스페이스 데브리(우주 쓰레기)는, 지구 궤도 위를 돌고 있는 인공물의 파편을 말한다.
NASA에 의하면, 지구 저궤도에 있는 우주 쓰레기 중 소프트볼 크기의 것은 약 2만 3000개, 1~10cm짜리는 약 50만개, 1cm 이하인 것은 약 1억 7000만개에 달하는 것으로 추산되고 있다.
우주 쓰레기는, 현역으로 활약중인 인공위성이나 우주망원경, ISS(국제 우주정거장)에 충돌할 우려가 있어 매우 우려스러운 문제인데, 그럼 한편으로 지상에 살고있는 우리에게 우주 쓰레기는 아무런 해가 없는것일까?
다행히, 우주 쓰레기의 낙하에 의한 부상자나 사망자는 현재까지 보고된 바 없다.
하지만, 인공위성이나 로켓 발사 수가 해마다 증가하고 있다는 점을 감안하면, 그 위험은 더욱 진지하게 받아들여져야 한다.
그래서 캐나다 브리티시 컬럼비아 대는 향후 10년간, 우주 쓰레기의 낙하에 따른 사상자가 발생할 확률을 추산하기로 했는데....과연 어떤 결과가?
■ 적도에 가까운 지역에서 낙하 위험이 증대?
이번 연구에서는, 사용이 끝난 제어 불능 로켓 파편이 지상에 낙하해 사상자를 낼 확률이 조사됐다.
우선, 지구 궤도상에 있어서의 로켓 부품의 기울기나 궤도, 그 하방(지상)의 인구 밀도등을 수학적으로 모델화하고, 게다가 과거 30년치 위성 데이터를 이용해 파편이 지상 어디로 떨어질 확률이 높은지를 추정했다.
그 결과, 향후 10년 안에 파편이 지구로 재진입할 확률은 전체적으로는 낮지만, 북반구 북부지역보다 적도에 가까운 지역에서 낙하 위험이 높아지는 것으로 나타났다.
구체적으로는, 인도네시아의 자카르타, 방글라데시의 다카, 나이지리아의 라고스 등이 위치한 위도는, 미국 뉴욕, 중국 베이징, 러시아 모스크바에 비해 쓰레기가 떨어질 확률이 3배 높은 것으로 추산되고 있다.
이것은, 인공위성과 로켓의 대부분을 미국, 중국, 러시아가 발사하고 있는 것을 감안하면 아이러니한 결과라고....
또 연구팀은, 1회의 쓰레기 낙하가 10m 범위에 치명타를 입힌다고 가정했을 때, 인명 위험인 사상자 예상치도 산출했다.
그러면, 향후 10년 간 평균 1명 이상의 사상자가 나올 확률은 10%로 나타났는데, 10%라면 걱정할 것 없다고 평가절하해서는 안된다.
연구자들에 따르면, 1957년 인류 최초의 인공위성 스푸트니크 1호 발사 이후 우주 쓰레기 낙하로 인한 사망자가 한 명도 나오지 않은 점을 감안하면, 향후 10년 동안 피해 확률이 10%는 매우 높은 수치라고 지적.
지금까지, 우주 쓰레기가 지상(혹은 대기권 내의 항공교통)에 해를 끼칠 가능성은 무시할 수 있다고 판단되어 왔다.
그러나, 인공위성이나 로켓의 발사 증가에 따라 우주와 지상 쌍방의 사고 발생률도 해마다 높아지고 있고, 따라서 "10%라고하는 숫자는 상당히 보수적인 견적이다"라고 연구자들은 경고하고 있다.
■ 우주 쓰레기에 대한 대책에는 어떤 것이 있나?
우주 쓰레기에 대해서는, 이미 많은 대책이 고안되어 있다.
예를 들어, 로봇팔을 이용해 쓰레기를 파악하고 회수하는 방법인데, 그렇지만 우주 쓰레기는 우주 공간을 천천히 떠다니는 것이 아니라, 총알의 7배라는 맹렬한 속도로 이동하고 있다.
따라서 섣불리 잡으려고 하면 로봇 팔이 파손되어, 또 다른 우주 쓰레기를 만들어 낼 수 있다.
그래서 전문가가 생각하는 것은 "트랙터 빔으로 쓰레기를 끌어당긴다"라고 하는 방법인데, 이는 미국 유타대 기계공학자 제이크 애벗(Jake Abbott)씨의 발언에 의한 것으로, 자석의 와전류를 이용하는 것.
간단히 설명하자면, 로봇팔 끝에 자석을 부착하고, 그것을 고속 회전시킴으로써 와전류를 생성, 그 자기장을 사용하여 우주 쓰레기를 끌어당겨 회수하는 것이다.
나머지는 엔지니어링 문제로, "실제로 만들 수 있으면, 실용화는 가능하다"라고 애벗 씨는 말한다.
다른 방안으로는, 사용이 끝난 로켓을 즉석에서 포기하는 것이 아니라, 지구로 귀환시키는 방법이 있다.
이 경우, 로켓을 제어하면서 대기권에 재진입시키려면 고도의 기술을 필요로 하는 동시에 이를 실현하기 위한 비용도 늘어나고, 그렇게되면, "쓰레기 낙하로 파손된 가옥이나 건물에 손해배상을 하는 것이, 저렴하게 된다"라는 의견도 있을 정도이다.
그러나, 가옥이라면 몰라도 인명이 상실되어 버린 후에는 늦을 것....
그래서, 브리티시 컬럼비아대 연구팀은 "폐 로켓의 재진입을 국제적으로 의무화하는 논의를 진행해야 한다"고 강력히 주장하고 있다.
실제로, 우주 개발에 수반하는 자재의 낙하는 현실화되고 있다.
기억에 새로운 사례로는, 2021년 5월 중국의 대형 로켓 창정5호 B잔해가 몰디브 앞바다 인도양에 낙하했다.
또, 중국의 로켓 쓰레기는 2020년에도 서아프리카에 낙하한 데이어 이달 24일 다시 발사된 창정 5호 B호가 이미 통제 불능 상태에 빠졌고, 며칠 안에 지상으로 떨어질 것으로 전망되고 있다.
제어할 수 없게 된 우주 쓰레기가 지상에 피해를 가져온다는 생각은 더 이상 기우라고 부를 수 없는 문제인 것 같다.
