인공위성 재진입 과정에서 금속 입자 발견
인류의 꿈 싣고 날아가는 로켓, 지구에는 무엇을 남기나①에서 계속
뉴질랜드 캔터베리대학교 로라 레벨 박사 연구팀은 2025년 낸 실험 보고서에서 로켓 발사의 증가가 오존층 회복을 늦출 수 있다고 경고했다. 연구팀은 2030년 연간 로켓 발사가 2040회까지 늘어나는 시나리오에서 북위 60°부터 남위 60°까지 연평균 오존 전량이 약 0.29% 감소할 것으로 봤다. 남극의 봄철 오존량은 약 3.9% 줄어드는 것으로 나타났지만, 이 수치에는 상당한 불확실성이 따른다.
블랙카본에 따른 성층권 가열 역시 중요한 문제로 지목됐다. 연구팀의 대기 모델에서는 북반구 여름철 일부 성층권의 온도가 최대 약 1℃ 상승했다. 이러한 온도 변화는 대기 순환과 오존 파괴 반응에도 영향을 줄 수 있다. 오존층은 과거 프레온가스 사용으로 크게 손상됐다가 국제 공조와 규제에 힘입어 서서히 회복되고 있다. 로켓 발사가 급격하게 늘어나면 이 회복 과정에 새로운 부담이 더해질 수 있다.
로켓 발사가 지구에 남기는 영향은 전리층의 일시적인 변화부터 성층권의 화학적 변화까지 다양하다. 아직 모든 영향의 규모와 지속 기간이 밝혀진 것은 아니지만, 관측 자료와 대기 모델은 우주개발의 확대가 지구 환경에도 새로운 변수가 되고 있음을 보여줬다. 인류가 우주로 보내는 물체가 늘어날수록 발사 과정뿐 아니라 임무를 마치고 돌아오는 과정에서 남기는 흔적까지 살펴볼 필요가 있다.
우주개발이 지구 대기에 남기는 흔적은 로켓 발사로 끝나지 않는다. 임무를 마친 인공위성과 로켓 잔해가 대기권으로 돌아오는 과정에서도 다양한 물질이 발생한다. 대부분은 대기와의 충돌로 가열돼 타거나 증발하지만, 사라진 물체의 구성 물질까지 없어지는 것은 아니다. 최근 연구들은 이 과정에서 생성된 금속 입자가 상층대기에 축적되고 오존층에도 영향을 줄 가능성을 제기했다.
미국 국립해양대기청(NOAA) 연구팀은 성층권 에어로졸에 인공위성과 로켓 잔해에서 유래한 금속이 포함돼 있다는 내용의 조사 보고서를 2023년 미국 국립과학원회보(PNAS)에 내 주목을 받았다. 연구팀이 항공기로 수집한 성층권 입자를 분석한 결과, 지름 120㎚(나노미터)를 넘는 황산 에어로졸 입자의 약 10%에서 우주선 재진입과 관련된 금속 성분이 검출됐다. 알루미늄과 구리 등 자연적인 우주 먼지만으로 설명하기 어려운 물질들이었다.
인공위성의 주요 구조재인 알루미늄은 대기권 재진입 과정에서 산소와 반응해 산화물을 생성할 수 있다. 이 물질은 미세한 입자 형태로 대기 중에 남게 된다. 특히 산화알루미늄 입자의 표면에서는 염소를 활성화하는 화학반응이 촉진될 수 있는데, 활성화된 염소는 성층권의 오존을 파괴하는 데 관여한다. 인공위성이 불타 사라지는 과정이 오존층에 새로운 부담을 줄 수 있다는 우려가 나오는 이유다.
인류의 꿈 싣고 날아가는 로켓, 지구에는 무엇을 남기나③에서 계속
김한별 기자 khstar@sputnik.kr
