우주쓰레기(우주 공간에서 발생하는 인공 물체의 잔해)는 현재 인류가 직면한 중요한 문제 중 하나로, 그 심각성은 날로 증가하고 있습니다. 우주쓰레기는 인공위성, 로켓 부품, 미사용 부품 등 다양한 형태로 존재하며, 이러한 쓰레기들이 우주 공간에 축적됨에 따라 우주 임무의 안전성과 지속 가능성에 심각한 위협을 가하고 있습니다. 특히, 우주쓰레기가 초고속으로 움직이기 때문에 다른 우주 물체와 충돌할 가능성이 높고, 이는 새로운 우주쓰레기를 생성하는 악순환을 초래할 수 있습니다. 이로 인해 우주 탐사 및 통신, 기후 변화 모니터링, GPS 서비스 등 다양한 분야에 미치는 영향이 크며, 지구상의 인류에게도 예기치 못한 문제를 일으킬 수 있습니다. 우주쓰레기의 문제는 단순히 기술적인 문제를 넘어서, 국제적인 협력과 지속 가능한 우주 활동을 위한 중요한 과제가 되고 있습니다.
우주쓰레기로부터의 피해 현실화
플로리다주 네이플스의 고요한 도시에서 오테로 가족은 최근 작은 우주 파편 조각이 지붕을 뚫고 추락하면서 가슴이 쿵쾅거리는 순간을 경험했습니다. 이는 우리 하늘의 숨겨진 위험을 드러냈습니다. 다친 사람은 없었지만 파편이 누군가를 때렸다면 비극으로 끝났을 수도 있었습니다.
이 사건은 지속 가능한 우주 관행으로의 심오한 전환이 시급히 필요하다는 것을 보여주는 예입니다.
오테로 집에 충돌한 물체는 그저 무작위 파편이 아니었습니다. 원래 수 톤 무게였던 폐기된 배터리 팔레트의 잔해였으며 한때 국제 우주 정거장(ISS)에서 사용되었습니다. 배터리 팔레트는 2021년 ISS에서 분리되었으며 궤도에서 재진입하면 타버릴 것으로 예상되었습니다. 하지만 3월 8일에 오테로 집에 충돌한 스마트폰 크기의 파편은 살아남았고 지구로 추락하면서 우주 탐사에 대한 우리의 지속 불가능한 접근 방식의 무게를 함께 안고 있었습니다. 인공위성을 일회용 플라스틱처럼 발사하고 버리는 우리의 선형 모델은 우주 잔해물의 위협이 커지는 데 기여하고 있습니다.
우주쓰레기 문제의 예방
순환 우주 경제의 지지자들은 이 낭비적인 패러다임에서 벗어나 혁신적으로 벗어나야 한다고 주장합니다. 지구에서 재사용 가능한 재료를 받아들이는 것과 마찬가지로 순환 우주 경제로의 전환은 재사용, 개조 및 재활용 가능성을 염두에 두고 우주 시스템을 설계하는 것을 의미합니다. 위성은 단일 임무 후 폐기되는 것이 아니라 업그레이드 및 수정을 허용하도록 수명이 길어야 합니다.
우리는 자동차의 부품이 고장났을 때 폐차장에 보내지 않습니다. 우리는 자동차를 수리하고, 폐차가 된 자동차의 경우 많은 부품을 회수하여 다른 차량에 재활용합니다. 모든 위성은 일회용이기 때문에 위성이 죽으면 다른 것을 발사해야 하며, 죽은 위성은 불필요하게 궤도 운반 용량(고속도로의 운반 용량과 비슷한 안전하게 궤도에 있을 수 있는 하중 크기)을 소모합니다. 수년, 수십 년 또는 그 이상 동안 다른 우주 물체의 안전에 위협이 됩니다.
작동하지 않는 위성을 궤도에서 목적 없이 표류하거나 예측할 수 없이 지구로 추락시키는 대신, 우리는 통제된 재진입 절차를 채택해야 합니다. 이는 의도적으로 위성을 대기에서 태우는 동시에 이 과정에서 생성된 입자가 위성을 오염시키지 않도록 하는 것을 의미합니다. 이를 위해서는 연구와 엔지니어링을 활용하여 위성에 가장 적합한 재료와 설계를 결정해야 합니다. 이렇게 하면 물체가 안전하게 타서 땅과 바다에 파편이 흩어지는 위험을 최소화하고 그 과정에서 대기를 오염시키지 않도록 할 수 있습니다.
우주쓰레기 문제해결의 목표
저는 천체 관리에 대한 탐구에서 외롭지 않습니다. 유럽 우주국(ESA)은 순환 우주 경제를 추구하는 선구자로 떠올랐습니다. ESA는 우주 임무와 운영 전반에 걸쳐 순환 경제 원칙을 개발하고 구현하기 위해 대담한 의지를 보였습니다. 이 전략적 이니셔티브에는 재사용 가능한 우주선 설계, 우주 하드웨어에 대한 혁신적인 재활용 기술 탐색, 통제된 재진입 또는 궤도 기동을 통한 책임 있는 수명 종료 폐기 우선 순위 지정이 포함됩니다.
ESA는 순환 경제 원칙을 채택함으로써 우주 잔해를 최소화하고 임무 비용을 줄이며 우주 탐사에서 보다 지속 가능하고 장기적으로는 보다 성공적인 미래를 위한 길을 닦는 것을 목표로 합니다.
우주 탐사의 선두 주자인 NASA는 재사용 및 재활용 가능한 우주 시스템 개발을 발전시키는 데 중요한 역할을 합니다. 이 기관의 과학 및 기술 전문 지식은 우주 임무에서 폐기물을 최소화하고 지속 가능성을 극대화하는 혁신적인 솔루션의 길을 닦을 수 있습니다.
NASA는 필요할 때 혁신을 선도하는 데 새로운 것이 아닙니다. NASA가 중요한 순간에 혁신을 선도할 수 있는 역량의 한 예는 우주 왕복선 프로그램의 개발입니다. 재사용 가능한 궤도선과 고체 로켓 부스터를 탑재한 우주 왕복선은 우주 수송 기술에서 큰 도약을 이루었습니다. NASA는 발사, 지구로의 복귀, 재발사가 가능한 우주선을 설계함으로써 재사용 가능한 우주 시스템의 실현 가능성과 이점을 보여주었습니다.
NASA는 발사체 외에도 우주에서 자원 활용과 지속 가능성을 위한 혁신적인 기술을 개발하는 데 앞장서 왔습니다. 인간을 지속 가능하게 달로 복귀시키는 것을 목표로 하는 아르테미스 프로그램과 같은 프로젝트에는 현지 자원을 활용한 현장 자원 활용(ISRU) 및 서식지 건설을 위한 기술 개발이 포함됩니다.