고도 2000km 이하 지구 저궤도(LEO)의 우주 쓰레기 분포를 묘사한 그림. 미국항공우주국 제공


1957년 러시아(옛 소련)의 스푸트니크 1호를 시작으로 인류가 우주 궤도에 인공물체를 쏘아올리기 시작한 지도 70년이 넘는 세월이 흘렀다. 미국과 소련의 체제 경쟁에서 시작된 우주 발사는 우주기술의 발전과 기업들의 상업화 경쟁이 가세하면서 그 종류와 숫자가 기하급수적으로 늘어났다. 특히 위성 증가세가 두드러져 2005년 2천개 남짓하던 활성 위성이 10년 사이에 5배나 늘어났다.
이는 다른 한편에서 우주 쓰레기의 양산을 불렀다 바다이야기오리지널 . 임무를 마친 로켓, 수명이 다하거나 고장난 위성, 우발적인 충돌이나 폭발 등으로 우주에 남겨진 잔해들은 수년 또는 수십년 동안 우주 궤도에 남아 우주의 안전을 위협한다.
최근 우주정거장 톈궁을 떠나 지구로 돌아오려던 중국 우주비행사 3명이 9일 동안 발이 묶인 일이 있었다. 귀환 우주선 선저우 20호에 우주 쓰레기가 충돌하면서 안전을 백경릴게임 보장할 수 없었기 때문이다. 중국 우주당국은 고심 끝에 선저우 20호 대신, 애초 6개월 후 돌아오도록 돼 있는 선저우 21호에 이들을 태워 지구로 데려왔다. 이에 따라 현재 톈궁에 남아 있는 우주비행사 3명은 현재로선 비상 상황이 발생하더라도 지구로 돌아올 수 없는 처지가 됐다. 실제 위험 상황이 발생하지는 않았지만, 이번 사례는 우주 쓰레기 위험이 언제 릴게임종류 든지 현실화할 수 있음을 단적으로 보여준다.



미국 조지타운대의 보안 및 신흥기술센터(CSET)가 1958년부터 올해 4월까지 미국 정부가 추적해 확인한 10cm 이상의 우주 쓰레기를 분석한 결과, 현재 궤도에 있는 모든 쓰레기의 95%는 미국과 러시아, 중국의 우주물체에서 유래 오리지널골드몽 한 것으로 나타났다. 미국 우주군이 관리하는 우주물체 추적 웹사이트(SPACE-TRACK.ORG)에 올라와 있는 4만7천여개의 인공물체 가운데 우주쓰레기로 분류할 수 있는 3만4천여개를 분석한 것이다.
특히 전체의 73%가 3개국에서 발사한 20개 우주물체에 집중돼 있었다. 상위 20개 우주물체의 나라별 분포는 미국(9), 러시아(8), 릴게임꽁머니 중국(3) 순이다. 중국은 발생원 수는 적지만 우주 파편 수는 압도적으로 많다. 저궤도의 경우 중국의 우주 쓰레기가 전체 1만723개 중 4234개로 40%를 차지한다.



2007년 중국의 위성 요격 미사일 실험으로 생성된 3400개 이상의 파편 분포도(빨간색 선). 파편 발생 한 달 후의 모습을 묘사한 것이다. 흰색선은 국제우주정거장(ISS) 궤도다. 미국항공우주국 제공


위성 요격 미사일 실험을 둘러싼 긴장

가장 가공할 만한 우주 쓰레기 발생원은 적의 위성을 파괴하는 위성 요격 미사일(ASAT) 실험이다. 중국은 2007년 수명이 다한 중국 기상위성 펑윈-IC(FY-1C)을 대상으로 위성 미사일 요격 실험을 했다. 이로 인해 3400여개의 파편이 생성돼 우주로 흩어져 나갔다. 보고서는 “이 가운데 2465개가 아직도 궤도에서 떠돌고 있다”며 “이는 미 우주군이 추적하고 있는 우주 쓰레기의 약 19%에 해당한다”고 밝혔다.

2021년 러시아가 퇴역 첩보위성 코스모스-1408을 대상으로 실시한 위성 요격 실험에서도 약 1500개의 우주 파편이 생성됐다. 이는 그해 우주 파편의 10%를 넘는 숫자였다. 다만 이때 생성된 파편은 2024년까지 대부분 소멸됐다.
지금까지 위성 요격 미사일 실험을 한 나라는 미국과 러시아, 중국, 인도 네 나라다. 이 가운데 2022년 미국은 우주 쓰레기를 양산할 수 있는 위성 요격 미사일을 발사하는 실험(DA-ASAT)을 더는 하지 않겠다고 선언했다. 유엔도 그해 총회에서 실험 중단을 촉구하는 내용의 결의안을 통과시켜켰다. 그러나 중국과 러시아는 결의안에 거부권을 행사했고 인도는 기권했다.



우주에 남겨진 로켓이 ‘발등의 불’

위성 요격 실험이 생성한 우주 쓰레기가 과거의 유산이라면 현재 ‘발등의 불’은 우주에 남겨진 로켓이다. 현재 궤도에 있는 우주 쓰레기의 대부분은 각 나라가 발사한 로켓 상단부의 파편이다. 중국의 우주로켓 창정6A은 1277개의 파편을 우주에 남겨두고 있다. 전체 2위다. 이 로켓은 2022년 11월 2차 발사 때 위성 전개 후 상단 로켓이 폭발한 것을 시작으로 2024년 8월까지 세 차례 더 비슷한 사고를 일으켰다. 미국의 델타1과 아틀라스5 센토, 러시아의 SL-16 로켓도 각각 200~900개의 우주 파편을 생성했다.

