우주 쓰레기 줄일까? 러 아마추어 연구진의 시험위성

3m 높이 정사면체 반사막, 달 같은 밝기 예상

아마추어 연구자들이 ‘크라우드펀딩으로 성사


mayak.jpg » 러시아 소형위성 마야크의 모습을 보여주는 그림. 출처/ http://press.cosmomayak.ru/page1225122.html

 
구 둘레의 궤도에서 떠도는 크고작은 우주 폐기물이 수백만 개나 된다는 경고가 나온 바 있다. 유럽우주국(ESA)의 우주폐기물 담당자는 최근 국제학회에서 “오늘날 우주상에서 약 1미터 이상의 우주 폐기물은 약 5000개, 10센티미터 이상은 거의 2만개, 1센티미터 이상의 ‘날아다니는 총알’은 75만개”라고 밝혔다고 한다. 그 이하 크기까지 따지면 수백만 개나 될 것으로 추정된다. [연합뉴스 2017.04.19]


이런 우주폐기물을 줄이거나 청소하려는 여러 방안이 제시되고 있는데, 그런 구상들 중 하나가 쓰임새가 없어져 버려지는 위성들이 지구 둘레 궤도에 머물지 않고 제때에 대기권으로 떨어져 소멸하게 하자는 것이다. 쓸모가 없어진 위성은 곧바로 지구 대기권에 들어서며 연소되게 하자는 시험용 소형 위성이 러시아의 아마추어 연구진에 의해 발사돼 눈길을 끈다.


러시아의 아마추어 연구진은 크라우드 펀딩을 통해 기금을 모아 만든 시험용 소형 위성 ‘마야크(Mayak, 빛의 신호등 정도의 의미)를 7월14일 오전 9시36분(현지시각) 카자흐스탄 바이코누르 우주기지에서 소유즈 로켓(Soyuz 2.1a)에 지구관측위성과 소형 큐브위성(CubeSat) 72개와 함께 실어 발사했다고 밝혔다. 연구진은 마야크가 몇 시간 만에 궤도에 들어섰으며 이어 태양 반사막을 펼쳤다고 마야크 웹사이트에서 밝혔다. 연구진은 마야크 홍보용 웹사이트에서 이 위성 프로젝트의 목적과 관련해 “이 프로젝트의 주된 목적은 러시아에서 우주 비행과 우주 연구를 대중화하고 또한 젊은이들에게 과학기술 연구의 매력을 느끼게 하려는 것”이라고 말했다.


[ 유투브 https://youtu.be/IBtI_pV4Q_I ]


34×10×10센티미터 크기의 아주 작은 큐브위성인 마야크는 궤도 진입 직후에 높이 3미터의 피라미드 모양 정사면체 얇은 금속 반사막을 펼치도록 고안됐다. 반사막의 피라미드 구조물이 제대로 펼쳐진다면 햇빛을 받아 지구 쪽에 반사해 밝게 빛나도록 설계됐는데, 이 효과로 인해 위성은 밤하늘에서 달에 비견될 정도의 밝기로 ‘인공 별’처럼 한 달 동안 빛날 것으로 전망된다. 반사되는 빛은 지상에서 마야크의 운동을 추적, 관찰하는 데 활용된다.


천문학 전문매체인 <스카이 앤 텔레스코프(Sky & Telescope)>는 러시아 연구진 쪽이 반사막이 제대로 펼쳐졌다고 밝혔으나 밤하늘에서 이 위성이 빛나는 모습이 실제로 관측됐다는 보고는 7월18일 현재(현지시각)까지 아직 나오지 않았다고 보도했다. 마야크는 97분마다 지구를 한 바퀴씩 공전한다.


이 위성은 몇 가지 임무를 수행하고서 한 달 뒤엔 궤도에서 벗어나 지구 대기권으로 떨어져 소멸할 예정이다. 다음은 러시아 연구진이 마야크 웹사이트에서 밝힌 마야크의 임무이다.


[1] 공력제동 장치(aerodynamic braking device)를 실제 비행을 통해 시험한다. 시험 이후에 이 공력 제동 기술은 우주 쓰레기를 궤도이탈 시키는 데 활용될 수 있다.

[2] 매우 높은 고도의 공기 밀도에 관한 새로운 정보를 얻는 동시에 대기 상층에서 이뤄지는 위성 비행을 점검한다.

[3] 마야크는 우주 물체의 겉보기 밝기 규모를 계산할 때 참조기준의 물체로서 쓰일 수 있다.


다음은 마야크 프로젝트 과학 책임자(Alexander Shaenko)의 말이다.


“해마다 수백 또는 수천 대의 작은 우주 비행체들이 우주로 발사된다. 그러므로 현대 우주과학에서 우주 쓰레기 활용의 문제는 이슈가 된다. 이 문제를 푸는 표준 방식은 우주 비행체에 엔진을 장착하는 것이다. 이런 식으로 우주 비행체의 사용 기간이 끝나면 우주 비행체는 궤도에서 이탈할 것이고 대기에 진입하며 연소될 것이다. 이런 해법은 엔진 생산 비용 때문에 갑비싼 방법이다. 사용 기간이 끝나고 엔진이 제대로 작동하지 않을 때 우주 비행체는 우주 쓰레기로 궤도에 남아 있게 된다. 우리는 마야크에 공력제동(空力제동, aerodynamic brake) 구조를 장착했다. 이것은 위성을 더 간편하고 더 빠르게 궤도에서 이탈시킨다. 예컨대 마야크(또는 같은 크기·무게의 다른 위성)의 궤도 이탈은 대략 3년 걸릴 수 있지만 제동 장치를 단 마야크는 한 달 안에 궤도 이탈 할 것이다.”


오철우 기자 cheolwoo@hani.co.kr  

@한겨레 과학웹진 사이언스온  

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오철우 한겨레신문사 과학담당 기자, 사이언스온 운영
1990년 한겨레신문사에 입사해 편집부, 사회부, 문화부, 생활과학부 등을 거쳤으며 주로 과학담당 기자로 일했다. <과학의 수사학>, <과학의 언어>, <온도계의 철학> 등을 번역했으며, <갈릴레오의 두 우주체제에 관한 대화>를 썼다.
이메일 : cheolwoo@hani.co.kr      

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