 15번째라고 합니다.

지난 50년간 발사된 인공위성 때문에 700~1,280km 높이에 돌아다니는 크고 작은 파편 수는 몇백 만개나 될 것이라고 합니다. 종류로는 버려진 로켓이나 수명을 다한 인공위성 등 큰 것에서부터 우주인들의 생활쓰레기, 로켓이나 인공위성의 폭발이나 충돌로 생긴 작은 조각까지 다양합니다. 

폭발하여 생긴 파편들은 특히 더 위험한데 이는 총알보다 10배 빠른 초속 10km 정도로 날아다녀 주변 인공위성이나 우주인이 맞기라도 한다면 대형 참사로 이어질 수도 있습니다. 우주왕복선 챌린저호의 창문이 초속 6km로 충돌하는 0.3mm 크기의 페인트 조각 때문에 부서진 적도 있다고 하니 그 위험성을 실감할 수 있겠죠? 심지어 우주쓰레기가 지구로 추락하는 사건도 발생하고 있다고 합니다. 그렇다면 우주쓰레기를 치우는 방법에는 무엇이 있을까요?

 

■ 쓰레기 그물

미국의 우주개발 업체 스타(Star) 사는 그물로 물고기를 잡는 것과 비슷한 방법으로 우주쓰레기를 그물로 처리하는 방법을 개발하였습니다. 그물의 길이는 약 1km이며, 그물 양 끝에는 조정할 수 있는 무인우주선이 있습니다. 우주에 떠다니는 우주쓰레기를 발견하면 무인우주선을 조정하여 그물을 펼쳐서 쓰레기를 거둬간 뒤에 쓰레기 처리장으로 이동하는 방식입니다. 이 그물은 2017년쯤 정식으로 우주에 투입할 예정이라고 합니다.

 

■ 청소 위성

스위스 우주센터에서는 우주쓰레기를 제거하기 위하여 ‘클린스페이스 원’이라는 청소위성을 쏘아 올리려는 계획을 세우고 있습니다. 이 청소위성은 우주쓰레기를 발견하면 커다란 집게발로 쓰레기를 집은 후에 지구의 대기권으로 함께 돌입하여 같이 불타서 없어진다고 합니다.

 

■ 태양 돛단배

이 방법은 수명을 다한 인공위성이 우주쓰레기로 남아 있지 않고 스스로 사라지도록 유도하는 방법입니다. 인공위성에 햇빛에 반응하는 돛을 달아서 위성이 수명을 다했을 때 돛을 펼쳐 위성의 속도를 낮추도록 합니다. 이때 돛은 자동시스템이나 지상관제소의 명령에 따라 펼쳐지며 각도 조절도 가능하다고 합니다. 이렇게 속도가 느려지게 되면 인공위성은 더는 지구궤도를 돌지 못하고 대기권으로 떨어져 불타 없어지게 됩니다. 그러나 아직은 정교하게 돛을 조절하는 기술이 부족한 상태라고 합니다.

 

■ 레이저 발사

지상이나 우주공간에서 레이저를 발사하여 우주쓰레기를 대기권으로 떨어뜨려서 불타 없어지게 만드는 방법입니다. 우주공간에 레이저 장치를 보내고 우주에서 쓰레기에 레이저를 쏘는 것이 지상에서 직접 레이저를 발사하는 것보다 번거롭기는 하지만 지상에서보다 약한 레이저로도 쓰레기를 제거할 수 있는 효과를 볼 수 있습니다.

 

■ 우주 안개

우주공간에 물체를 냉동시킬 수 있는 안개를 뿌려 우주쓰레기를 냉동시켜 속도를 낮추게 하는 방법입니다. 우주쓰레기의 예상 통과 지점에 미리 우주 안개를 뿌려놓으면 우주 쓰레기가 통과하면서 얼어버려 속도가 느려지고 결국 지구의 대기권으로 떨어지게 됩니다. 그러나 냉동 가스 저장탱크가 일회용이므로 발사할 때 조준을 잘해야 한다는 단점이 있습니다.

 

■ 끈끈이 접착볼

이는 접착성이 있는 원형 볼을 궤도에 띄워 우주쓰레기가 달라붙도록 하는 방법입니다. 쓰레기가 달라붙으면 다른 방법과 마찬가지로 속도를 낮춰 대기권으로 내려오게 하여 불타 없어지게 하는 것입니다. 그러나 이 방법은 볼을 압축시키기 어려워 지상에서 로켓에 실어 보내기가 쉽지 않다고 합니다.

이처럼 세계 여러 나라에서 우주쓰레기를 해결하기 위해 애쓰고 있지만, 비용도 많이 들고 기술적으로도 아직은 많이 부족한 상태라고 합니다. 빨리 이 문제를 해결하지 않으면 지금 사용하고 있는 위성을 모두 포기해야 할지도 모른다고 하니 다급한 일이 아닐 수 없습니다. 적은 비용으로 쉽게 우주쓰레기를 없앨 수 있다면 얼마나 좋을까요? 여러분이라면 어떤 방법으로 우주쓰레기를 해결하고 싶은가요?

 

글 : 최미경(서울마장초등학교 교사)

 

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