케슬러 증후군, 우주 쓰레기

케슬러 증후군(Kessler Syndrome)은 NASA의 과학자 도널드 케슬러가 1978년에 제기한 우주쓰레기 시나리오일컫습니다.

지구 궤도를 도는 우주 물체의 밀도가 일정 수준을 넘으면 서로 충돌하면서 기하급수적으로 우주의 잔해물이 증가하게 되

고, 끝내는 인공위성을 사용할 수 없게 된다는 내용을 담고 있습니다. 현재 지구 궤도에는 각 나라에서 쏘아올린 7000여 개

의 인공위성과 식별 가능한 15000여 개의 파편이 있으며, 이들은 초속 7∼11km의 빠른 속도로 움직여 다른 인공위성, 우주

선, 우주비행사 등과 충돌 시 큰 피해를 입힐 수 있습니다. 우주 쓰레기가 발생하는 주요 원인으로는 수명이 다한 인공위성

이나 고장 난 위성이 궤도에 남아있기 때문이며, 이를 해결하기 위해서는 우주 개발 및 운영 과정에서 철저한 관리와 대책

이 필요합니다. 아래에서 케슬러가 얘기하는 우주 쓰레기에 대해 알아보겠습니다.

 

우주 쓰레기의 종류

우주 쓰레기는 크게 두 가지 카테고리로 나뉩니다. 첫 번째는 '자연 우주 쓰레기'로서 소행성이나 혜성과 같은 천체 물체로

부터 유래한 물체를 가리킵니다. 두 번째는 '인공 우주 쓰레기'로서 우주 비행 미션과 위성, 로켓 발사 등과 관련된 물체

로 이루어집니다.

 

인공 우주 쓰레기

이 카테고리에는 우주 비행 미션과 위성에서 사용되었던 로켓 단계, 사용한 위성, 폐기된 인공 위성, 우주 정거장 모듈 등

이 포함됩니다. 이러한 물체들은 우주 공간에서 잠시나마 유용했지만, 미션 종료 후에는 우주 쓰레기로 남습니다.

 

우주 쓰레기의 분포

우주 쓰레기는 지구 궤도 주변에 밀집되어 있으며, 이는 다수의 위성, 로켓 단계 및 우주 정거장이 주로 지구 궤도 주변에

서 활동하기 때문입니다. 이러한 물체들은 다른 우주 쓰레기와 충돌할 위험이 있으며, 위협적인 속도로 움직이기 때문에 주

의가 필요합니다.

 

위험과 충돌

2014년에 지름 10cm가 넘는 쓰레기가 2만 3천개 이상있을 것이라고 추산했으며, 지름 1cm 이상까지 포함하면 50만에서

60만개가 넘는다는 분석도 있습니다. 속도는 지구 중력에 의해서 떨어지지않고, 궤도를 벗어나지않는 초속(8km~11km)을

유지하고있습니다. 따라서, 우주에서 말라 비틀어진 작은 페인트 조각은 지구에서 250kg 정도의 물체가 시속 100km로 충

돌하는 것과 비슷합니다. 우주 쓰레기는 속도가 매우 빠르며, 궤도 주변에서 상대적으로 작은 물체도 위험을 초래할 수 있

습니다. 충돌이 발생하면 고에너지 파편이 발생하고, 우주 비행 미션과 위성에 대한 위협이 됩니다.

 

우주 쓰레기 관리

우주 쓰레기의 관리는 중요한 과제 중 하나입니다. 우주 기관과 조직은 우주 쓰레기 추적 및 모니터링 시스템을 운영하고,

쓰레기의 위치를 추적하며, 위험한 궤도를 피하는 방법을 연구하고 개발합니다. 위와 같은 위협에 충돌을 방지할 목적으로

파편 등을 관리하는 활동을 우주방위라고 합니다. 

 

우주 쓰레기 청소

현재 우주 쓰레기를 직접 청소하려는 다양한 기술과 방법이 연구 중입니다. 이러한 기술은 우주 로봇이나 스페이스 제펄런

스와 같은 장치를 사용하여 쓰레기를 회수하거나 제거하는 데 사용될 수 있습니다. 그 중 몇가지를 알아보겠습니다.

 

- 레이저 빗자루

미국 공군이 90년대부터 추진하는 방법으로 레이저를 발사해 쓰레기를 훼손시키면서 궤도를 바꾸는 방법입니다. 단점은 비싸고 다른 쓰레기

와의 충돌을 배제할 수 없습니다.

 

- 전자기 밧줄

이것 또 한 미국에서 개발한 장치로 인공위성에 부착하고 지구자기장과 상호작용을 통해 스스로 대기권으로 향하게 하는 방법입니다. 단점은

기존 위성에 부착할 수 없습니다.

 

- GOLD

캐나다 학술대회에서 소개된 방법으로 거대한 풍선에 제어장치를 달아놓은 것이다. 풍선을 우주로 보내 쓰레기를 수거한 뒤 지구로 돌아오면

서 쓰레기들을 산화하고 큰 쓰레기는 바다에 떨어진다. 장점은 간단하고 추가적인 파편 생성 위험도 적고 안전하다는 점입니다.

 

- 우주끈끈이

탄성이 쎈 거대한 막을 우주에 띄우는 방법입니다. 이 막에 부딪히는 쓰레기는 궤도를 벗어나 지구로 향하게 됩니다. 단점은 너무 거대해서

궤도로 올리기 쉽지 않고 무거워서 지구로 떨어질 수 있다는 것입니다.  

 

국제 협력

우주 쓰레기 문제는 국제적인 협력을 요구하는 문제이며, 여러 나라와 우주 기관 간에 정보 교류와 협력이 필요합니다. 이

를 위해 다양한 국제 기구 및 협력체제가 존재합니다.

 

미래 전망

우주 쓰레기 문제는 계속해서 커지고 있으며, 미래에는 쓰레기 관리와 청소의 중요성이 더욱 커질 것으로 예상됩니다. 또

한 우주 활동이 증가함에 따라 우주 쓰레기의 양도 증가할 것으로 예상됩니다.

오늘은 우주 쓰레기에 대해 알아보았습니다. 우주 쓰레기는 우주 환경을 보호하고 우주 비행과 위성을 보다 안전하게 유지

하기 위해 중요한 문제이며, 지속적인 연구와 노력이 필요합니다.