중국의 우주정거장 텐궁1호가 지구로 추락하고 있다. 2011년 발사된 텐궁1호는 작년 여름 연료를 다 써 버려 통제 불능 상태가 됐다.

11월 27일 현재 텐궁1호의 고도는 282km(근지점)~306km(원지점) 사이로 2~3일에 1km씩 낮아지고 있다. 고도 감소 속도는 더욱 빨라질 것이며, 전문가들 대부분은 올 연말에서 내년 봄 이전에 지구로 추락할 것으로 예상하고 있다. 문제는 정확한 추락 시간과 위치를 추락 한두 시간 전에나 알 수 있다는 것이다.

무게 8.5톤에 달하는 텐궁1호는 대기를 통과하는 과정에서 대부분 불타 사라질 것으로 보이지만, 열에 강한 부품은 그대로 떨어져 피해를 줄 수도 있다. 이에 따라 정부도 11월 초 대전 한국천문연구원에서 ‘우주위험대응훈련’을 실시했다.

텐궁1호가 추락할 확률이 지역마다 다르다

한반도 면적은 약 22만 ㎢로 지구 전체 면적인 약 5억 ㎢의 0.04%에 지나지 않는다. 그렇다면 텐궁1호가 한반도에 추락할 가능성은 0.04% 정도일까? 사실은 그렇지 않다.

일단 텐궁1호가 추락할 가능성은 지구 전체가 똑같지 않다. 텐궁1호가 지구를 도는 궤도는 적도를 기준으로 42.8도 기울어져 있다. 따라서 텐궁1호는 북위 42.8도에서 남위 42.8도 사이를 서쪽에서 동쪽으로 비스듬하게 돈다.

위도가 42.8도보다 높은 고위도 지역은 텐궁1호의 추락 위험에서 벗어나 있다는 뜻이다. 실제 지구 전체 면적 중 텐궁1호의 추락 위험이 있는 지역은 북위 42.8도에서 남위 42.8도 사이로 지구 전체 면적의 약 70% 정도이다. 면적만으로 따지만 한반도에 추락할 확률은 0.06%로 높아진다. 그런데 여기에 고려해야 할 게 또 있다.

우리나라는 추락 가능성이 높은 고위험 지역에 속한다

텐궁1호가 지구를 도는 동안 지구도 서쪽에서 동쪽으로 자전하기 때문에 텐궁1호의 위치는 계속 서쪽으로 이동한다. 그 결과 위도에 따라 위성이 지나는 시간 간격이 달라진다.

위도가 42.8도에 가까운 지역은 적도에 가까운 지역에 비해 텐궁1호가 지나는 횟수가 많다. 위의 지도에서 우리나라와 위도가 비슷한 이탈리아나 스페인에 위성의 궤도가 중첩되는 것을 볼 수 있다. 반면 적도 지역은 하루에 한 두차례 정도만 텐궁1호가 지난다. 결국 위도에 따라 텐궁1호가 추락할 가능성이 다르고, 우리나라처럼 위도 35도~ 42.8도 사이에 위치한 나라들은 상당히 고위험 지역에 속한다. 북반구에서는 미국과 남유럽, 중국과 일본, 우리나라가 인구가 밀집된 고위험 지역이며, 남반구에서는 호주 남부와 뉴질랜드 북부, 아르헨티나 등이 고위험 지역이다. 그 중에서도 추락 가능성이 가장 높은 나라는 고 위험지역에 가장 넓은 면적을 가지고 있는 미국과 중국이다.

텐궁1호는 하루 다섯 차례 정도 우리나라 하늘을 지나간다. 우리나라 상공을 통과하는 데 걸리는 시간은 약 5분. 1초에 7km 정도를 움직이는 텐궁1호의 속도로 보면 약 2,000km 거리를 움직인 것이다. 즉, 서울 하늘에 보이는 텐궁1호는 반경 1,000km 정도 되는 지역 위를 지나고 있다는 뜻이다. 남쪽으로 제주도부터 북쪽으로 백두산까지에 해당하는 반경 500km의 약 4배에 해당하는 지역이다.

텐궁1호가 우리나라 하늘을 통과하는 시간은 하루 24시간 중 약 25분 정도다. 그 중 정확히 한반도 위를 지나는 시간을 확인해야 우리나라에 추락할 확률을 계산할 수 있다. 대략 우리나라 하늘을 통과하는 시간의 약 1/4인 6분 정도를 한반도 위를 지난다고 보면 확률은 약 0.4%(24시간 중 6분)다. 우리나라의 면적에 비해 무려 10배나 높은 확률로 북한 지역을 빼도 0.2% 정도로 결코 작다고 볼 수 없다.

텐궁1호 맨눈으로 관측 가능

지구를 도는 인공위성도 햇빛을 받으면 별처럼 빛난다. 다만 하늘에 고정되어 있는 별과 달리 인공위성은 움직이는 빛으로 보인다. 지구의 지름은 13,000km 정도이다.

따라서 수백km 상공을 나는 인공위성은 한밤중에는 지구의 그림자에 가리기 때문에 볼 수 없다. 물론 낮에는 별을 볼 수 없는 것처럼 인공위성도 볼 수 없다. 초저녁이나 새벽처럼 지평선 바로 아래에 해가 있을 때만 어두운 하늘을 배경으로 낮은 궤도의 인공위성을 볼 수 있다.

물론 지상으로부터 수천 km 이상 높이 떠서 도는 인공위성은 자정 무렵에도 관측이 가능하다. 다만 그만큼 멀리 있기 때문에 일반적으로 고도가 낮은 인공위성에 비해 어둡다. 텐궁1호를 밤하늘에서 맨눈으로 볼 수 있는 횟수는 하루 한 번 정도, 새벽이나 초저녁 무렵이다. 이 때의 밝기는 1~3등급 정도로 도시에서도 충분히 볼 수 있다.