📝한눈에 보는 정보

  • 미국 연방통신위원회(FCC)는 역사적인 첫 사례로 우주 쓰레기에 대해 TV 제공업체 디시 네트워크에 15만 달러의 벌금을 부과했습니다
  • 디시 네트워크가 EchoStar-7 위성의 궤도를 제대로 벗어나게 하지 못해 잠재적인 안전 문제가 발생했습니다
  • FCC의 발표 이후 디시 네트워크의 주가는 거의 4% 가까이 하락했으며, 이는 다른 위성 운영자들에게도 경고의 메시지를 보냈습니다
  • 1~10cm 크기의 우주 쓰레기 약 20만 개가 우주에 떠다니고 있고, 10cm보다 큰 우주 쓰레기 1만 5천 개도 추적 중이며, 가장 작은 조각들은 수백만 개에 달할 것으로 추정됩니다
  • 2022년에는 그 어느 해보다 많은 위성이 발사되었지만, 그만큼 궤도를 떠나는 퇴역 위성이 충분하지 않아 이대로 방치할 경우 인류의 우주 활동은 ‘지속 불가능’할 것으로 간주됩니다

🩺 Dr. Mercola

지구의 오염이 너무 심해져, 오랫동안 청정 지역으로 ​여겨졌던 남극 대륙을 둘러싼 남극해에도 오염이 도달했습니다. 인간이 만든 오염은 지구의 가장 먼 곳까지 도달할 뿐만 아니라, 이 행성의 궤도와 우주 공간으로 발사됩니다.

미국 연방통신위원회(FCC)는 우주 쓰레기로 인해, 구체적으로는 에코스타-7(EchoStar-7) 위성의 궤도 이탈을 제대로 하지 않았기 때문에 역사적인 첫 사례로 TV 제공업체 디시 네트워크(DISH Network)에 15만 달러의 벌금을 부과했습니다. FCC 보도 자료에 따르면 다음과 같습니다.

"이는 우주국을 설립하고 우주 혁신 의제를 실행하는 등 위성 정책 노력을 강화해 온 위원회가 우주 쓰레기에 대한 방침을 집행한 첫 번째 사례입니다. 이 합의에는 회사의 책임 인정과 규정 준수 계획 고수 및 15만 달러의 벌금을 지불하는 것에 대한 합의가 포함되어 있습니다.”

더 낮은 고도로 보내진 디시 네트워크의 위성으로 제기된 안전 우려

디시 네트워크의 에코스타-7 위성은 2002년에 발사되었습니다. 2012년, FCC는 이 회사가 제출한 궤도 잔해물 완화 계획을 승인했는데, 이 계획에 따르면 위성이 임무를 완료하면 고도 300km(킬로미터) 또는 186.4마일까지 내려가 폐기될 것이라고 밝혔습니다. 디시 네트워크는 위성의 연료 수준 및 기타 요인을 고려하여, 위성의 임무 종료 후 궤도 이탈 기동이 2022년 5월에 이루어질 것으로 추정했습니다.

그러나 2022년 2월, 위성의 추진체가 약해져 예정대로 궤도 잔해물 완화 계획을 완료할 수 없게 되었습니다. 대신 디시 네트워크는 폐기 위성을 원래 계획보다 훨씬 낮은 정지궤도인 상공 약 122km로 보냈습니다.

정지 궤도는 적도 상공 35,786km입니다. 그러나 많은 우주 쓰레기가 지구 표면에서 2,000km 떨어진 낮은 지구 궤도에서 발견됩니다. 낮은 고도에서는 디시 네트워크의 위성이 안전 문제를 일으킬 수 있습니다. FCC는 다음과 같이 보고했습니다.

“FCC의 조사 결과, 해당 회사는 위성의 임무 종료 시점에 직접 방송 위성('DBS') 서비스인 에코스타-7 위성을 면허 조건에서 요구하는 고도보다 훨씬 낮은 폐기 궤도로 이전함으로써 통신법, FCC 규칙 및 회사 면허 조건을 위반한 것으로 밝혀졌습니다. 이렇게 낮은 고도에서는 궤도 잔해 문제가 발생할 수 있습니다."

