한반도 추락 주의! 안전 안내 메일로 도착한 미국 인공위성의 정체는?

지난 9일 과학기술정보통신부가 미국 인공위성이 한반도에 추락할 가능성이 있다며 해당 시간 외출 시 주의를 바란다고 보낸 안전 안내 문자 기억하십니까?

안전 안내 메일 ⓒ네이버

평소 지방자치단체의 코로나19에 대한 안내나 환경부에서 보낸 미세먼지 안내에 대한 재난안전 문자와 달리 과기정통부에서 보낸 문자가 익숙하지 않았을 것으로 생각합니다. 그러면 무슨 일인지 알아볼까요? 인공위성 추락은?

보통 추락은 지면에 닿는 시점의 일입니다.그러나 인공 위성의 추락은 더 이상 궤도 운동이 어려울 때 자유 낙하를 할 시점부터 인공 위성이 추락한다고 표현합니다.그럼 추락의 원리는 어떨까요?궤도 운동을 하는 우주 물체가 고도 1,500킬로미터 이내에 있다고, 희박한 대기가 존재합니다.오랜 시간 계속되자 우주 물체는 공기에 의해서 저항력을 받고 고도가 낮아지면서 고도가 낮아질수록 공기 밀도가 커지고 더 큰 저항을 받게 됩니다.기하 급수적으로 늘어난 공기 저항 때문에 우주 물체가 추락합니다.추락하고 대기권에 진입할 때 우주 물체가 뜨거워집니다.마찰열 때문에 우주 물체가 격렬하다고 생각할 수 있지만, 운동 에너지가 열 에너지로 바뀐 단열 압축에 의한 큰 영향을 받아 우주 물체가 뜨거워집니다.우주 물체는 약 3,000도까지 오르며 폭발하고 추락하게 높아진 대기 밀도에 의해서 속도가 떨어지고 열이 식습니다.이때 30분 이내에 추락합니다.미국의 인공 위성 ERBS란 무엇일까?

이번에 추락한 미국의 인공위성은 ERBS(Earth Radiation Budget Satellite)로 한국어로는 지구방사수지위성입니다. ERBS는 1984년 NASA 챌린저 우주왕복선에서 미국 최초의 여성 우주인 샐리 라이드에 의해 발사된 미국의 지구 관측 위성입니다. 무게는 약 2.5톤으로 지구의 열방사 분포를 관측하고 에너지 수지를 분석하는 임무를 수행했습니다. 이 위성은 성층권에 있는 오존층이 파괴되는 것을 확인하고, 그 후 오존층 파괴 물질을 규제하는 몬트리올 의정서 체결에 기여했습니다.

ERBS ⓒ나사

ERBS의 설계수명은 2년, 목표수명은 3년이었지만 잘 관리된 지 21년이 지난 2005년 임무를 종료했습니다. 임무가 종료되기 전인 2002년 이 위성의 고도를 미리 떨어뜨려놓고 25년 안에 추락하도록 설계돼 있습니다. 따라서 ERBS는 고도 580㎞를 유지하며 미리 설정했던 추락 기간 중 2023년 1월 9일 인공위성이 추락하게 된 것입니다.

