임무·수명 끝난 무수한 발사체 지구 저궤도 그물망처럼 감싸 최근 아마존 등 위성 발사 급증 우주개발의 큰 걸림돌 될 수도
제40차 국제우주쓰레기조정위원회가 10월 10∼14일 제주에서 개최되었다. 우주쓰레기는 우주 즉, 지구 궤도에서 지구를 도는 물체들이다. 보통 임무나 수명이 끝나거나 고장 나서 못 쓰는 인공위성과 인공위성을 발사하면서 생기는 파편, 또는 인공위성과 함께 지구 궤도에 진입하는 로켓의 마지막 단을 우주쓰레기라고 부른다. 지구를 도는 우주쓰레기는 얼마나 될까? 최근 통계에 따르면 10㎝ 이상은 약 3만개, 1㎝ 이상은 100만개, 1㎜ 이상은 1억5000만개 정도로 추산하고 있다.
아리랑위성 2호. 채연석 박사 제공
첫 인공위성이 우주로 발사된 해는 1957년이다. 그리고 2022년 10월 말까지 세계 86개국에서 65년 동안 발사한 위성 수는 모두 9737개이다. 국가별로 보면 미국이 5506개, 러시아 1555개, 중국 591개, 영국 472개, 일본 204개, 인도 103개, 유럽우주기구(ESA) 93개, 프랑스 89개, 독일 80개 등이다. 우리나라도 32개나 발사하였는데 그중에는 지난 6월 21일 누리호로 발사한 6개의 큐브셋과 ’KSLV-2 더미 위성‘도 포함되어 있다.
최근 미국의 위성 발사가 급증하고 있는데 그 이유는 일론 머스크의 우주기업 스페이스X가 국제적인 저궤도 초고속 인터넷 통신망 구축을 위한 ‘스타링크’ 프로젝트를 시작했기 때문이다. 이는 2025년까지 350∼550㎞의 저궤도에 무게 260∼295㎏의 스타링크 위성 1만2000개를 발사해 전 세계 어디에서나 초고속 인터넷을 사용할 수 있는 통신망을 확보하는 계획이다. 2018년부터 지난 10월 말까지 3558개의 위성을 발사했다. 앞으로 3년이 지나면 머스크는 전 세계에서 64년 동안 발사한 것보다 더 많은 인공위성을 발사하게 된다. 미국 정부 승인을 받은 것은 아니지만 추가로 3만개를 더 발사하겠다는 계획이다. 현재의 팰콘9 우주발사체로는 한꺼번에 50여개씩 스타링크 위성을 발사하는데 개발 중인 스타십 우주발사체로는 한꺼번에 400대도 가능할 전망이다. 스타링크 계획이 머스크의 구상대로 진행된다면 초고속 인터넷 통신을 위한 각종 위성이 전 세계에서 수백, 수천개씩 저궤도로 발사될 것이다.
채연석 전 항공우주연구원장
아마존의 프로젝트 ‘카이퍼‘도 2019년 4월 3236개의 위성을 590∼630㎞의 지구 저궤도에 10년 안에 발사하는 계획을 발표하였다. 원웹 에어버스 프로젝트 역시 648~2000개의 위성을 1200~8500㎞의 지구 궤도에 발사하여 초고속 인터넷망을 구축한다는 계획이다. 중국의 우주기업도 발사 계획을 준비 중이라니 이렇게 많은 초고속 인터넷용 위성이 발사되면 지구 주변은 인공위성으로 뒤덮일 것이다. 지금도 망원경으로 우주 사진을 찍으면 스타링크 위성이 햇빛을 반사해 또 다른 별처럼 보여 천문학자들이 많은 항의를 하고 있다. 미래에 발사하는 우주선이나 인공위성은 지구 저궤도에서 그물망처럼 지구를 감싸고 있는 스타링크 위성 및 인터넷 통신 위성과 충돌할 수도 있다.
천리안 2호. 채연석 박사 제공
현재 정지 궤도에 발사하는 위성은 국제전기통신연합(ITU)에서 관리하고 있다. 2022년 8월 18일 기준으로 정지 궤도에서 활동하는 인공위성은 모두 539개이다. 정지 궤도란 적도 상공 3만6000㎞에 떠 있는 인공위성이 지구를 회전하며 만들어지는 궤도다. 지구를 한 바퀴 회전하는 주기가 24시간이므로 지구에서 위성을 쳐다보면 우주에 정지해 있는 것처럼 보여 붙여진 이름이다. 이곳의 위성들은 지구의 한 지역을 24시간 관찰하거나 통신할 수 있으므로 아주 유용하지만 정지 궤도에 발사할 수 있는 위성 수는 한정되어 나라별로 위치를 정해주었다. 현재 정지 궤도에서 활동하는 우리 위성 중 코리아셋 7호는 115.8도, 코리아셋116은 116.1도에 있고 천리안위성(GEO-KOMSAT 2a, b)은 128.2도에 떠 있다. 정지 궤도의 경우 수명이 다한 인공위성은 태평양 상공으로 옮기고 새 위성을 정해진 곳에 발사하면 문제가 없다. 그러나 저궤도에 수명이 짧은 실험용 큐브셋이나 많은 수의 고속 인터넷 위성을 발사해 많은 우주쓰레기를 만드는 것은 장기적으로 우주개발에 큰 문제가 될 수 있다.