10월 초 오스트레일리아 시드니에서 열린 국제우주대회(IAC)에서는 가장 우려스러운 우주 쓰레기 50개 목록이 발표됐다. 다른 우주 파편과 충돌할 경우 숱한 우주 쓰레기가 생성될 가능성이 높은 물체들이다. 일종의 우주 쓰레기 발생 후보군인 셈인데 이것 역시 대부분 로켓 본체다.
우주 물체 감시 추적 기업인 레오랩스는 보고서에서 “다른 우주 물체와의 거리, 고도, 질량을 고려해 선정했다”고 밝혔다. 보고서를 작성한 대런 맥나이트 연구원은 “고도 700~1000km 궤도에 있는 50개 중 76%는 2000년 이전에 발사된 것이고, 88%가 로켓 본체”라고 말했다.
나라별로는 러시아가 34개로 가장 많았고, 중국이 10개, 미국이 3개, 유럽이 2개, 일본이 1개였다. 특히 러시아의 SL-16과 SL-8 로켓군이 30개였다.
맥나이트는 “50개 인공물체를 모두 회수할 수 있다면 저궤도에서 우주 파편이 생성될 가능성은 50% 감소하며, 상위 10개만 회수해도 위험이 30% 줄어들 것”이라고 말했다.



10월18일 오스트레일리아 서부 필바라지역에서 발견된 우주 쓰레기. 중국 로켓의 잔해로 추정된다. 서호주경찰 제공


방치된 26개 중 21개가 중국 로켓

앞으로 벌어질 수 있는 일도 우려스럽다. 맥나이트에 따르면 2024년 1월1일 이후 저궤도에 버려진 로켓 본체가 26개나 되고, 이것들이 앞으로 25년 이상 궤도에 남아 있게 된다.

26개 중 21개가 중국 로켓이다. 로켓의 평균 무게는 4톤이다. 로켓 발사 횟수는 앞으로 계속 늘어날 전망이어서 위험은 갈수록 커질 수밖에 없다. 보고서는 “2000년 이후 중국이 25년 이내에 궤도 이탈하지 않는 장수명 저궤도(고도 600~800km)에 남겨둔 로켓의 총 질량은 전 세계 다른 모든 국가를 합친 것보다 많다”고 밝혔다.
25년은 주요 우주국들이 참여하는 국제우주파편조정위원회(IADC)가 지침으로 정한 우주물체 폐기 시한이다. 이 지침에 따라 미국과 유럽은 25년 안에 자연적으로 대기권에 재진입할 수 있는 낮은 고도를 유지하거나 곧바로 궤도에서 이탈시켜 사람이 살지 않는 공해상으로 떨어지도록 하고 있다. 한국도 회원국으로 이 지침을 따른다.
반면 중국은 지침을 준수한다면서도 로켓을 궤도에 남겨두는 경우가 많다. 중국 로켓은 설계상 별도의 추진장치나 잔여 연료 소진 프로그램을 두지 않았기 때문이다. 상대적으로 더 높은 고도에서 발사 임무를 종료하는 영향도 있다.



허블우주망원경을 우주에서 수리한 후 지구로 가져온 부품에서 발견된 우주 파편 충돌 흔적들(화살표). 미국항공우주국 제공


우주 쓰레기 미래 좌우할 군집위성

앞으로가 더 문제다. 중국과 미국을 포함해 각국 정부와 기업들 사이에 벌어지는 저궤도 군집위성망 구축 경쟁이 우주 쓰레기 상황을 더 악화시킬 수 있다.

현재 중국이 쏘아올리기 시작한 궈왕과 쳰판은 계획대로라면 2만7천기나 된다. 이들을 다 배치하려면 1천개 이상의 로켓을 쏘아 올려야 한다. 그런데 이들 위성 발사에 주로 사용하는 창정 6A와 8호의 상단 로켓은 고도 700km 궤도에 남아 있는 경우가 많다. 이곳에 있는 우주물체는 최대 100년 이상 궤도를 떠돌 수 있다. 중국 국가우주국(CNSA) 변즈강 부국장은 우주대회에서 로켓의 궤도에 대해선 언급 없이 우주 쓰레기를 제거하는 방법에 대해서만 ‘연구중’이라고 밝혔다.
갈수록 높아질 저궤도의 위성 밀도도 위험 요소다. 스페이스엑스의 스타링크를 비롯해 유럽의 원웹, 아마존의 아마존레오(옛 프로젝트 카이퍼), 중국의 궈왕, 쳰판 등 앞으로 수년 내에 저궤도에 배치될 위성이 수두룩하다. 골드만삭스 보고서에 따르면 향후 5년 동안 최대 7만개의 저궤도(LEO) 위성이 발사될 것으로 예상된다. 이는 이 가운데 한 위성에 불상사가 생길 경우 파장이 연쇄적으로 이어질 위험이 커진다는 걸 뜻한다.
우주 파편은 일단 발생하면 제거하기도 어렵고 비용도 많이 들기 때문에 자연적으로 대기권에 진입해 소멸될 때까지 수십년을 기다려야 한다.
이런 파편들이 누적되면 이른바 케슬러증후군 위험이 높아진다. 케슬러 증후군이란 인공위성이나 우주 파편의 밀도가 임계치를 넘어설 경우, 이들 간의 충돌이 연쇄적으로 발생해 우주 쓰레기가 폭증하는 상황을 말한다. 우주 쓰레기의 이동 속도는 시속 2만7천km나 되기 때문에 1cm 물체라도 위성 시스템을 마비시키는 등 큰 피해를 입힐 수 있다.
곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr 기자 admin@reelnara.info