약 30억 달러의 가치를 지닌 회사에 15만 달러의 벌금이 부과된 것은 적은 금액이지만, FCC의 발표 이후 디시 네트워크의 주가는 4% 가까이 하락했으며 이는 다른 위성 운영자들에게도 경고의 메시지를 보내는 셈이 되었습니다. 미시시피 대학(University of Mississippi)의 우주 변호사인 미셸 핸론(Michelle Hanlon)은 MIT 기술 검토(MIT Technology Review)에 다음과 같이 말했습니다.

“이것은 우주 쓰레기 저감에 있어 매우 상징적인 순간입니다. 이는 올바른 방향으로 나아가는 큰 발걸음입니다 ... 솔직히 저는 면허 요건을 충족하지 못한다면 몇 년 동안 발사가 금지되는 것을 보고 싶습니다. 음주 운전을 하면 면허가 취소될 수 있습니다. 우리는 이런 종류의 조치가 필요합니다."

우주에는 얼마나 많은 쓰레기가 떠다니고 있나요?

우주에는 1~10cm 크기의 우주 쓰레기 약 20만 개가 떠다니고 있는 것으로 추정됩니다. 또한 미국 우주 감시 네트워크(United States Space Surveillance Network)는 가로 10cm 이상의 우주 쓰레기 15,000개도 추적하고 있습니다. 1cm보다 작은 우주 쓰레기는 그 수가 수백만 개에 달할 수 있습니다.

궤도에 진입한 잔해물이 반드시 그곳에 머무르는 것은 아닙니다. 600km 이하의 낮은 궤도에 있는 쓰레기들은 몇 년 동안 궤도를 돌다가 지구로 떨어집니다. 하지만 우주 1,000km 궤도에 있는 우주 쓰레기는 수백 년 동안 순환할 수 있습니다. 우주에 도달하면 1mm보다 작은 파편이라도 충돌이 발생하면 재앙과도 같은 결과를 초래할 수 있습니다.

우주 왕복선 유리창을 손상시킬 뿐만 아니라, 위성이 파괴될 수도 있습니다. 브리태니커(Britannica)에 따르면 다음과 같습니다.

“알려진 파편들이 국제 우주 정거장(ISS)과 충돌할 가능성이 10만 분의 1보다 큰 경우, 우주 비행사들은 충돌을 피하기 위해 국제 우주 정거장의 궤도를 높이는 파편 회피 기동을 수행합니다. 2021년 11월, 국제 우주 정거장이 러시아의 대위성 실험으로 인한 파편 구름을 통과했을 때와 같이, 특히 위험한 상황에서 우주비행사들은 정거장의 해치를 닫고 우주선으로 대피합니다."

2023년 9월, 두 개의 대형 우주 쓰레기가 저궤도에서 거의 충돌할 뻔한 아찔한 상황이 발생했습니다. 한 물체는 1976년에 발사된 약 399kg의 소련 탑재체일 가능성이 높습니다. 다른 하나는 2018년에 발사된 중국 로켓 본체로 무게가 약 1,995kg인 것으로 추정됩니다.

두 물체는 36미터 이내의 거리를 사이에 두고 지나갔으며, 충돌 확률은 1,000분의 1이었습니다. Space.com은 “두 물체가 고도 689km 상공을 통과할 때, 각각 초속 약 7.5km 또는 시속 16,800마일의 속도로 이동했을 것입니다. 레오랩스(Leolabs)에 따르면 이러한 고에너지의 거대한 우주 쓰레기 덩어리가 충돌하면 지구 저궤도에 약 3,000개의 잔해물이 생성될 것이라고 합니다.”라고 보고했습니다.

최초의 궤도 충돌은 2009년에 발생했는데, 미국 민간 소유의 통신 위성인 이리듐-33(Iridium-33)이 러시아 군용 위성인 코스모스2251(Kosmos2251)과 충돌하여 두 위성이 모두 파괴된 사건이었습니다. 이 사고로 인해 2,300개의 파편이 발생했으며, 그중 일부는 지구 대기에 재진입하여 불이 붙게 되었습니다.

