11월 15일 아침(현지 시각), 한때 러시아 위성 코스모스1408(Cosmos 1408)가 궤도를 이동하던 우주 영역을 통해 시속 1만 7,000마일의 속도로 위성 잔해가 우주를 떠돌아다녔다. 다음 날, 미국 국무부 관료는 러시아의 반위성 미사일 테스트 때문에 생성된 1,500비트의 잔해가 생성된 것이라고 주장했다. 우주를 떠다니는 잔해의 위험성은 매우 분명하게 드러났다. 코스모스1408의 잔해는 국제우주정거장(ISS) 인근을 향해 위험하게 이동하면서 수많은 우주비행사가 우주선의 가장 취약한 부분에 우주 안식처를 둘 수밖에 없도록 한다.
우주 잔해가 위협이 되는 현재 상황은 2013년 개봉된 영화 그래비티(Gravity)가 현실이 되는 결과로 이어질 수 있다. 영화는 우주 궤도를 떠다니는 대규모 잔해 덩어리 때문에 ISS가 파괴돼, 극 중 우주비행사인 산드라 블록(Sandra Bullock)이 ISS를 떠나는 모습을 담아냈다. 실제 소나기처럼 쏟아지는 파편이 ISS를 빗나갈 수 있으나 계속 약 90분 간격으로 ISS 인근을 지난다. ISS 인근으로 향하는 파편 일부는 수십 년간 궤도에 존재할 확률이 높다. 11월 16일(현지 시각), 러시아 관료는 무기 테스트 진행 사실을 공식적으로 확인시켜주었으나 파편이 우주 활동 전혀 위험하지 않다고 주장했다.
그러나 미국 관료의 생각은 다르다. 미통합우주군(US Space Command) 제임스 딕킨슨(James Dickinson) 장군은 11월 15일 기자회견 현장에서 “러시아의 반위성 테스트 때문에 생성된 우주 잔해는 앞으로 수년간 대기권 외 우주 공간의 여러 활동에 위협을 가해, 위성과 우주 탐사 미션이 위험에 처하면서 더 많은 충돌 피해 과정이 이루어질 수밖에 없도록 할 것이다. 우주 활동은 인류의 삶의 기반이 되며, 우주를 기반으로 한 인간의 활동은 대응이 어려울 것이다”라고 발표했다.
현재 미국 국방성은 제 기능을 하지 못하는 우주선과 소진된 로켓 부스터, 중국과 러시아, 미국, 인도 등의 반위성 테스트를 포함한 위성 파괴 미사일 테스트 이후 발생한 잔해 등 궤도를 떠도는 우주 잔해 2만 7,000조각을 추적 중이다. 불과 일주일 전, 중국의 2007년 반위성 테스트 때문에 발생한 우주 잔해 조각이 매우 근소한 차이로 ISS와의 충돌을 피했다. 궤도 전 영역에 걸쳐 10cm 미만이면서 추적할 수 없는 상태인 무수히 많은 우주 쓰레기 조각도 위험 요소이다. 일부 궤도 영역에 위협을 가해, 갈수록 커지는 우주 쓰레기를 해결할 방법을 찾는 일은 위성 기업과 우주국에 의존했으나 이제는 미국 정부는 물론이고 국제기관의 주된 목표가 되었다.
더 심각해지는 우주 신호 문제와 더 많은 쓰레기 피하기 모두 미국 항공우주국(NASA)와 국제연합기구(UN)의 최우선 과제가 되었다. 그러나 NASA와 UN이 지금까지 시행한 노력은 주로 쓰레기 발생 예방에 초점을 맞출 뿐, 이미 발생한 쓰레기 문제를 다루지 않는다. 오늘의 우주군 기술 기관인 SpaceWERX는 이미 생성된 쓰레기 문제를 적극적으로 해결하고자 ‘오비털 프라임(Orbital Prime)’이라는 이름으로 알려진 신규 프로그램을 통해 실제 우주 잔해를 제거할 기술을 개발할 민간 부문 모집에 나설 예정이다. SpaceWERX는 각각 25만 달러 수준의 계약 수십 건을 체결할 계획을 세웠으며, 2022년부터 시작할 예정이다. 이번 계약 기업으로 선정될 기업은 해롭지 않은 방식으로 우주 쓰레기를 제거할 수 있어야 하며, 관리 소홀로 무용지물이 될 일이 없도록 하고자 궤도를 도는 우주선의 연료 재공급 및 수리 작업도 수행해야 한다.
