달 먼지로 태양 가린다...우주로 눈돌리는 기후변화 대응

우주 차양막 개념. 플래닛터리선쉐이드파운데이션 제공

미국 과학자들이 기후변화 대응에 우주 먼지를 활용하는 구상을 내놨다. 우주 공간에서 먼지로 '차양막'을 만들어 태양으로부터 지구에 닿는 햇빛을 일부 차단하겠다는 전략이다. 지구로 향하는 햇빛의 약 1~2%를 차단할 수 있을 것으로 보고 있다. 벤자민 브롬리 미국 유타대 물리천문학과 교수와 스콧 켄연 미국 스미스소니언 천체물리학관측소 연구원팀은 이 같은 분석을 국제학술지 ‘플로스 기후’에 8일(현지시간) 공개했다. 

우주에 차양막을 만드는 아이디어가 처음 제시된 것은 아니다. 얼리 제임스 당시 미국 로렌스리버모국립연구소 연구원이 1989년 국제학술지 ‘브리티시성간협회저널’에 이 같은 아이디어를 처음으로 제시했다. 당시만 해도 구현방법을 내놓지 못해 아이디어 차원에 그쳤지만 기후변화가 극심해지면서 과학자들은 우주 공간을 활용한 기후변화 대응 연구에 공을 들이고 있다. 

● "지구 아닌 달 표면 먼지로 차양막 활용"

미국 연구진은 30여년 전에 얼리 제임스 로렌스리버모어국립연구소 연구원이 제시한 아이디어를 실현할 수 있는 구체적인 구상이다. 제임스 연구원은 당시 달 암석에 포함된 소재로 2000km 길이의 얇은 유리 차양막을 우주에 설치하면 지구로 오는 햇빛의 1.8%를 줄일 수 있다고 제시했다. 아이디어 차원에서 제시됐지만 구현할 방법은 없었다.

미국 유타대와 스미스소니언 연구진이 내놓은 아이디어는 달 표면의 먼지를 태양을 향해 흩뿌려 차양막을 만드는 방안이다. 지구에서 먼지를 보급하는 것보다 비용이 저렴하고 달 먼지 고유의 특성이 차양 효과를 극대화할 수 있을 것이라는 분석결과를 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 내놨다. 기존 아이디어들처럼 지구에서 태양 쪽으로 약 150만km 떨어져 있는 제1라그랑주점(L1)에 우주 차양막을 설치한다는 것은 동일하나 달의 먼지를 활용한다는 점에서 차이가 있다.

연구진은 또 달에 세워질 우주정거장이나 정착지에서 직접 달의 먼지를 발사해 L1으로 보낼 수 있는 최적의 궤적도 도출됐다. 지구에서 먼지를 L1으로 보낼 경우 태양풍이나 중력에 의해 먼지가 쉽게 경로를 벗어난 데 반해 달에서 발사하면 L1까지 운반이 용이할 것으로 분석됐다. 

연구팀은 우주 차양막이 지구에 닿는 햇빛을 크게 막을 수 있다는 일각의 우려에 대해 “일부 햇빛을 막는다고 공상과학영화 ‘설국열차’처럼 지구가 영구적으로 춥고 사람이 살 수 없는 행성이 되진 않는다”면서 “우주는 기후변화 대응의 게임체인저가 될 수 있다”고 말했다. 

이들보다 앞서 미국 매사추세츠공대(MIT) 연구팀은 기포를 차양막으로 쓰는 방법을 지난해 7월 제시했다. 실리콘으로 만든 얇은 막 형태의 기포들로 우주에서 거대한 기포 뗏목을 만드는 방식이다. 물 위 비누거품들이 촘촘히 연결된 형태다. 연구팀은 브라질 크기만한 우주 기포 뗏목을 만들면 지구로 오는 햇빛의 2%를 줄일 수 있다고 분석했다. 이밖에 작은 비행체로 이뤄진 우주 차양막이나 거대한 거울을 우주에 쏘아올려 지구로 오는 햇빛을 반사시키는 '우주거울' 등도 아이디어로 제시되고 있다. 

● 기후변화 양상과 해법 찾으려면 위성 관측 정확도 높여야

과학자들은 기후변화가 심화될수록 우주에 주목하고 있다. 유엔과 미국, 영국 등은 이구동성으로 “우주 기술은 기후변화 대응의 게임체인저가 될 것”이라고 강조하고 있다. 

기후변화 양상과 분석도 우주 공간의 위성 덕분에 가능해졌다. 위성 지구 환경과 기후에 대한 태양의 영향을 지속적이고 장기적으로 관측하는 데 핵심 역할을 한다. 미국항공우주국(NASA)이나 유럽 우주국(ESA)이 지구 관측용으로 활용 중인 위성만 150여개, 지구관측 상업위성은 340여개에 달한다. 바다와 육지, 얼음, 대기 등 지구를 샅샅이 관측 중이다. 

관측 정확도를 높이는 데도 공을 들인다. 영국 국립우주연구소는 올해 내 차세대 지구관측 위성을 발사할 계획이다. 이 위성은 800km 상공에서도 해수면 온도를 0.2도 범위 안에서 정확히 측정할 수 있다. 영국 런던의 랜드마크 '빅밴'에 서서 프랑스 파리의 '에펠탑'을 자세히 볼 수 있는 수준이다. 여지껏 발사된 지구관측 위성 중 가장 정확한 온도계 역할을 할 전망이다.

인류의 우주진출이 가속화되는 가운데 기후변화 대응에 빠르게 나서야 한다는 목소리도 높아진다. 영국 남극자연환경소 연구팀은 지난해 9월 국제학술지 ‘지구물리학연구레터’에 지구 온도 상승으로 우주 쓰레기 양이 늘 것이란 분석을 내놨다. 연구팀은 "온도 상승으로 대기 상층의 밀도가 감소되며 지구 대기권에 끌려와 불탔을 우주 쓰레기가 지구 저궤도에 남아있는 시간이 2000년대에 비해 30% 늘어날 것"이라며 "기후변화로 우주 쓰레기 충돌사고도 더 빈번해질 것"이라고 했다.  

[고재원 기자 jawon1212@donga.com]