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로켓 부품 재사용으로 ‘우주 정거장’ 만들기
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로켓 부품 재사용으로 ‘우주 정거장’ 만들기
  • 이성주 기자
  • 승인 2021.03.14 10:53
  • 댓글 0
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@나노렉스
ⓒ나노렉스

[프롤로그=이성주] 2013년에 전 세계에 강한 인상을 남긴 영화 <그래비티>를 보면 우주에서 유영 작업 중이던 우주인들을 지구 궤도 안을 돌던 우주 폐기물(로켓 잔해물과 파편들)이 덮치면서 사건이 시작된다.

이는 최근 넷플릭스에서 인기를 끌고 있는 영화 <승리호>에서도 등장한다. 영화는 2092년을 배경으로 우주 폐기물을 처리하는 청소부들의 모습이 등장한다. 이러한 우주 폐기물은 영화 속 소재이지만, 실제로 이미 존재하는 것이며 우주 폐기물로 인해서 사고가 발생할 가능성도 대단히 높다.

◇ 증가하는 우주 폐기물, 위협적인 존재가 되다

지난해 10월 초, 옛 소련의 수명이 다된 위성과 중국의 분리된 로켓 상단 부분이 지구 저궤도에서의 충돌을 간신히 피했다. 두 물체가 충돌했다면 그 충격으로 인해 물체가 날아가고 수천 개의 새로운 위험한 우주 파편이 만들어졌을 것으로 예상됐다.

이보다 며칠 전인 지난해 9월 말, 유럽 우주국(European Space Agency, ESA)은 우주선에 대한 가장 큰 위협 중 하나로 버려진 로켓체임을 강조한 연례 우주 환경 보고서를 발표했을 정도로 이 문제는 심각한 위험성을 가지고 있다.

문제는 앞으로 이러한 우주 폐기물은 점점 더 많아질 전망이라는 점이다. 과거에는 국가 단위로 로켓을 쏘아 올리던 시대였다면 이제는 민간기업까지 로켓을 쏘아 올리고 있다. 스페이스X, 블루오리진 등의 성공으로 이러한 소형 인공위성 발사체 시장이 급팽창하고 있다. 이에 따른 우주 폐기물은 기하급수적으로 증가할 것으로 보인다.

스페이스X처럼 재사용이 가능한 로켓이라면 우주 폐기물이 적을 수 있지만, 그렇지 않을 경우에는 로켓 발사체에서 나오는 우주 폐기물만 해도 그 양이 많을 것이기 때문이다. 설사 로켓을 재활용한다고 하더라도 소형 인공위성이 끝없이 쏘아져 올라가면 우주 폐기물은 많아질 수밖에 없다.

지금까지 발사된 인공위성의 누적대수가 1만 대를 넘어섰다. 그중에서 동작 중인 것은 2,800여 대에 불과하니, 나머지 7,000여 대는 우주 폐기물이 된 셈이다.

◇ 우주 폐기물을 줄이기 위한 노력

이러한 우주 폐기물에 대한 경고는 꽤 오래전부터 제기되어 왔다. 관련 기관이나 민간기업들은 이 문제를 해결하기 위해 다양한 아이디어를 내고 있다. 크게 두 가지로 구분되는데, 로켓이나 인공위성이 수명이나 용도를 다한 이후에 스스로 폐기 또는 수거되는 방식과 다른 주체를 통해서 우주 폐기물을 수거 또는 제거하는 방식이다.

전자의 대표적인 방법은 스페이스X처럼 재사용이 가능한 로켓을 통해서 폐기물 사용을 최대한으로 줄이거나, 로켓 발사체가 적재물을 목표한 곳까지 쏘아 올린 이후에 궤도에서 이탈하는 것이다. 후자의 대표적인 방법은 원격 로봇을 쏘아 올려서 우주 폐기물를 궤도 이탈시키는 것이다. 원격 로봇이 그물·작살·로봇팔 등으로 우주 폐기물을 포획 후 궤도 이탈시키는 방법이다.

이미 발생한 우주 폐기물을 줄이는 가장 확실한 방법은 궤도 이탈 방법이라고 볼 수 있다. 궤도 이탈된 우주 폐기물들은 지구 대기와의 마찰로 연소하여 버리기 때문이다.

하지만 이러한 방법은 아직 사용이 가능한 완벽하게 좋은 커다란 금속 튜브를 낭비하는 것이라는 주장도 있다. 실제로 로켓의 연료탱크 부분은 엄청난 내구성을 자랑하는 것들이니 이런 부분이 그대로 사라지는 것은 자원 낭비라는 주장이다.

◇ 美 폐 로켓 부품으로 소형 우주 정거장 만들기

국제우주정거장(ISS)에 적재물을 수송하는 우주 물류 기업으로 유명한 나노렉스(Nanoracks)의 최고 경영자(CEO)인 제프리 만버(Jeffrey Manber) 대표는 최근 몇 년간 사용되고 버려진 로켓의 연료탱크를 작은 우주 정거장으로 바꾸는 프로그램 ‘아웃포스트(Outpost)’를 준비해왔다.

사실 이러한 아이디어는 예전부터 있었던 것이지만, 기술력의 부족으로 실행하지 못했다. 만버 대표는 “미항공우주국(NASA)도 지금까지 로켓의 연료탱크 부분을 재사용하는 방안을 여러 번 검토한 적이 있지만, 기술 부족으로 모두 보류되었다”라고 말했다. 이어 NASA의 폐기된 방안들은 모두 우주비행사가 직접 제조 및 조립 작업을 수행해야 했기 때문에 비용이 많이 들었던 반면에 시간은 오래 걸리고 대단히 위험했다고 지적하며, 우주비행사 대신 자율 로봇을 활용해야 한다고 주장했다.

물론 이러한 프로그램이 실현되기까지는 아직 많은 난관이 존재한다. 가장 큰 난관은 이러한 프로그램에 사용될 수준으로 커다란 사이즈의 폐기 로켓이나 인공위성은 소유주가 명확하다. 즉, 함부로 쓸 수 없다는 이야기이다. 이 부분에 대한 정의가 명확하지 않을 경우 이러한 계획은 실현될 수 없다.

하지만 그런 점을 고려하더라도 이 프로그램 실현될 경우에 가져올 수많은 장점을 고려하면 주목하지 않을 수 없다. 실현된다면 지구 궤도에 우주 정거장이 계속 생기게 될 것이고, 이는 연구개발에 더 말할 나위 없이 큰 도움이 될 테니 말이다. 그렇게 된다면 우주 개발이 더는 영화 속 이야기만이 아니게 될 것이다.



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