양방향 이온 플라스마 추력기로 우주 쓰레기를 제거한다?

(A concept for space debris removal by bi-directional momentum ejection from a satellite(Credit: Tohoku University))

 일본 도호쿠 대학과 호주 국립 대학 (Tohoku University in Japan and the Australian National University)의 연구팀이 지구 궤도 주변의 쓰레기를 제거할 수 있는 양방향 이온 추력기를 제안했습니다. 이들이 사이언티픽 리포트에 발표한 내용은 사실 매우 간단합니다. 두 개의 솔레노이드와 소스 튜브를 이용해서 자기장을 따라 양방향으로 플라스마 빔을 발사하는 인공 위성을 발사하는 것입니다. 플라스마 빔은 한 쪽 방향으로 분사할수도 있는데, 이를 통해 위성이 가속과 감속을 하며 목표물 근처로 이동할 수 있습니다. 

 일단 목표에 가깝게 이동한 후에는 작용 반작용 법칙을 고려 양방향으로 이온 빔을 발사합니다. 그러면 뒤로 밀리지 않고 목표물을 가속하거나 감속할 수 있습니다. 이 경우에는 물론 감속해서 목표물의 속도를 늦추면 고도가 낮아지면서 지구 대기권으로 더 빨리 진입하게 되는 것입니다. 이론적으로는 간단하지만, 크기와 모양이 다양한 우주 쓰레기에 정확하게 원하는 방향으로 이온 플라스마로 속도를 감속해서 궤도에서 떨어뜨리는 일은 가능하다고 해도 상당한 기술적 도전이 예상됩니다. 아마도 작은 우주 쓰레기에는 적용하기가 더 어려울 것 같네요. 

 연구팀이 이온 빔 양치기  ion beam shepherd라고 명명한 이 양방향 이온 플라스마 추력기는 실험실에서 검증을 마쳤으며 여기서는 성공적으로 단방향 혹은 양방향 이온 빔을 발사했습니다. 하지만 과연 궤도에서는 어떨지 궁금하네요. 현재까지는 개발 중이며 가까운 시일 내로 궤도에서 테스트가 이뤄질 것 같지는 않아 보입니다. 아무튼 개념은 꽤 재미있는 것 같습니다. 나름 목표를 잘 잡으면 괜찮은 아이디어가 될 가능성도 있어 보입니다. 

 참고 

https://newatlas.com/two-way-plasma-thruster-space-debris/56548/