달걀껍데기 방호재 등 다양한 대책 개발
나무로 만들고 불로 태우고...우주쓰레기 줄이는 노력들<上>에서 계속
이미 버려진 인공위성을 직접 제거하는 것만이 우주쓰레기를 줄이는 방법은 아니다. 처음부터 대기권에서 잘 타는 소재로 위성을 만들거나 임무가 끝나면 스스로 궤도를 벗어나게 하는 기술도 개발되고 있다.
일본 교토대학교와 스미토모임업은 2024년 11월 목재 인공위성 리그노샛을 발사했다. 변 하나가 약 10㎝인 이 위성은 후박나무로 외장 구조를 제작했다. 대기권 재진입 과정에서 금속 잔해와 미립자 발생을 줄이기 위한 시도다.
리그노샛은 국제우주정거장(ISS)에서 사출된 뒤 약 4개월간 지구 궤도를 돌다 2025년 4월 대기권에 재진입했다. 지상과의 통신은 실패했지만 목재 구조물이 우주 환경을 견딜 가능성은 충분히 확인했다. 일본 연구팀은 통신 기능을 개선한 후속 위성을 준비하고 있다.
핀란드의 위사 플라이우드 역시 자작나무 합판을 이용한 목재 인공위성 위사 우드샛을 개발했다. 2021년에는 시험 모델을 성층권 약 31㎞까지 올려 장비 작동을 확인했다.
위성이 임무를 마친 뒤 스스로 궤도를 이탈하게 만드는 연구도 활발하다. 일본 우주개발 업체 엘리베이션 스페이스와 도호쿠대학교는 2023년 고체연료와 기체·액체 산화제를 조합한 하이브리드 추진기의 장시간 지상 연소시험에 성공했다. 소형 위성의 귀환에 필요한 추력을 확보하려는 기술이다.
우주쓰레기와 충돌했을 때 피해를 줄이는 방법도 있다. 중국 다롄이공대학교 왕위신 박사 연구팀은 지난 9월 달걀껍데기 구조를 본뜬 방호재를 발표했다. 물을 채운 알루미늄 달걀 모양 구조물을 배열해 충격 에너지를 분산하는 방식이다.
이 방호재는 초속 7.5㎞의 충돌을 가정한 시뮬레이션에서 충돌체의 속도를 64.9% 떨어뜨렸다. 일반 알루미늄판의 감속률 51%보다 높은 수치로, 우주선의 초고속 충돌 방어력을 높일 가능성을 보여줬다.
지구로 떨어지는 우주쓰레기의 경로를 추적하는 이들도 있다. 미국 존스홉킨스대학교와 영국 임페리얼칼리지런던 연구팀은 지난 1월 국제 학술지 사이언스에 지상 지진계로 우주쓰레기의 대기권 재진입 경로를 분석하는 방법을 발표했다.
연구팀은 2024년 중국 선저우 15호의 궤도 모듈이 미국 상공을 통과하며 발생한 충격파를 분석했다. 지진계 자료로 재구성한 이동 경로는 기존 예측보다 약 30㎞ 남쪽이었다. 이 기술은 지상 낙하물의 수색 범위를 좁히는 데 활용될 가능성이 있다.
우주쓰레기를 줄이려는 노력은 발생 억제와 직접 제거, 충돌 방어, 낙하 경로 추적까지 이어지고 있다. 인공위성 발사가 날로 늘어나는 가운데, 각 기술을 실제 우주 환경에 적용하려는 연구와 실증은 오늘도 계속되고 있다. <끝>
박지연 기자 yeon@sputnik.kr
