우주 쓰레기가 우리 집으로 떨어질 수도 있다

2021년 3월 국제우주정거장(ISS)은 화물 팔레트 EP-9를 폐기했다. 사진은 우주 비행사 마이크 홉킨스가 촬영한 팔레트가 우주 공간으로 버려지는 순간이다. NASA/Mike Hopkins 제공

2021년 NASA는 화물 팔레트 EP-9의 폐기를 명령하면서 "팔레트가 2~4년 정도 궤도를 돌다가 지구로 낙하할 것"이라고 예측했습니다. 2년에서 4년이라니 예측 범위가 너무도 넓습니다.

5월 13일 대전에서 만난 최은정 한국천문연구원(천문연) 우주위험 연구실장은 "제어되지 않는 우주 물체의 경우 변수가 너무 많기 때문"이라고 설명합니다. 팔레트와 팔레트에 실린 배터리들의 재질, 무게를 모두 계산한다고 해도 우주 환경이라는 변수가 존재합니다.

예를 들어 태양활동 극대기가 겹친다면 더 빨리 낙하할 수도 있습니다. 태양풍에 떠밀려 더 빨리 지구로 떨어지는 거죠. 팔레트가 대기권에서 다 연소할 것이란 NASA의 예측이 틀린 이유도 마찬가지입니다. 최 실장은 "우주 물체가 대기권에 진입할 때의 입사각, 고도, 속도 등이 연소에 영향을 미친다"고 말했습니다.

우주 쓰레기는 관측을 통해 분류되고 또 관리됩니다. 현재 전지구 우주 물체 감시 시스템을 갖추고 있는 나라는 미국밖에 없습니다. 미국은 전 세계 30군데에 망원경과 레이더를 설치해 실시간으로 하늘을 스캔하며 물체를 찾아내고 있죠. 새로운 물체를 발견하면 해당 물체의 궤도를 추적하고 추가 관측을 합니다. 한국과 같이 자력으로 탐지 시스템을 갖추지 못한 나라들은 미국이 공유 대상으로 선정한 물체에 대해서만 정보를 확인할 수 있습니다.

최 실장은 "당시 미국은 팔레트 잔해가 3월 8일 오후 19시 17분(UTC, 협정 세계시) 기점으로 오차 범위 30분 사이에 떨어질 것이라고 발표했고 이 시각 우주 물체가 낙하할 수 있는 예상 지역은 남태평양과 멕시코만을 걸쳐 북대서양까지 넓게 퍼져있었다"고 말합니다.

오테로 씨 집을 흔든 굉음이 집 안 폐쇄회로(CC)TV에 포착된 것은 현지 시각 오후 2시 34분이었습니다. 동부 표준시와 UTC 간의 시차는 5시간으로 동부 표준시를 기준으로 팔레트 잔해 추락 예상 시각은 14시17분입니다. 

오차 범위 내에 있어 우주 물체가 팔레트의 잔해 라는 것을 설명할 수 있습니다. 하지만 추락 예상 지역이 너무 넓었습니다. 남태평양에서 멕시코만을 걸쳐 북대서양까지는 지구 면적에서 3분의 1에 해당하니까요.

최 실장은 "대기권에서 우주 물체가 부서지며 만들어진 파편은 어디에 떨어질지 모르기 때문에 정확한 추락 위치를 예측하기는 매우 어렵다"며 "불확실성이 크기 때문에 예측 범위도 클 수밖에 없다"고 설명합니다.

우주 쓰레기 추락 문제는 안타깝지만 앞으로도 계속될 가능성이 높습니다. 2023년 12월 유럽우주국(ESA)의 발표에 따르면 지구 궤도를 돌고 있는 우주 쓰레기는 1억 3100만 개가 넘습니다.

그중 폭이 10cm 이상인 우주 쓰레기는 약 3만 6500개입니다. 2023년 미국연방항공청(FAA)이 미국 의회에 제출한 '위성 재진입 처리' 보고서는 "대기권에서 다 타지 않은 우주 물체의 잔해가 2035년까지 2년에 한 번꼴로 사람을 죽이거나 부상을 입힐 수 있다"고 경고합니다.

이런 상황에서 국제적인 '우주교통관리' 체계에 대한 필요성이 대두되고 있습니다. 국가 간 협의를 이끌어내는 게 쉽진 않겠지만요. 신 선임연구원은 "우주 기술은 민간 기술과 군용 기술이 중첩된 '이중용도기술'이라 기술 협력을 하는 데 어려움이 크다"고 말합니다. 특히 우주 물체 관측 정보는 국가 안보와 밀접한 관계가 있어 실시간 혹은 무제한 공유가 어려운 상황입니다.

오늘날 더 많은 도전이 우주를 조준하고 있습니다. 하지만 밤하늘에 반짝이는 우주 물체가 내 집을 박살 낼 수도 있다는 두려움이 그 도전의 발목을 잡는 일은 없어야겠지요. 제2의 오테로 씨가 나오기 전에 방법을 찾아야 합니다.

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[김태희 기자 taehee@donga.com]