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우주 쓰레기 문제 어떻게 관리하나

by 큰머니 2023. 6. 12.
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우주 쓰레기는  어디로가나

우주 쓰레기는 더 이상 사용되지 않고 지구 궤도를 도는 인공 물체를 말합니다. 여기에는 사용된 로켓 단계, 작동하지 않는 위성, 부식 또는 충돌로 인한 파편과 같은 다양한 항목이 포함됩니다. 이러한 물체는 잠재적으로 운영 중인 위성 및 우주선과 충돌할 수 있으므로 심각한 문제를 제기하여 추가 잔해 생성 및 위험에 처한 우주 임무로 이어집니다. 증가하는 우주 쓰레기의 양을 관리하고 완화하는 것은 전 세계 우주 기관 및 조직의 중요한 관심사가 되었습니다.

1958년 발사된 인공위성 뱅가드 1호는 50년 넘게 지구 궤도를 돌고 있다. 1964년 위성과의 통신이 두절됐지만 240년 이상 궤도에 머물 것으로 예상됩니다. "우주 파편"이라는 용어는 작동하지 않는 인공위성, 로켓 본체, 로켓 분리 파편, 심지어 우주인이 떨어뜨린 도구, 장갑, 부품 등 우주에 있는 다양한 물체를 말합니다. 또한 이러한 개체 간의 충돌로 인해 발생하는 작은 조각도 포함합니다. 자연석, 광물, 금속 등으로 구성된 우주먼지는 일종의 우주 쓰레기로 꼽힙니다.
 


구소련이 역사적인 스푸트니크 1호를 발사한 이후 전 세계적으로 4,000회 이상의 발사가 발생하여 이 수를 몇 배나 초과하는 수많은 파편이 발생했습니다. 이 파편의 일부가 지구 대기권으로 우아하게 재진입하여 그 과정에서 분해되는 동안 엄청난 4,500톤의 우주 잔해가 아직 천체 공간에 남아 있습니다.


이 천체 파편의 풍부함은 계속해서 증가하고 있으며 분산된 궤도로 인해 검색 측면에서 엄청난 도전을 제시합니다. 이러한 우주 파편과 작동하는 인공위성, 유인 우주선 또는 존경받는 국제 우주 정거장 사이의 잠재적인 충돌의 결과는 국제적 규모에서 가장 중요한 관심사입니다.
 
이러한 충돌은 이러한 중요한 시설의 심각한 손상 또는 완전한 파괴로 이어져 우주를 항해하는 용감한 승무원의 생명을 위험에 빠뜨릴 수 있습니다. 실제로 미세 파편과의 충돌사고는 안타까울 정도로 빈번합니다
 
 


이러한 파편에 의해 제기되는 어렴풋한 위협은 상당합니다. 2014년 기준으로 직경 10cm 이상의 파편이 23,000개 이상 존재하는 것으로 추정되며, 누적 개수는 직경 1cm를 초과하는 크기를 고려할 때 놀랍게도 500,000~600,000개를 넘어섭니다.
 
이 파편들은 7.9km/s에서 11.2km/s 범위의 속도를 유지하며 지구의 중력에 영향을 받지 않고 궤도 궤도에서 단호합니다. 따라서 마른 페인트 조각과 같이 무해해 보이는 물체도 250kg의 물체가 100km/h의 속도로 지구 표면과 충돌하는 것과 같은 운동 에너지를 가집니다. 중력을 거스르고 흔들리지 않는 이러한 조각의 특성은 이 만연한 문제를 해결해야 하는 긴박감을 심어줍니다.


낮은 지구 궤도에 있는 우주 파편은 분포 모델을 따르며 다이어그램으로 설명할 수 있습니다. 이러한 파편과의 충돌을 방지하기 위해 지구 근처에서 파편을 모니터링하는 관행을 Spaceguard라고 합니다.
 
 

우주감시 시스템 유지관리

 
 

미 전략사령부(USSTRATCOM) 산하 합동우주작전본부(JSpOC)로 이관됐다고합니다. 이 네트워크는 26개의 고성능 우주 감시 레이더와 직경이 2미터를 초과하는 3개의 대형 망원경으로 구성된 포괄적인 시스템에 의존합니다. 주요 목표는 직경 10cm 이상의 우주 쓰레기를 식별하는 것입니다. 그러나 장거리 관측의 특성상 40~50m 범위의 측정 오차가 있을 수 있습니다.
 
 

러시아의 우주 감시 시스템(SSS)은 약 10cm 이상의 상대적으로 큰 우주 쓰레기 조각 목록을 부지런히 유지 관리합니다. 이러한 파편을 추적하기 위해 정기적인 감시 활동이 수행됩니다. 등록된 파편만 해도 9000개가 넘고, 1㎜ 이하의 미세한 파편까지 포함하면 수백 개가 넘습니다.

'레이저 빗자루'는 1990년대부터 미 공군이 주창한 기술이다. 그것은 지상에서 우주 쓰레기를 향해 레이저 빔을 향하게 하고, 그것을 손상시키고, 지구 대기로 재진입할 수 있도록 경로를 변경하는 것을 포함합니다. 그러나 이 방법은 비용이 많이 들고 궤적 변경으로 인한 다른 파편과의 충돌을 통해 추가 조각이 생성될 위험이 있습니다.

전자기 테더는 미국의 Tedcer Unlimited에서 개발한 장치로, 위성에 부착하여 지구 자기장을 이용하여 위성을 지구 대기쪽으로 방향을 바꾸도록 설계되었습니다. 그러나 기존 활성 위성에 부착할 수 없기 때문에 이미 존재하는 상당한 양의 우주 쓰레기를 처리하는 데 적합하지 않습니다.


GOLD(Gossamer Orbit Lowering Device)는 Global Aerospace가 도입한 개념으로 대형 풍선과 제어 메커니즘으로 구성됩니다. 이 경량 장치는 무게가 37kg에 불과하며 접고 펼 수 있어 우주로 쉽게 운반할 수 있습니다. 풍선 소재가 얇기 때문에 소량의 가스로 풍선을 부풀릴 수 있고 약간의 손상이 있어도 계속 기능할 수 있습니다.
 
 
우주 쓰레기를 수거한 후 풍선은 제어 장치를 사용하여 다시 지구로 유도됩니다. 작은 파편은 산화되고 큰 파편은 바다로 방출됩니다. GOLD의 장점은 단순성, 추가 연료 요구 사항 없음, 더 많은 파편 생성 위험 감소, 안전한 폐기 방법입니다. 이 혁신적인 장치는 캐나다에서 열린 2009년 천체 물리학 전문가 회의에서 선보였습니다.

우주 구(space goo)의 개념은 파리 종이를 닮은 거대하고 탄성이 있으며 부드러운 필름을 우주에 배치하는 것입니다. 높이 800~1,600m에 이르는 이 필름은 우주쓰레기의 덫 역할을 해 궤도를 잃고 서서히 지구로 하강하게 만듭니다.
 
그러나 이 방법과 관련된 문제가 있습니다. 필름의 크기가 커서 궤도에 배치하기가 어려우며 일단 궤도에 진입하면 자체 무게로 인해 잠재적으로 속도를 잃고 지구로 떨어질 수 있습니다.


2015년 스위스는 집게 같은 도구가 장착된 청소 위성이 우주 쓰레기를 포집하고 폐기를 위해 지구 대기권으로 유도하는 실험을 계획했습니다. 또한 두 개의 우주선을 사용하여 그물을 배치하여 우주 쓰레기를 수집할 수 있다는 제안이 있었습니다.

 

 

 

 

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