미 지구관측위성 ERBS 추락 예상범위 ⓒ한국천문연구원지난 9일 오전 4시 추락한 위성의 궤도를 시뮬레이션한 자료에 따르면 9일 낮 12시 20분~오후 1시 20분 사이 추락 가능성이 제시됐습니다. 이 오차범위는 큰 편인데 그 이유는 이 위성이 추락 직전까지 많게는 하루에 지구 20바퀴나 돌기 때문입니다.미 지구관측위성 ERBS 추락 예상 범위 내 한반도 통과 예측 궤적 ⓒ한국천문연구원2018년 중국 우주정거장 톈궁이 똑같이 한반도를 위협했지만 다행히 최종 시뮬레이션에서 한반도가 제외됐습니다. 하지만 이번 ERBS는 최종 추락 시뮬레이션까지 한반도가 예상 추락 경로에 포함돼 있어 과학기술정보통신부에서 안전 안내 문자를 보낸 것입니다. 다행히 ERBS 잔해가 한반도 상공을 지나쳐 특별한 피해 상황은 접수되지 않았습니다. 이후 미 우주군은 위성이 9일 오후 1시 4분쯤 알래스카 남서부 베링해 부근에 최종 추락했다고 발표했습니다. 이 지점은 한국천문연구원이 예측했던 경로로 확인되었습니다. 우주 물체를 인간이 맞힐 확률은?그렇다면 우주 물체를 인간이 직접 맞힐 확률은 어느 정도일까요? 약 66년 위성 역사상 인공위성 파편을 유일하게 직접 피해를 입은 사례가 있었는데 1997년 미국 오클라호마주에 살던 로티 윌리엄스입니다. 로티 윌리엄스는 집 근처 공원에서 친구들과 산책하다가 밤하늘에 아주 빛나는 빛을 보고 30분 정도 후 손바닥 크기의 금속성 물체를 어깨에 댔다고 합니다.로티 윌리엄스 ⓒ오클라호마주 현지 일간지 탈사월드또 NASA는 이번 ERBS 추락을 예고하며 “지구상 어떤 사람에게도 피해가 미칠 확률은 대략 9400분의 1로 매우 낮다”고 밝혔습니다. 현재까지 우주 물체를 인간이 직접 맞았을 확률은 낮지만 여전히 지구를 위협하고 있습니다. 그 예로 2020년 중국 우주발사체 창정 5B호를 시험 발사한 발사체 잔해가 아프리카 코트디부아르에 떨어져 건물이 부서진 적이 있습니다. 또 2022년 7월에는 스페이스엑스 로켓 잔해가 호주의 한 농장에 떨어지기도 했습니다. 따라서 우주물체 낙하에 절대 방심하면 안 되겠죠? 우주 폐기물을 해결하기 위한 대안우주 쓰레기는 수명을 다하고 우주를 떠다니는 인공위성이나 로켓의 잔해를 말합니다. 현재 지름이 10cm 이상인 우주쓰레기는 3만 4천여 개로 우주쓰레기에 대한 문제가 심각해지고 있습니다.우주 쓰레기 ⓒNASANASA 소속 과학자 도널드 J. 케슬러는 1978년 케슬러 증후군을 제시했습니다. 우주에서 우주 물체의 밀도가 높으면 물체 간 충돌이 발생하고, 이 충돌로 발생한 우주 쓰레기는 또 다른 충돌을 극복해 우주 쓰레기가 확산되는 시나리오입니다. 그렇기 때문에 우주 쓰레기에 대한 대응이 필요한 것입니다. 그럼 전 세계에서 우주 쓰레기를 해결하기 위해 어떤 노력을 하고 있는 것일까요?클리어 스페이스-1 ⓒESA유럽우주국(ESA)은 스위스 기업 클리어스페이스와 함께 2025년 ‘클리어 스페이스-1’을 발사해 우주 쓰레기 청소를 시도할 예정입니다. ‘클리어 스페이스-1’은 4개의 로봇팔이 달린 위성으로 우주를 떠다니는 ESA 로켓의 잔해를 지구로 가져오는 작업을 수행할 예정이라고 밝혔습니다.베스파ⓒESA이 프로젝트의 첫 번째 임무는 2013년에 발사된 베스파의 잔해를 회수하는 것입니다. 청소 과정은 ‘클리어 스페이스-1’을 우주선에 싣고 500㎞ 지점으로 발사한 뒤 4개의 로봇팔로 베스파를 안은 뒤 대기권으로 재진입해 마찰열로 연소하는 과정입니다. 지속 가능한 우주 기술의 발달최근 환경 문제가 지구를 넘어 우주로까지 확산되고 있습니다. 따라서 세계 각국에서는 로봇팔이나 자석을 이용하여 우주 쓰레기를 처리하기 위한 다양한 시도가 진행되고 있습니다. 또 과학기술정보통신부도 2027년 우주쓰레기를 포집하는 위성을 발사하겠다는 계획을 발표했습니다. 환경을 생각하는 지속 가능한 우주 기술의 발달로 대한민국이 우주 강국이 되기를 힘차게 응원합니다.최근 환경 문제가 지구를 넘어 우주로까지 확산되고 있습니다. 따라서 세계 각국에서는 로봇팔이나 자석을 이용하여 우주 쓰레기를 처리하기 위한 다양한 시도가 진행되고 있습니다. 또 과학기술정보통신부도 2027년 우주쓰레기를 포집하는 위성을 발사하겠다는 계획을 발표했습니다. 환경을 생각하는 지속 가능한 우주 기술의 발달로 대한민국이 우주 강국이 되기를 힘차게 응원합니다.최근 환경 문제가 지구를 넘어 우주로까지 확산되고 있습니다. 따라서 세계 각국에서는 로봇팔이나 자석을 이용하여 우주 쓰레기를 처리하기 위한 다양한 시도가 진행되고 있습니다. 또 과학기술정보통신부도 2027년 우주쓰레기를 포집하는 위성을 발사하겠다는 계획을 발표했습니다. 환경을 생각하는 지속 가능한 우주 기술의 발달로 대한민국이 우주 강국이 되기를 힘차게 응원합니다.