뉴햄프셔주 레코니아 지역에 본사를 둔 우주 기업 로그 스페이스 시스템즈(Rogue Space Systems) 창립자 겸 CEO인 제로미 그림메트(Jeromy Grimmet)는 “대외적으로 말할 수 있는 부분을 간단하며 말하자면, ‘우주 잔해 제거 서비스 비용을 건넬 것이다’이며, 이에 성공한다면 눈깜짝할 사이에 수십억 달러의 가치를 지닌 시장을 형성하게 될 것이다”라고 말했다. 로그스페이스 시스템스는 오피털 프라임 입찰을 준비 중이며, 현재 의도하는 부분은 계약 완료뿐이다.
오비털 프라임의 총 책임자인 콜로넬 브라이언 홀트(Colonel Brian Holt) 중위는 우주군은 가장 먼저 현재 활용할 수 있는 기술 범위를 평가할 예정이라고 밝혔다. 이어, “정부, 특히 SpaceWERX가 가장 큰 경제적 가치를 지닌 우주 잔해 제거 산업을 경제적 번성과 국가 안보와 함께 지원할 수 있을까?”라는 질문을 던졌다.
[사진=Pixabay]
초기 계약 4개월 후에는 두 번째 단계를 시작할 예정이다. 두 번째 단계는 각각 150만 달러 상당의 가치를 지닌 계약 과정이 포함된다. 2023년 혹은 2024년, 궤도 진입 기술 개발 이후 진행될 계획이다. 현재, 입찰 경쟁 자격을 지닌 기업 상당수가 미국에 본거지를 두었으며, 대학이나 연방 자금을 받는 연구 기관과 협력 관계를 체결한 기업이다. 홀트 중위는 “오비털 프라임의 목표는 시장 전체 영역에서 진전을 거두는 것이다”라고 말했다.
콜로라도주 브룸필드에 본거지를 둔 초당적 국책연구소 시큐어 월드 재단(Secure World Foundation)의 프로그램 계획 총괄인 브라이언 위든(Brian Weeden)은 “우주군이 우주 잔해 제거 과정에 참여해, 지원하고자 한다는 점을 감사하게 생각한다”라고 말했다. 그러나 위든 총괄은 우주 잔해 문제의 심각성을 고려했을 때, 투자 규모가 적다는 점을 우려한다. 그는 “재빨리 문제를 해결하려는 방법 대신 지속 가능한 우주 잔해 제거 계획을 제시했다면 어떨까에 대해 의문을 제기하고 싶다”라고 말했다.
위든 총괄은 문제가 계속 심각해진다는 점에서 우주 잔해를 기후변화에 비유했다. 미래에 재앙이 계속 발생하는 상황을 막으려면, 지금 당장 행동해야 한다. 우주 잔해가 우주선을 파괴한다면, 더 많은 잔해가 발생하면서 충돌 발생 위험성이 커진다. 지구 저궤도가 지금처럼 통신과 내비게이션 기능, 광대역 인터넷을 제공하는 위성이 분주하게 돌아다니는 길이 아닌 우주 잔해로 뒤덮이게 될 것이다. 위든 총괄은 10년 전에도 우주 교통 초기 모델과 잔해 생성 문제가 위성에 얼마나 빠른 속도로 위협을 가할지 예측할 수 없었다고 말한다. 그러나 스페이스X(SpaceX)의 스타링크(Starlink)와 같이 무수히 많은 거대 위성이 급속도로 성장하고, 반위성 테스트의 결과로 발생한 새로운 잔해 생성 문제 때문에 지구 궤도가 이전보다 더 복잡해졌다.
