우주환경 보호 위한 노력이 시작됐다

우주 청소 로봇 프로젝트 가동 등 다양한 활동 전개

환경 보호는 이제 ‘지구’만의 문제가 아니다.

우주로 쏘아 올린 위성들이 제 기능을 하지 못하고 부유하면서 이른바 ‘우주 쓰레기’가 되어 우주환경을 위협하고 있는 것. 대표적으로 수명이 다 돼 기능이 정지되었거나, 사고나 고장으로 제어할 수 없는 인공위성, 위성 발사에 사용된 부품들과 파편, 우주 비행사가 떨어트리고 수거하지 못한 공구들로 인해 우주도 몸살을 앓고 있다.

과학기술의 발달로 ‘우주 쓰레기’의 양은 점점 늘어 가고, 이로 인한 심각한 사고 위험 및 문제점들이 속속 드러나면서 ‘우주환경 보호’를 위한 세계의 노력이 본격적으로 시행되고 있다.

환경 보호는 이제 ‘지구’만의 문제가 아니다. 우주도 ‘우주 쓰레기들’ 때문에 몸살을 앓고 있다. Ⓒroom.eu.com

이미 시작된 우주환경보호

UN 외기권평화적이용위원회(이하 UN COPUOS, United Nations Committee on the Peaceful Uses of Outer Space)는 1959년 설립 이후부터 모든 인류의 이익을 위해 무분별한 우주 탐사 및 개발을 통제하고, 우주환경 보호를 위한 협약과 의제 논의를 지속해오고 있다.

UN COPUOS 내 보조 기구인 과학기술 분과위원회와 법률 소위원회는 매년 우주의 평화적 이용을 위한 국제 협력을 논의하는데, 우주 환경 문제에 대해서는 이미 2007년 ‘우주 쓰레기 경감 가이드라인’ 채택 이후 적극적으로 논의하고 있다.

UN 외기권평화적이용위원회에서 채택한 ‘우주쓰레기 경감 가이드라인(Space Debris Mitigations Guidelines of the Committee on the Peaceful Uses of Outer Space)’ 보고서 표지 Ⓒ UN COPUOS DB

모두의 약속, 우주쓰레기 경감 가이드라인

UN COPUOS는 우주쓰레기가 우주선을 손상시킬 수 있는 잠재적 위험 요소이며, 유인 우주선의 경우 승무원 안전과 직결되기 때문에 위원회의 합의에 따른 가이드라인을 준용하여 이를 제거할 수 있는 기술을 개발할 것을 권고한다. 현재 위원회에 소속된 92개 회원국(2019년 기준)은 모두 이 가이드라인을 준용하면서 기술개발에 박차를 가하고 있다.

첫째, 우주선 정상 작동 중에 방출되는 이물질을 제한한다. 과거에는 우주발사체의 센서 커버를 비롯한 분리 메커니즘이 지구 궤도로 방출되는 것을 허용했다. 하지만 그것의 위험성을 인식한 지금은 우주선의 설계부터 발사, 임무 등 모든 과정에서 우주 파편의 발생원을 줄여야 한다는 취지다.

둘째, 운영 단계 중 해체 가능성을 최소화하여야 한다. 우주선과 우주발사체의 궤도 진입 단계에는 고장을 방지하도록 설계하며, 만약 치명적인 오작동이 발생될 경우 해체되지 않도록 계획되어야 한다는 것이다.

셋째, 궤도 내에서 우발적 충돌 확률을 제한한다. 시스템의 발사 단계와 궤도를 도는 동안 이미 발사돼 임무를 수행하거나 폐기물이 된 물체와 충돌할 확률을 추정하고, 이를 방지하기 위한 계획을 세워야 한다.

넷째, 의도적인 파괴 및 유해한 활동은 전면 금해야 한다. 우주선의 의도적인 파괴를 비롯하여 궤도 안에서 파편을 발생시키는 기타 유해한 활동을 피해야 한다.

다섯째, 우주선 내 에너지로 인한 사고 가능성을 최소화할 수 있는 조치를 취해야 한다. 불의의 사고나 고장으로 우주선이 임무를 수행할 수 없게 되었을 때는 선 내에 저장되어 있는 모든 에너지를 고갈시키고, 전기를 방전하여 2차 사고의 가능성을 낮춰야 한다는 취지다.

여섯째, 임무를 완수한 우주선이 지구 저궤도(LEO) 지역 내에 오래 체류하지 않도록 한다.

일곱째, 운항을 종료한 우주선은 지구 궤도(GEO) 지역에 놓이거나 지구로 복귀하지 않도록 조치해 위험률을 감소시킨다. 마지막 두 개의 가이드라인은 기존에 임무를 수행한 우주선들이 궤도 내에 머물며 새로운 우주선들과의 충돌을 막기 위해 궤도 밖으로의 폐기를 권고하고 있다.

클리어 스페이스-1(Clear Space-1) 프로젝트에 투입되는 우주 쓰레기 수집기 ‘체이서’ ⓒESA

이 같은 가이드라인을 바탕으로 이른바 우주 선진국으로 불리는 국가들이 ‘우주 쓰레기 청소’를 위한 프로젝트를 추진하고 있다.

세계적으로 기대를 모으고 있는 것은 지난해 9월 ESA(European Space agency:United space in Europe)가 발표한 ‘클리어 스페이스-1(ClearSpace-1) 프로젝트’다. ‘클리어 스페이스’는 지구 궤도 주변에 흩어져 있는 위성 잔해물과 우주 쓰레기를 제거하는 최초의 우주 청소 로봇 프로젝트.

청소 과정은 로봇 쓰레기 수집기인 ‘체이서’를 우주선에 실어 지구 궤도 500km 지점에 쏘아 올리면 4개의 로봇 팔을 이용해 우주 쓰레기를 감싸 수거하고, 대기권으로 재진입하여 마찰열에 의해 연소시킨다는 계획이다. 다가오는 2025년에 발사될 예정이다.

우리나라도 우주 환경 보호 위해 적극 동참

이런 추세에 맞춰 정부는 이달 24일에 지구 궤도상에 버려지는 우주쓰레기를 줄이기 위한 ‘우주쓰레기 경감을 위한 우주비행체 개발 및 운용 권고안’을 발표했다. 이 안은 우주비행체의 충돌을 예방할 수 있는 설계 기준, 충돌 위험시 회피기동, 임무 종류 이후 잔존 궤도 수명(25년)을 고려한 폐기 조치 등을 포함한 기술적 권고 사항을 주요 내용으로 담고 있다.

이번 발표한 권고안은 우리나라에서 우주환경 보호 기준을 처음 제시한 것으로 우주환경 보호를 위한 국제사회의 노력에 자발적으로 동참하며 동시에 우주개발의 구체적 방향이 될 전망이다.

우주환경 보호는 지구의 그것과는 다르다. 온전히 과학기술에만 의존해야 하기 때문에 인식의 전환을 유도하는 지구환경 보호 캠페인으로 선도할 수 없다. 비록 UN COPOUS 회원국들에 비해 늦은 출발이지만, 그동안 축적한 우리나라의 우주개발 역량이 국제적 규범화에 대한 사전 대비와 해당 분야의 능동 기술개발을 촉진할 것으로 기대한다.

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