더 많은 우주 쓰레기가 유입됨에 따라 아슬아슬하게 스쳐 지나가는 것과 충돌의 횟수가 증가할 것으로 예상되며, 향후에는 충돌이 우주 쓰레기의 주요 원인이 될 것으로 예상됩니다. 현재로서는 지구 궤도를 돌고 있는 우주 쓰레기의 정확한 수는 추정치일 뿐입니다.

유럽우주국(ESA)이 자체적으로 집계한 결과, 10cm보다 큰 우주 쓰레기가 2만 9,000개, 1cm보다 큰 것이 67만 개, 1mm보다 큰 것이 1억 7,000만 개가 넘을 것으로 추정하고 있습니다. ESA는 다음과 같이 설명합니다.

"이러한 물체는 작동 중인 우주선에 해를 끼칠 수 있습니다. 예를 들어, 10cm 크기의 물체와 충돌하면 일반적인 위성은 치명적인 파편이 발생하고, 1cm 크기의 물체는 우주선을 무력화시키고 국제 우주 정거장 보호막을 관통할 가능성이 높으며, 1mm 크기의 물체는 우주선에 탑재된 하위 시스템을 파괴할 수 있습니다.
과학자들은 일반적인 위성의 경우 질량 대비 에너지 비율이 40J/g을 초과하는 충돌은 치명적이라는 데 전반적으로 동의합니다."

케슬러 증후군이 이미 발생하고 있나요?

우주에서 충돌이 발생하면 물체와 그 파편들이 계속 움직이면서 더 큰 파편이 생성되고 더 많은 충돌이 발생하며, 이는 돌이킬 수 없게 됩니다. 이 시나리오는 전 NASA 과학자인 도널드 케슬러(Donald Kessler)가 1978년 발표한 논문에서 지구 궤도에 있는 위성의 수가 증가함에 따라 충돌 확률도 증가한다고 주장한 것에서 비롯되었습니다.

"위성 충돌은 궤도를 도는 파편을 만들어내고, 각각의 파편은 추가 충돌 확률을 높여 지구 주변에 파편들로 이루어진 띠를 형성할 것입니다."라고 그는 예측했습니다. 실제로 많은 사람들은 케슬러 증후군이 이미 잘 진행되고 있다고 믿고 있습니다. ESA의 설명에 따르면 다음과 같습니다.

"오늘날의 연간 발사율은 약 110회 정도이고, 앞으로도 역사적 확률인 평균 10~11회의 속도로 계속 해체될 것이기 때문에 우주에 있는 파편 물체의 수는 꾸준히 증가할 것입니다. 잔해물의 수가 증가함에 따라 치명적인 충돌이 발생할 확률도 점차 증가하며, 잔해물의 수가 두 배로 증가하는 것은 충돌 위험을 약 4배 증가시킬 것입니다.
잔해 개체수가 많아질수록 더 많은 충돌이 발생할 것입니다. '평상시와 같은' 시나리오에서는 이러한 충돌들이 지금부터 수십 년 안에 현재와 같은 폭발을 넘어서기 시작할 것입니다. 궁극적으로 충돌 파편들은 전체 개체군이 임계 이하 크기로 줄어들 때까지 충돌 파편과 부딪히게 될 것입니다.
LEO(저지구 궤도) 지역에서 특히 치명적인 이 자생적 과정을 '케슬러 증후군'이라고 합니다. 국제적인 규모의 완화 및 개선 조치를 적시에 적용하여 이러한 상황을 피해야 합니다."

인간의 우주 활동은 '지속 불가능'합니다

ESA의 2023 우주 환경 보고서(Space Environment Report)는 "지구의 궤도 환경은 유한한 자원"이라고 지적하며 우주 쓰레기의 심각한 상태를 보여줍니다. 2022년에는 그 어느 해보다 많은 위성이 발사되었지만, 이를 보충할 만큼 궤도를 떠나는 퇴역 위성의 수가 충분하지 않습니다.