우주 산업이나 정부 기관 모두 우주 잔해를 처리할 특수 접근 방식을 좁히지 못했다. 일례로, 로그 스페이스 시스템스는 말벌 같은 모습에 날개처럼 보이는 태양 패널을 장착한 우주선인 프레드 오봇(Fred Orbot)을 개발 중이다. 프레드 오봇은 중형 우주 창고로 설계돼, 곧 발사될 위성에 탑재될 예정이다. 4가지 로봇 부속 조직과 함께 우주 잔해나 위성을 향해 떠돌면서 우주 잔해를 로봇 팔로 잡아채고는 다른 궤도로 끌어당긴다. 우주 잔해를 잡고는 저궤도로 밀어내 결과적으로 대기로 떨어지거나 소각되도록 한다. 그 대신 프레드 오봇은 제 기능을 하지 못하는 우주선을 고정할 소형 로켓 엔진이나 줄을 장착해, 우주선이 아래로 추락하도록 한다. 그와 동시에 프레드 오봇은 다음 궤도 작업을 향해 재빨리 이동하도록 한다.
로그 스페이스 시스템스 이외에 다른 여러 기업도 버스 크기 로켓 본체를 포함한 거대한 우주 쓰레기를 처리할 기술 개발에 초점을 두었다. 우주 쓰레기가 충돌하면서 잔해를 대거 생성할 문제를 제거하려는 목적이다. 우주 잔해의 질량은 1t을 훨씬 넘어 새로운 궤도로 끌려가거나 이동하기 쉽지 않다. 또, 소각되어 사라지기에는 크기 자체가 너무 크다. 캘리포니아주 멘로파크에 본사를 둔 레이더 시스템 기반 우주 잔해 감시 기업 레오랩스(LeoLabs)의 수석 기술 펠로인 대런 맥나이트(Darren McKnight)는 “우주 잔해를 생성하는 물질은 한 곳에 고정되지 않는다. 통제할 수 없는 수준으로 빠르게 이동한다. 이 때문에 우주 잔해를 찾는 과정이 매우 어렵다”라고 설명했다. 맥나이트 연구팀은 종종 ‘적시 충돌 기피(just-in-time collision avoidance)’ 방식이라고 칭하는 제3의 접근 방식을 실험 중이다. 적시 충돌 기피 방식은 고장 난 우주선 앞에 파우더 퍼프와 같은 물체를 두어 속도를 늦추거나 서서히 다른 궤도로 이동할 수 있을 정도의 공기 저항성을 생성하는 간단한 방법으로 우주 잔해 문제를 처리한다. 혹은 소형 로켓 엔진과 GPS 수신기를 장착해 거대한 우주 쓰레기를 고장 난 우주선처럼 만들어 적어도 충돌을 피할 수 있을 정도로 스스로 움직이도록 할 수도 있다.
맥나이트는 우주 잔해 처리 접근 방식을 떠나 그동안 개발한 수많은 기술을 조만간 혹은 훗날 사용하게 되는 것을 직접 보고 싶어 한다. 그는 “레오랩스 연구팀은 우주 잔해 처리 방식이 궤도 안에서 작동하는 것으로 알려진 시스템을 실제로 적용할 필요가 있다. 우주 잔해 처리 기술 개선 작업만 할 시기는 지났다”라고 주장했다.
우주 잔해 기술을 빨리 적용하고자 하는 바람은 11월 12일(현지 시각), 우주 잔해 처리 목적으로 설립된 국제 비영리 단체인 파리 평화 포럼(Paris Peace Forum)에서 발표한 넷 제로 스페이스(Net Zero Space)를 비롯해 수많은 국제 차원의 신규 계획에 반영되었다. 넷 제로 스페이스는 다음의 두 가지 목표를 발표하면서 UN 합의와 같은 선언문처럼 보인다. 우주 잔해 생성 금지와 2030년까지 현재의 우주 잔해 제거를 시작하는 것이 주된 목표이다. 넷 제로 스페이스의 선언문에는 “확고한 협력 단계를 시행해 지구 궤도 환경이 급속도로 파괴되는 일을 막아야만 한다”라고 명시되었다.
각국의 우주국과 우주 산업 전반에 걸쳐 우주 잔해 문제 인식이 만연하지만, 파리 평화 포럼의 우주 및 디지털, 경제 문제 총괄인 제롬 바비어(Jérôme Barbier)는 “국제적 협력은 드물게 이루어진다”라는 문제를 지적했다. 바비어 총괄은 “우주 잔해 문제는 특정 국가에 소속된 문제가 아니다”라는 점을 덧붙였다. 우주 잔해는 인류의 모든 자산과 관련 서비스를 위협하므로 늦기 전에 당장 대응해야 한다.
