大田日報

2013년 11월 26일 19면(오피니언)

우주파편 위험성과 대응

11월 21일 오후 4시 10분 과학기술위성 3호를 비롯한 한국의 위성 4기의 발사가 성공했다. 이로써 대한민국은 지구 저궤도 위성 5기와 정지궤도 위성 3기를 포함 위성 8기를 보유한 세계 10위권의 위성 보유국이 되면서 명실상부한 위성 개발 선진국에 진입했다.

그러나 지금 우주에는 우주 개발 초기에 전혀 상상하지 못한 새로운 위협, 우주파편이 등장해 골치를 아프게 하고 있다. 지난 10월에 개봉해 큰 인기를 얻은 영화 '그래비티'는 우주파편 충돌로 우주 비행 중 위험에 처한 여성 우주인의 지구 귀환을 위한 분투를 3차원 영상에 담아 전 세계적인 관심을 받았다. 그럼 영화에서처럼 우주파편은 실제로 위험한 것인가? 답은 "그렇다"이다.

우주에는 여러 가지 위험이 존재하고 있다. 인류가 지구궤도에 올리 위성의 잔해물인 우주파편을 비롯해 매일 지구로 날아드는 운석과 소행성, 수명을 다하고 지상으로 떨어지는 인공위성과 우주물체 등이 있다. 운석은 매일 지구로 떨어지고 있지만 대부분은 크기가 작아 대기권에서 타서 소멸되고 타고 남은 부분이 간혹 지상에 떨어진다. 다행히 지금까지 지상으로 추락하는 인공위성이나 소행성으로 인해 직접적 피해가 발생한 적은 없었으나 우주 물체가 지상으로 진입할 경우 대기의 영향에 의해서 추락 지점이 예상을 벗어나게 될 경우가 발생하기도 해 추락의 위험에 완벽히 대비하기란 쉽지 않은 일이다.

이처럼 우주파편은 실제로는 위험으로 다가오고 있으며 인류의 우주활동이 증가하면서 그 위험도 비례해서 점점 커지고 있다. 현재 지구 저궤도에는 추적이 가능한 지름 10cm 이상의 우주파편 약 2만 3000개가 돌아다니고 있고 그보다 작은 파편은 수천만 개로 추정되고 있다. 지구 저궤도의 우주파편 속도는 초속 7-8km로서 총알 속도의 20배이상으로 콩알만 한 파편이 위성에 스치기만 해도 위성은 고장을 일으킬 수 있다.

세계적으로도 많은 우주파편 충돌 사례가 있다. 최근까지 위성과 폐기된 위성 간의 큰 충돌은 5차례였으며 이를 통해 수많은 2차 파편이 발생했다. 2007년 중국은 미사일로자국의 위성을 요격하여 2000개 이상의 파편을 발생시켜 전 세계적으로 비난을 받기도 했다. 이외에도 위성과 우주왕복선, 우주정거장에는 미세한 우주파편 충돌 흔적이 흔하게 발견되고 있다.

우리나라도 보유한 위성이 늘어나면서 우주파편 충돌에 대비할 필요성이 커지고 있다. 저궤도 위성 1기는 개발비가 보통 2000억-3000억 원, 정지궤도 위성은 4000억-5000억 원에 달하므로 우주파편에 맞아 고장나면 국가적으로 엄청난 손실이 아닐 수 없다. 이를 방지하기 위해서는 우리 위성을 따라다니는 우주파편을 매일 추적해 충돌 위험이 있을 경우 이를 회피해야 한다.

유럽우주기구(ESA)는 연평균 3회, 독일 3회, 프랑스도 10회씩 자국 위성을 보호하기 위한 회피 기동을 했다. 우리나라도 저궤도 위성 1기당 연평균 0.8회 정도의 충돌 회픠 기동 필요성이 있는 것으로 알려져 있지만 정확한 궤도 자료를 얻기 위한 추적 시설이 없는 실정이다. 정부도 십수 년 전부터 광학 추적 장비를 개발하여 운영해 왔으나 정확도가 떨어져 국가적으로 우주파편 추적 레이더 시설을 갖추는 것을 적극 검토할 시점이 됐다.

우주의 활용은 21세기에 국민 편익과 국가 안보, 국가 경쟁력 증대를 위해 필수적이다. 그러나 우주를 활용하기 위해 동반되는 위험인 우주파편에 대한 대비가 필요하다. 이를 위해 국가적으로 민관군 대응체계를 구축하고 추적과 분석을 위한 산학연 연구협력을 활성화시키고 관련 연구 인력을 양성해야한다. 국내의 발전한 IT 기술과 정밀 기계공업을 활용하면 고성능의 추적 레이더와 광학 장비를 국내 개발하는 것이 가능할 것이며 이는 새로운 우주 산업 분야를 개척하는 또 다른 시작이 될 것이다.