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세계 최초 우주청소 위성도 차세대중형위성과 함께 우주로

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세계 최초 우주청소 위성도 차세대중형위성과 함께 우주로

2021.03.22 17:23
일본 우주스타트업 아스트로스케일
아스트로스케일 제공
아스트로스케일이 22일 한국의 ‘차세대중형위성 1호’와 함께 소유즈 2.1a 발사체에 실어 올려 보낸 우주쓰레기 청소부 위성 ‘엘사(ELSA)-d’. 우주쓰레기를 제거할 수 있는지 시험할 목적으로 제작됐다. 아스트로스케일 제공

한국시간으로 22일 오후 3시 7분 카자흐스탄 바이코누르 우주센터에서 발사된 소유즈 2.1a 발사체에는 우리나라의 ‘차세대중형위성 1호’ 외에 세계 최초로 우주쓰레기 청소 위성인 ‘엘사(ELSA)-d’도 함께 실렸다. 


엘사-d는 ‘아스트로스케일이 제공하는 위성 종료 서비스 시범위성(End-of-Life Service by Astroscale demonstrator)’의 줄임말이다. 아스트로스케일은 일본에 본사를 둔 우주 스타트업으로 우주쓰레기 제거 서비스를 제공하기 위해 설립됐다. 아스트로스케일이 우주에 청소부 위성을 올려보내 우주쓰레기를 청소할 수 있는지 시험하는 건 이번이 처음이다. 

 

 
○ 추적 가능한 우주 파편만 2만8000개 이상 
아스트로스케일 제공
아스트로스케일 제공

유럽우주국(ESA)에 따르면 1957년 옛 소련이 인공위성 ‘스푸트니크’를 처음 우주 궤도에 올려보낸 이후 올해 1월 8일 기준 궤도에서 활동 중인 인공위성은 전 세계적으로 약 3800기에 이른다. 향후 10년간 발사 예정인 인공위성은 1만 기가 넘는다. 이들은 궤도에서 운영되는 동안은 우주쓰레기와 충돌 위협에 시달려야 하고, 수명이 다하면 잠재적인 우주쓰레기가 된다.  


현재 미국우주감시네트워크(USSN)가 추적 중인 우주 파편은 약 2만8210개다. 양으로 따지면 스쿨버스 720대에 해당하는 9200t(톤) 수준의 우주쓰레기가 우주 공간을 돌아다니며 국제우주정거장(ISS)과 인공위성을 위협하고 있다. ISS는 크기 1cm 미만의 우주 파편 충돌은 견디도록 설계됐고, 10cm 이상 파편은 궤도를 움직여 피할 수 있게 돼 있다. 

 

추적이 가능한 파편은 그나마 낫다. 크기가 작아 추적조차 불가능한 파편은 언제 충돌할지 몰라 더 위험하다. 현재 우주 공간에는 크기 10cm 이상 파편은 3만4000개, 1~10cm 파편은 90만 개, 1mm~1cm 파편은 1억2800만 개에 이른다. 

 

미국항공우주국(NASA)이 올해 1월 27일 발표한 보고서에 따르면 ISS에서 우주 유영을 하는 우주인의 우주복에 구멍을 낼 수 있는 소금 한 알 크기의 파편은 1억 개가 넘는다. NASA는 ISS와 인공위성에 가장 위협적인 우주쓰레기는 너무 작아서 추적조차 할 수 없는 파편이라고 설명했다. 

 

중국의 우주정거장 ‘톈궁(天宮) 1호’가 남태평양 상공 대기권에 재진입하며 연소하는 모습. - 미국 연합군우주요소사령부 제공
중국의 우주정거장 ‘톈궁(天宮) 1호’가 남태평양 상공 대기권에 재진입하며 연소하는 모습. - 미국 연합군우주요소사령부 제공

 

 

○ 175kg 청소부 위성이 17kg 우주쓰레기 포획

엘사-d는 두 부분으로 구성돼 있다. 175kg의 ‘우주 청소부’ 위성과 우주쓰레기 역할을 할 17kg 위성이다. 이들은 고도 550km에 도착하면 분리된 뒤 마치 고양이가 쥐를 잡듯 우주 청소부 위성에 달린 자기 도킹 시스템이 우주쓰레기를 추적한 뒤 찾아내 포획하는 시험을 진행한다.

 

이번 시험에서는 시속 2만8000km 이상으로 총알보다 빨리 도는 우주쓰레기에 우주 청소부 위성이 무사히 도킹할 수 있는지 확인하는 게 목적이다. 임무를 완수한 뒤 이들은 대기 중에서 불타 없어진다. 임무는 올해 9~10월 종료된다. 

 

엘사-d는 일회용으로 제작됐지만 아스트로스케일은 향후 엘사-m 임무를 통해 3~4개의 우주쓰레기를 한꺼번에 포획해 제거하는 임무를 계획 중이다. 


엘사-d의 운용은 영국이 맡는다. 존 오번 아스트로스케일 영국 책임자는 19일(현지시간) BBC에 “위성이 발사에 실패해 고도 1200~1300km에 자리 잡으면 수백 년 동안 그 궤도를 돌며 다른 파편과 충돌해 위협을 가중시킬 것”이라며 “위성이 별자리처럼 배치되는 시대에 들어선 지금 이는 심각한 문제”라고 말했다.    


아스트로스케일은 지난해 일본우주연구개발기구(JAXA)의 우주쓰레기 제거 사업에 선정되기도 했다. ESA도 2025년 ‘클리어스페이서 1호’를 발사해 로봇팔 4개로 우주 파편을 포획하는 임무를 진행할 예정이다.   

 

유럽우주국(ESA)이 제안한 우주쓰레기 제거 방안 중 하나로 그물을 펼쳐 지구 궤도를 도는 우주쓰레기를 수거한다. 에어버스는 이달 3일 기술검증을 위한 초소형 청소위성 ‘리무브데브리스(RemoveDebris)’를 발사했다.
유럽우주국(ESA)이 제안한 우주쓰레기 제거 방안 중 하나로 그물을 펼쳐 지구 궤도를 도는 우주쓰레기를 수거한다. 에어버스는 이달 3일 기술검증을 위한 초소형 청소위성 ‘리무브데브리스(RemoveDebris)’를 발사했다.

 

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