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2015년 3월 24일 화요일

우주쓰레기를 잡는 그물



 인간이 가는 곳엔 언제나 쓰레기가 있게 마련입니다. 불행한 이야기지만 선사시대에서 지금까지 한번도 어김없는 진실이기도 하죠. 우주 역시 예외가 아닙니다. 특히 우주 쓰레기는 아주 고속으로 충돌한다는 점 때문에 우주인과 우주 정거장, 위성에 매우 위험한 존재입니다. 수명을 다한 위성은 결국 시간이 흐르면 대개 지구 대기권에서 사라지지만 그 전까지는 매우 위험한 우주 쓰레기가 됩니다. 

 나사와 유럽 우주국을 비롯해서 관계 당국은 이 문제를 해결하기 위해서 많은 아이디어를 내놨습니다. 그 중에서 가장 현실성 있는 것은 위험한 우주 쓰레기를 포획하는 장치입니다. 문제는 비용 때문에 아직까지는 실제로 사용되지 못한다는 것이죠. 유럽 우주국은 작은 위성에서 마치 스파이더 맨처럼 그물을 발사해서 이를 포획하는 아이디어를 다시 선보였습니다. 




(One capture concept being explored through ESA's e.Deorbit system study for Active Debris Removal - capturing the satellite in a net attached to either a flexible tether (as seen here) or a rigid connection.  Credit : ESA

 아이디어는 단순합니다. 작은 위성에서 그물을 발사해서 큰 우주 쓰레기(대부분 수명이 다된 위성)을 제거하는 것이죠. 수만개에 달하는 작은 우주 쓰레기를 하나하나 다 쓸어담을 수는 없는 일이고 우주 정거장이나 우주선, 위성에 충돌하면 위험한 수명을 다한 우주선을 수거하는 용도입니다. 

 2015년 3월, 유럽 우주국은 기술적 타당성을 검토하고 포획용 그물의 실용성을 검증하기 위해서 무중력 상태에서의 테스트를 진행했습니다. 테스트는 우선 우주 정거장이 아니라 무중력 항공기에서 이뤄졌습니다. 고속으로 낙하하는 항공기 안에서 인위적인 무중력 상태를 만들고 테스트를 한 것이죠. 



(테스트 영상) 


(발사되는 그물. Nets are being studied for capturing derelict satellites, to help stabilise space debris. The behaviour of nets in orbit was being checked on an aircraft flying parabolic arcs to create brief periods of weightlessness. The nets were shot out of a compressed air ejector at a scale-model satellite. Some 20 nets were fired at various speeds during 21 parabolas over two days. Packed inside paper cartons, the nets were weighted at each corner, helping them to entangle the model satellite. The parabolic flights by the National Research Council of Canada were contracted by Poland’s SKA Polska company, overseeing the project for ESA.  Credit : ESA  ) 


 무중력 상태에서 정확히 원하는 물체를 포획하는 일은 간단하지 않을 것입니다. ESA는 여러 번 테스트를 해서 최종적인 그물 디자인을 만들 계획입니다. 이날 테스트에서는 2일에 걸처 20회 정도의 발사 테스트가 있었다고 합니다. 이 그물을 발사하는 위성은 비교적 작은 위성으로 일단 안정적으로 우주 쓰레기를 포획하면 이를 대기권으로 끌고와 같이 타서 사라지는 것이 임무입니다. (논개 같지만 물길 대신 불길에 타서 없어지는 게 차이랄까) 

 ESA의 우주 쓰레기 포획 계획은 e.DeOrbit 라고 명명되었는데, 2021년 ESA의 베가 로켓으로 발사가 계획되어 있습니다. 위의 것은 아직 개발 중인 컨셉이며 최종적인 디자인은 아직 결정되지 않았습니다. 그물 대신 다른 포획 장치 역시 같이 검토중에 있습니다. 

 당연한 이야기지만 위성 하나 제거하는 데 드는 돈이 만만치 않기 때문에 가장 위험한 목표물부터 제거할 것으로 보입니다. 상식적으로 생각하면 이렇게 하는 것이 그래도 가장 비용 효과적이겠죠.

 여담이지만 우주 쓰레기를 제거하는 것을 임무로 하는 우주인들의 이야기를 담은 만화가 있었습니다. 만화는 명작이었지만, 사실 우주 쓰레기를 제거하기 위해서 사람이 직접 큰 우주선을 타고 간다는 것은 비용 효과 면에서 좋은 아이디어는 아니겠죠. 사람이 탈만한 우주선을 발사하는 것은 작은 포획 위성과 달리 엄청난 돈이 들뿐만 아니라 위험하기도 합니다. 

 아마도 현실에서는 작은 포획 위성이 큰 우주쓰레기들을 안전하게 처리할 것으로 기대합니다. 이런 시나리오는 빠르면 2020년대에는 현실이 될 것으로 보입니다. 

 참고 





   

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