오늘날 수많은 인공 위성이 지구 주변을 적어도 초속 7.9 km 로 공전하고 있기 때문에 항상 걱정되는 일이 바로 위성끼리 서로 충돌하는 사태입니다. 사실 이와 같은 사태를 방지하기 위해 위성의 궤도를 서로 조정하고 통제하고 있어 좀처럼 이런 사고는 잘 발생하진 않지만 2009 년에 있었던 이리듐 33 위성 (Iridium) 과 구소련의 코스모스 2251 (Kosmos - 2251) 위성 충돌 사고는 이런 종류의 사고가 가능할 수 있다는 점을 우리에게 알려주었습니다.
미국이 주도하고 일본, 이탈리아, 스웨덴, 독일, 프랑스 등이 협력해서 만든 페르미 감마선 우주 망원경 (Fermi Gamma ray Space Telescope) 은 현재 대략 지구 표면에서 550 km 정도 상공 궤도에서 감마선 영역 천문학 관측을 시행하고 있습니다. 페르미 망원경은 2008 년 발사 이후 적지 않은 과학적 성과를 거두었으며 처음 목표한 5 년간 관측계획을 거의 달성하고 10 년 운용 목표를 세우고 있었으나 사실 그전에 임무가 종료될 뻔한 사고를 용케 피했습니다.
2013 년 4월 30일 나사의 발표에 의하면 2012 년 4월 4 일 페르미 감마선 우주 망원경과 수명이 다한 구소련의 정찰 위성인 코스모스 1805 (Cosmos 1805) 이 불과 700 피트 (약 210 미터) 정도 떨어져 스쳐 지나갈 것으로 예측되었습니다. 이 정도 거리면 꽤 간격이 있는 것 같지만 시간으로 따지면 대략 30 밀리초 (milisecond) 간격으로 두 개의 위성이 우주상의 같은 지점에 있는 것이라고 합니다. 즉 1/30 초 도 안된 시점에 한 위성이 지난 곳에 다른 위성이 지나간 것이죠.
(페르미 우주 망원경과 코스모스 1805 의 공전 궤도 On March 29, 2012, the science team for NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope learned that a defunct Cold-War spy satellite would pass too close for comfort on April 4. The two spacecraft were expected to occupy the same point in space within 30 milliseconds of each other, which meant that Fermi had to get out of the way. (Credit: NASA's Goddard Space Flight Center) )
이를 2009 년 위성 충돌 사고와 비교해보면 당시 이리듐 33 은 코스모스 2251 와 1900 피트 (약 580 미터) 정도 떨어져서 스쳐 지날 것으로 예측되었으나 이런 계산에는 약간씩 오차가 있을 수 있게 마련이었고 결국 운나쁜 이리듐 33 은 이미 수명을 다한 오래된 정찰 위성과 충돌해 산산 조각나고 말았습니다. 사실 대형 위성끼리 충돌해 파괴된 거의 유일한 사례긴 하지만 이 사건은 위성끼리 충돌하는 일도 있을 수 있다는 점을 알려준 사례였습니다.
아무튼 페르미와 코스모스 1805 이 당시 이리듐 33 과 코스모스 2251 보다 더 가까이 접근할 수 있다는 사실을 나사에서 알게된 건 불과 일주일도 남지 않은 2012 년 3월 29 일이었다고 합니다. 당시 페르미 팀 과학자인 Julie McEnery 은 자신의 이메일을 확인했다가 자동으로 데이터를 전송해주는 Conjunction Assessment Risk Analysis (CARA) 의 기록을 확인하고 깜짝 놀랐는데 물론 위에 설명한 내용이 그 메일에 있었기 때문입니다. 결국 서둘러 궤도를 수정한 덕분에 초고가의 우주 망원경이 무사히 충돌을 피할 수 있었습니다. (아래 영상 참조)
코스모스 1805 역시 냉전 시절 발사되어 이제는 수명이 다된 구소련의 정찰 위성으로 지금은 그 임무를 다하고 그냥 우주 쓰레기로 지구 주위를 맴돌고 있습니다. 언젠가는 희박한 지구 대기와 마찰에 의해 다시 지구 대기권으로 추락하겠지만 그 전까지는 주변 궤도를 도는 인공 위성들의 위협이 될 수 있습니다. 무게는 약 1.5 톤 정도로 이 위성과 충돌하면 사실 파괴되지 않을 인공 위성은 없습니다.
오늘날 수명이 다한 저지구궤도 위성들을 장차 우주 개발에 장애가 되지 않도록 지구 대기로 다시 재진입시켜 폐기하는 경우도 많지만 고장난 위성이나 혹은 그렇게 폐기하지 않은 위성, 기타 로켓의 잔해들이 상당수 지구 주변을 돌고 있습니다. 이런 우주 쓰레기를 효과적으로 제거할 방법이 현재까지 확실하게 존재하지는 않지만 많은 연구가 진행되는 것도 사실입니다.
아무튼 정말 점점 이런 우주 쓰레기가 많아지는 만큼 이에 대한 대책 역시 더 뒤로 미루긴 어려운 상황이죠. 나중에 기회가 되면 이 내용도 포스팅해 보겠습니다.
참고
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