美 정부, 노후위성 방지한 업체에 사상 첫 벌금 부과…주요국 우주쓰레기 해결 방안은?

미국 정부가 지구 궤도에 우주쓰레기를 부적절하게 방치한 위성업체에 벌금을 부과했습니다. 미 정부가 우주쓰레기에 규제를 가한 것은 이번이 처음입니다.

지난 3일(현지시각) CNN 등 주요 외신에 따르면, 미 연방통신위원회(FCC)는 전날 미국 위성TV업체 디시네트워크(Dish network)가 쏘아올린 위성 중 1기가 적절하게 폐기되지 않았다며 15만 달러(약 2억원) 규모의 벌금을 부과했습니다.

FCC는 “이는 우주쓰레기 단속과 관련해 벌금을 부과한 첫 사례”라고 밝혔습니다.

 

美 FCC, 노후위성 방지한 업체에 벌금 2억 부과…이유는? 🛰️

FCC에 의하면, 문제가 된 위성은 디시네트워크가 2002년 발사한 ‘에코스타-7’이란 노후위성입니다. 이 위성은 지표면으로부터 약 3만 6,000㎞ 거리의 정지궤도를 도는 위성입니다. 2012년 FCC로부터 폐기 계획을 승인받았습니다.

대개 6,000㎞ 이하 높이의 저궤도 위성은 노후 또는 폐기 승인이 날 경우 지구로 추락시킵니다. 반면, 정지궤도에 머문 위성은 남은 연료로 더 높은 고도로 이동해 공식 임무를 마칩니다.

문제가 된 노후위성도 이른바 ‘무덤궤도’에 올려 폐기하는 것이었습니다. 이 궤도는 매우 안정적이어서 위성이 서로 충돌할 확률이 거의 없습니다.

그러나 업체 측은 에코스타-8이 무덤궤도로 이동할 만큼 충분한 연료를 남겨두지 않은 채 위성을 운영했습니다.

그 결과 정지궤도에서 122㎞ 높은 곳까지만 올라간 상태에서 지난해 위성이 수명을 다했습니다. 정지궤도에서 무덤궤도로 올라가기 위해선 최소 300㎞는 올라가야 합니다.

FCC는 “에코스타-7이 현재 궤도에서 지구 궤도를 돌고 있는 다른 잠재적인 위험을 초래할 수 있다”고 밝혔습니다.

디시네트워크 측은 책임을 인정하면서도 에코스타-7이 “궤도안전성과 관련해 어떤 문제도 일으키지 않았다”고 반론했습니다.

 

▲ 지구 궤도에 있는 우주쓰레기들을 시각화한 모습. 사진 속 붉은색이 노후돼 폐기된 위성이다. ©ESA

NASA 국장 “작은 페인트 조각도 우주에서 충돌 시 치명적” ☄️

위성추적 전문 기업 오비팅나우(Orbiting Now)에 의하면, 10월 4일 기준 지구 궤도에 있는 인공위성은 총 8,696개. 이중 5,133개는 민간 우주개발업체 스페이스X(Space X)가 쏘아올린 초소형위성 ‘스타링크(Starlink)’입니다.

위성 발사 속도가 빨라지는 만큼 그만큼 우주쓰레기도 많아지고 있단 지적이 나옵니다.

지난 8월 유럽우주국(ESA)이 발간한 ‘2023년 우주 환경 보고서’에 의하면, 1㎝보다 큰 우주쓰레기가 지구 궤도에만 100만여개가 있을 것으로 추정됩니다. 이중 3만 6,600여개 이상은 10㎝보다 크며, 지구 저궤도에 흩어져 있는 것으로 파악됩니다.

1㎝ 미만인 우주쓰레기도 약 3억 3,000만 개에 달할 것으로 ESA는 내다봤습니다.

1㎝가 작다고 느낄 수 있으나, 통제를 벗어난 우주쓰레기는 우주산업에 치명적일 수 있단 것이 전문가들의 설명입니다.

빌 넬슨 미 항공우주국(NASA) 국장은 BBC에 “작은 페인트 조각이라도 시속 1만 7,500마일(2만 8,000㎞)의 속도에서 잘못된 방향으로 오면 우주비행사에게 치명적인 타격을 줄 수 있다”고 경고했습니다.

지난해 12월 ISS에 도킹돼 있던 우주선 소유즈 캡슐이 우주쓰레기와 부딪혀 선체의 냉각수가 누출된 것이 확인된 바 있습니다. 이 때문에 우주비행사 3명의 귀환 예정이 180일에서 371일로 늘어난 사례도 있습니다.