합의의 초기 조짐에는 프랑스 우주국과 같은 국제단체, 플래닛(Planet), 아스트로스케일(Astroscale), 창광 위성(Chang Guang Satellite) 등 각각 미국과 일본, 중국 기업 간의 협력이 포함되었다. 10월 26일(현지 시각), 영국 우주국도 우주 잔해 문제를 위한 비슷한 목표를 발표했으며, 유럽우주국(European Space Agency)은 2년 전부터 우주 잔해 제거 작업을 진행해왔다.
스위스 스타트업 클리어스페이스(ClearSpace)는 자체 우주 잔해 제거 우주선 배치를 두고 여러 기관과 협력해왔다. 클리어스페이스의 첫 번째 성과인 클리어스페이스-1(ClearSpace-1)은 2025년 발사 예정이다. 클리어스페이스-1의 촉수처럼 보이는 팔은 유럽우주국이 2013년에 발사한 베스파(Vespa)의 잔해를 수거할 예정이다. 클리어스페이스-1은 베스파를 대기권으로 끌어내린다. 클리어스페이스-1과 베스파 모두 분해될 것이다. 클리어스페이스 공동 창립자 겸 수석 엔지니어인 뮤리엘 리차드 노카(Muriel Richard-Noca)는 미래의 임무 중에는 우주 잔해를 궤도 위나 아래로 옮겨 수많은 우주 잔해 조각을 위험한 영역 바깥으로 밀어내는 작업 등이 있다고 밝혔다.
리차드 노카는 지구 저궤도를 차도에 방치된 고장난 차량이 갈수록 증가하는 자유로와 같다고 비유했다. 다른 천체가 우주 잔해와의 충돌을 피하기 매우 어렵기 때문이다. 리차드 노카는 “지금 당장 위성 발사 기관과 기업은 우주 잔해를 잡을 수 없다. 우주 잔해를 끌어내는 문제가 우주 잔해 해결 난이도를 입증하므로 매우 중요하다”라고 말했다.
그런데도 끊임없이 존재하는 문제는 우주 잔해 제거 기술 사용을 복잡하게 만든다. 우주에서 파괴되는 우주 잔해 제거 장비 모두 다른 우주 쓰레기처럼 문제를 일으키기 쉽기 때문이다. 우주 잔해 제거 우주선은 민간 기관과 군사 기관 모두 사용할 수 있는 기술이다. 주로 우주 환경을 깨끗하게 청소하는 데 사용할 수 있다. 혹은 적대국이나 경쟁사가 발사한 제 기능을 하는 고가 위성을 파괴하거나 감시하는 무기로 이용할 수도 있다.
앨라배마주 몽고메리 지역의 공군 첨단 대기 및 우주학교 연구원 웬디 휘트맨 콥(Wendy Whitman Cobb)이 지적한 바와 같이 지금까지 지상에서 발사한 미사일이든 악용될 위험성을 지닌 우주 잔해 청소 우주선이든 우주 무기를 다룰 법률 규정은 많지 않다. 콥은 “우주군이 우주 잔해를 처리하려면, 민간 산업을 통해 우주 잔해를 처리하고, 대학 기관과 민간 기업이 우주 잔해 장비 개발과 배치 작업을 하도록 하면서 우주의 무기화가 갈수록 심각해지는 상황을 진지하게 우려한다는 사실을 보여주어야 한다”라고 말했다.
콥은 최근 ISS와 매우 인접한 영역을 지나면서 가시적으로 드러난 우주 잔해의 위협이 국제사회의 더 강력한 대응을 촉발할 수 있다고 생각한다. 그는 “안타깝게도 인류는 실제 심각한 일이 발생하기 전까지는 우주 잔해의 위험성을 진지하게 생각하지 않는다. 개인적으로 지금까지 인류가 우주를 다룬 방식 때문에 ISS가 우주 잔해와 충돌하거나 ISS에 우주 잔해의 피해가 발생하는 일을 보고 싶지 않다”라고 말했다.
** 위 기사는 와이어드US(WIRED.com)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)
![[사진=Pixabay]](/news/photo/202111/3549_4657_514.jpg)
뉴스레터 신청