한편, 우주에 먼지를 모으기 위해 방치된 오래된 위성은 '위험한 잔해물의 구름'으로 파편화될 위험을 증가시키며, 활동 중인 위성은 잔해의 경로를 벗어나기 위해 점점 더 자주 회피 기동을 수행해야 합니다. 대부분의 사람들은 우주가 무한히 넓다고 생각하지만, 위성은 종종 같은 궤도 공간을 두고 경쟁합니다.

"우주는 헤아릴 수 없을 정도로 넓지만, 경제적 가치가 있는 지역은 놀라울 정도로 작을 수 있다"라고 ESA는 지적합니다. 요컨대, 우주에도 교통 체증이 존재하며, 그 결과 사람들이 많이 찾는 궤도는 점점 더 혼잡해지고 위험해지고 있습니다.

"작년에 새로 발사된 위성의 수는 거의 전적으로 저지구 궤도에 상업용 위성군을 구축하거나 확장하는 위성에 의해 주도되었습니다. 이러한 별자리는 글로벌 통신과 같은 서비스를 제공하기 위해 발사되지만, 좁은 대역의 궤도만이 이러한 목적에 적합합니다.
결과적으로 이러한 궤도 영역에서 충돌이나 파편화가 발생하면 유사한 궤도에 있는 나머지 위성과 더 먼 목적지로 가는 도중에 이 지역을 통과하는 위성 또는 승무원 우주선에 재앙이 될 수 있습니다."

정리 옵션으로는 무덤 궤도 및 우주 쓰레기 제거가 있습니다

우주 잔해물 완화 지침에 따라 위성은 퇴역 후 25년 이내에 보호 궤도를 벗어나 궤도를 이탈하거나 더 멀리 떨어진 '무덤' 궤도에 진입해야 합니다. 초기 위성들은 이 지침을 준수하지 않는 경우가 많았지만, 최근에 발사된 위성은 이 지침을 준수할 가능성이 훨씬 높습니다.

최근 FCC가 디시 네트워크에 부과한 벌금은 규정 준수를 더욱 강화시킬 수 있으며, 급성장하는 산업인 우주 쓰레기 제거 서비스에 대한 수요를 증가시킬 수도 있습니다. 예를 들어, 2023년 10월 일본 정부는 퇴역 위성을 궤도에서 제거하기 위해 아스트로스케일(Astroscale)이라는 회사를 고용했습니다. ESA는 또한 스위스에 본사를 둔 클리어스페이스(ClearSpace)에 궤도에서 잔해물을 제거하는 작업을 의뢰했으며, 2025년 발사가 예정되어 있습니다.

2018년 영국의 위성인 리무브데브리(RemoveDEBRIS)는 그물과 작살을 사용해 우주 쓰레기를 수거하는 테스트를 진행했습니다. 또 다른 실험에서는 드래그세일(dragsail)을 사용하여 위성의 속도를 늦추고 대기권 재진입을 시도했지만 실패했습니다.

우주로 쓰레기를 더 멀리 보내는 것보다 우주에서 쓰레기를 제거하는 것이 장기적으로 더 지속 가능한 해결책으로 보이지만, 이 산업은 아직 초기 단계에 있습니다. 적어도 명확한 제거 계획 없이 우주로 발사되는 물체의 유형에 대해 더 많은 고민이 필요하다는 점은 분명해 보입니다. 하지만 FCC의 이번 조치는 올바른 방향으로 내디딘 발걸음이라고 볼 수 있습니다.

영국 노섬브리아 대학교(Northumbria University)의 우주 전문 변호사인 크리스토퍼 뉴먼(Christopher Newman)은 MIT 기술 검토에 "이 정도 규모의 벌금이 적극적인 쓰레기 제거 서비스의 잠재적 시장에 어떤 영향을 미칠지에 대한 흥미로운 질문이 남아있습니다."라고 말했습니다. "이제 기업들은 면허 미준수에 대한 책임을 져야 한다는 통지를 받게 되었습니다. 그렇기 때문에 이것이 두 업계 간의 논의를 촉진할 수 있을 것입니다."

🔍출처 및 참조