우주개발 경쟁이 촉발한 로켓 발사, 오존층 파괴 우려

로켓에서 뿜어져나온 배기가스 성분이 지구 오존층을 파괴하고 있다는 연구 결과. 게티이미지뱅크 제공

스페이스X, 원웹(Oneweb) 등 글로벌 우주 기업과 전세계 각국의 우주 개발 경쟁이 심화하고 있다. 저궤도 위성을 궤도에 올리는 로켓 발사가 오존층을 파괴하고 지구 환경에 악영향을 미치고 있다는 우려가 커지고 있다.  

9일(현지시간) 뉴욕타임스는 지구 저궤도에 위성을 올려놓기 위해 로켓을 발사하는 과정에서 로켓 배기가스가 지구 성층권에 쌓이면서 성층권에 자리잡은 오존층이 파괴될 위험에 처했다고 전했다.

발사된 로켓이 대기권에서 가장 낮은 곳인 대류권을 뚫고 성층권에 도달하는 데는 보통 약 90초가 소요된다. 성층권은 보통 인간 활동의 영향을 직접적으로 받지 않는 구간이다. 상업용 항공기가 성층권에서 비행하긴 하지만 대부분의 비행기는 고도 10km 안팎에서 비행한다. 성층권에 진입해도 하층에 머무른다.  

지구 대기권을 뚫는 로켓은 다르다. 대기권을 통과하는 동안 로켓의 배기가스 3분의 2는 대기권 중상층에서 배출된다. 과학자들은 버려진 배기가스가 성층원에 모일 것으로 보고 있다. 

성층권인 25~30킬로미터(km) 높이에는 오존 밀도가 상대적으로 높은 구간인 오존층이 있다. 오존층은 태양 자외선을 흡수해 지구상의 생물에게 자외선이 직접 닿지 않도록 차단하는 역할을 한다.   

과학계는 로켓에서 방출된 배기가스 속 탄소 등으로 인해 오존층에 어마어마한 구멍이 뚫릴 수 있다고 본다. 뉴욕타임스에 따르면 1990년대 미국 항공우주국(NASA)에서 한창 로켓을 발사하던 당시 발표된 한 연구는 "케이프커내버럴 기지 위 오존층이 100% 손실될 것"이라며 "해당 지역 오존층에 구멍이 생겨 피부암, 백내장, 면역력 장애 등 위험이 높아질 것"이라고 예측했다.

전문가들은 1990년대보다 로켓 발사가 빈번해진 2020년대에 오존층 파괴 위험이 거칠 것이라고 본다. 일론 머스크 최고경영자(CEO)가 이끄는 스페이스X는 위성 인터넷 스타링크를 서비스하기 위해 2023년 한 해에만 로켓을 약 100회 발사했다. 

일례로 지난 2022년 6월 미국 국립해양대기청(NOAA) 연구팀은 로켓 발사 횟수가 현재보다 10배 증가할 경우 성층권 온도가 2도 가량 상승하며 북미 대부분과 유럽, 아시아 일부의 오존층이 파괴될 것이라는 내용의 연구 결과를 국제 학술지 'JGR 대기'에 발표한 바 있다. 

배기가스와 함께 우주선 자체에서 빠져나온 금속 덩어리들이 성층권에 흩어져 있다는 연구 결과도 제시됐다. 2023년 9월 미국 퍼듀대 연구팀은 알래스카 상공을 포함한 미국 대륙 위 성층권을 조사한 결과 니오븀(Nb), 하프늄(Hf) 등 로켓 부스터에 사용됐던 금속 성분이 성층권 입자에서 약 10%로 검출됐다고 국제 학술지 '미국국립과학원저널(PNAS)'에 공개했다. 

우주쓰레기 제거 기업 '클리어스페이스'의 팀 맥레이 최고경영자(CEO)는 뉴욕타임스와의 인터뷰에서 "각국이나 우주기업들이 우주 개발의 장래성만 보고 경쟁에 뛰어들 뿐 우주 개발로 인한 환경 문제에 대해선 생각하고 있지 않다"고 비판했다. 

카렌 로젠로프 미국 NOAA 화학과학연구소 연구원은 "우주 산업이 환경에 미칠 영향을 고려할 일련의 규정을 마련해야 한다"고 강조했다. 

[박건희 기자 wissen@donga.com]