미국 하버드대 스미스소니언 천체물리학센터 소속 천문학자인 조나단 맥도웰은 뉴욕타임스(NYT)에 “정지궤도에 ‘죽은 위성’이 없도록 철저하게 관리할 필요가 있다”고 피력했습니다.

 

▲ 2021년 5월 캐나다우주국이 국제우주정거장에 부착된 로봇팔을 점검하던 중 우주쓰레기 파편에 구멍이 생긴 것을 발견했다. ©CSA

‘우주쓰레기’ 사상 첫 규제…주요국 우주쓰레기 대처 방안은? 🤔

그간 우주쓰레기는 정부의 단속 대신 위성업체들의 자율 규제에 맡겨져 왔습니다.

그러나 이번 FCC의 단속을 계기로 우주쓰레기에 대한 각국 정부의 규제가 늘어날 것이란 관측이 나옵니다.

로얀 에갈 FCC 집행국장 또한 “(이번 벌금 조치가) 우주쓰레기 발생을 억제할 획기적 해법”이라고 강조했습니다.

에갈 국장은 이어 “위성 운용이 더욱 보편화되고 우주 경제가 성장함에 따라 위성업체들이 관련 규정을 준수해야 한다”고 피력했습니다.

이같이 우주쓰레기가 늘어나는 상황 속에서 청소위성을 발사하거나 위성을 자체적으로 떨어뜨리고 있습니다.

주요 우주기관들 또한 민간 우주기업과 협력해 관련 기술을 개발 중입니다.

 

▲ 2015년 설립된 미국 우주물류 스타트업 트랜스아스트라는 우주에서 특정 물체를 잡아 포획하는 기술을 개발 중이다. ©TransAstra

1️⃣ NASA|우주쓰레기 포획 가방 실험 🎈

일례로 NASA의 경우 지난 8월 우주물류 스타트업 트랜스아스트라(TransAstra)와 85만 달러(약 11억원) 규모의 계약을 체결했습니다.

트랜스아스트라는 우주쓰레기를 포획하는 기술을 개발 중인 곳입니다.

일명 ‘일벌(Worker Bee)’로 명명된 예인선이 특정 물체를 잡은 뒤 지구로 함께 귀환하는 형태입니다. 해당 기술은 당초 소행성 등에서 광물을 채집하기 위해 개발됐으나, 우주쓰레기를 포집하는 방식으로 기술개발이 추진 중입니다.

트랜스아스트라는 2021년 미래 우주에서 사용될 혁신 아이디어를 실험하는 ‘혁신 진보 구상(NIAC)’ 프로그램에서 소형 포획 가방을 제작해 소개한 바 있습니다.

회사 측은 NASA와의 초기 계약을 바탕으로 실제 우주에서 해당 기술 구현이 가능한지 검증할 예정입니다.

 

▲ 스위스 스타트업 클리어스페이스가 개발한 청소부 위성은 2026년에 발사될 예정이다. ©Clearspace

2️⃣ ESA|로봇팔 부착한 우주선 2026년 발사 예정 🦾

ESA는 이르면 2026년에 우주쓰레기 수거 우주선을 발사할 계획입니다.

스위스 스타트업 클리어스페이스(Clearspace)가 개발한 청소부 위성에 부착된 로봇팔이 우주쓰레기를 포획해 지구로 복귀하는 것이 목표입니다.

클리어스페이스는 지난 1월 2,900만 달러(약 333억원) 규모의 시리즈 A 투자를 유치한 바 있습니다.

클리어스페이스가 현재까지 유치한 투자금은 1억 3,000만 유로(약 1,851억원)가 넘는 것으로 전해졌습니다.

 

3️⃣ JAXA|자력 이용해 우주쓰레기 수거 후 대기권서 소각 🔥

일본 민간 우주 스타트업 아스트로스케일(Astroscale)의 경우 우주쓰레기를 청소하는 위성을 우주에 쏘아 올린 상태입니다.

아스트로스케일은 ESA와 영국우주청(UKSA)에서 투자한 유럽-일본 합작사로, 영국 위성업체인 원웹(One Web)과 계약을 맺었습니다.

2020년 일본 우주연구개발기구(JAXA)의 우주쓰레기 제거 사업에서 민간 파트너로 선정된 이후 계속 관련 기술을 개발 중입니다.

강한 자력을 갖춘 위성이 금속 성분의 우주쓰레기를 끌어당긴 다음 대기권에 진입해 태워버리는 구조입니다.

2021년 발사한 ‘엘사-D’ 위성이 현재 우주에서 작업 중이며, 지난 6월 우주에서 15년 이상 활동할 수 있는 우주선을 공개한 바 있습니다. 해당 위성은 2024년부터 원웹이 쏘아올린 저궤도 노후위성을 제거할 예정입니다.

 

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