그물 포획하고, 레이저 지지고, 끈끈이 붙이고… 각양각색 우주 쓰레기 퇴치법(KISTI)

한국 최초 우주 SF 영화를 표방한 [승리호]는 우주 쓰레기를 수거해 생계를 이어가는 청소부들의 이야기를 다룬 작품이다. 그런데 이런 영화 속 우주 쓰레기 청소는 더 이상 상상 속 이야기가 아니다.

현재 지구 주위에는 수많은 우주 쓰레기들이 놓여 있다. 미국우주감시네트워크(USSA)에 따르면 인공위성, 로켓 등으로 인한 파편 중 지름 10㎝ 이상만 무려 2만 개가 넘는다.

 

문제는 여기서 끝이 아니라는 것. 현재 지구를 둘러싼 약 수천 개의 인공위성들이 용도를 다하면 우주 쓰레기가 될 가능성이 높다. 이에 더해 각종 로켓 발사와 위성은 갈수록 늘어나고 있다.

 

이러한 우주 쓰레기들은 또 다른 인공위성이나 우주선에 큰 위협이 된다. 심지어 그 속도도 빨라 총알의 7~8배에 이른다고 하니, 여간 골칫거리가 아니다. 그래서 과학자들은 이를 처리하기 위한 다양한 아이디어를 구상하고 있다.

 

바다에서 고기 낚듯… 그물로 잡아 가장 먼저 시도된 방법은 그물을 던져 쓰레기를 포획하는 것이다. 영국 서리대를 중심으로 한 리무브 데브리스(Remove Debris) 프로젝트 팀은 실제 청소 위성을 발사해 그물로 모형을 포획하는 데 성공했다.

 

그물보다는 작살? 새로운 도전 다만 그물과 청소 위성이 떨어져 있어 포획 이후 목표물 처리에는 실패했다. 이에 연구팀은 작살로 목표물을 단단히 고정시킨 후, 대기권으로 낙하시켜 태우는 방식을 준비하고 있다. 목표물을 맞히기 위한 작살 발사 시험 역시 성공적으로 진행되고 있다.

 

우주 쓰레기, 로봇 팔로 처리한다 스위스 우주 청소기업 클리어 스페이스 사는 2025년 로봇팔 4개를 장착한 청소 우주선을 쏘아 올릴 예정이다. 쓰레기 탐색은 인공지능이 장착된 카메라의 몫. 이를 로봇팔로 수거한 후 대기권으로 끌고 와 태워버린다는 계획이다.

 

끈끈이 거미줄 위성에 우주 쓰레기 붙이기 끈끈이 위성을 통해 쓰레기를 수거하는 색다른 아이디어도 제시됐다. 러시아 스타트업인 스타트로켓은 ‘폴리머폼’이라는 끈끈이를 거미줄처럼 내뿜어 미세 쓰레기를 수거하는 위성을 개발하고 있다.

 

엘사, 자석 힘으로 쓰레기 모을까 자력 역시 쓰레기를 모으는 도구가 된다. 일본 기업 아스트로스케일의 ‘ELSA’ 시리즈다. 지난 3월 발사돼 현재 저궤도에서 머물고 있는 ‘ELSA-d’는 추적 위성과 표적 위성으로 이뤄져 있다. 자석판이 설치된 추적 위성이 조그만 표적 위성을 추적하며 그 성능을 시험한다.

 

위성에서 고출력 레이저 발사 일본 스카이퍼펙트 JSAT 사는 얼마 전 “위성에서 레이저를 발사, 우주 쓰레기의 궤도를 이탈시킨다”는 계획을 발표했다. 이를 통해 대기권에 강하시킴으로써 안전하고 효율적으로 청소를 할 수 있다는 분석이다. 미 항공우주국(NASA) 역시 레이저의 가능성에 주목하고 그 실효성을 분석하고 있다.

 

배터리 열폭주시켜 궤도 이탈 리튬이온 배터리의 단점을 역으로 이용하는 것도 가능하다. NASA 연구팀은 활동 수명이 끝나면 내장 배터리를 열폭주 상태로 만드는 기술을 개발 중이다. 이를 통해 위성을 궤도 이탈시켜 처리하는 것이 핵심이다.

 

넓은 돛으로 잔해물 발생 대비 한편 우주 쓰레기 발생 자체를 예방하는 기술도 있다. 미 퍼듀대 연구팀이 개발한 스핀네이커3(Spinnaker3)다. 이는 로켓, 인공위성 등에 설치해 그로부터 발생하는 잔해물을 쉽게 수거하는 것이다. 조그마한 상자를 펼치면 무려 18㎡ 넓이를 자랑한다.

 

민간 우주여행이 시작되고, 화성 탐사가 본격적으로 이뤄지는 등 현재 인류는 그 발자취를 점차 우주로 넓히는 중이다. 이에 맞춰 우주 쓰레기 처리 역시 새로운 산업이자 기술로 각광받고 있다.

 

그물, 작살, 레이저, 자석, 돛, 배터리 등 다양한 아이디어 중 어떤 것이 왕좌를 차지할지 살펴보는 것도 다가오는 우주 시대, 흥미로운 과학이슈가 될 것이다.