우주의 '교통 체증' 해결

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나는 위에있다 — 지구 주위를 비행하는 물체를 묘사한 그림. 출처: 게티 이미지.

필요한 조정

10월 말에 열린 유엔(UN) 우주 교통 조정 워크숍에서 긴급 조치의 필요성이 확인되었고, 궤도 물체에 대한 포괄적인 공통 데이터베이스와 이를 추적하고 관리하기 위한 국제적 프레임워크가 필요하다고 요구했습니다.

미국 슬링샷 에어로스페이스(Slingshot Aerospace)의 자료에 따르면, 약 3,500개의 비활성 위성을 포함하여 14,000개가 넘는 위성이 지구 저궤도로 공전하고 있습니다. 또한, 발사, 충돌, 마모로 인해 약 1억 2천만 개의 파편이 존재하며, 그중 추적 가능한 크기의 파편은 수천 개에 불과합니다.

"우주 교통 조율에 주저할 시간이 없습니다. 우리는 우주 안전을 보장하고, 충돌을 방지하기 위해 운영자(공공 및 민간) 간의 정보 공유를 촉진하기 위해 가능한 모든 조치를 취해야 합니다."라고 유엔 우주사무국(UN Office for Space Affairs)의 아르티 홀라마이니 소장은 말하며, 전 세계 기술, 항법, 과학 탐사에 막대한 손실을 초래하는 중단을 막기 위해 저궤도의 안전을 유지해야 한다고 덧붙였습니다.

그러나 모든 우주 기반 국가가 활용할 수 있는 중앙집중식 시스템은 없으며, 도입을 설득하는 것조차 어렵습니다. 일부 국가는 데이터 공유에 적극적이지만, 다른 국가들은 특히 위성이 국방을 포함한 이중 용도로 사용되는 경우가 많기 때문에 보안 침해를 우려합니다. 더욱이 기업들은 영업 비밀을 보호하는 데 적극적입니다.

한편, 상황은 더욱 악화되고 있습니다. 8월에는 중국 로켓 발사대가 폭발하여 수천 개의 파편이 지구 저궤도로 떨어졌습니다. 6월에는 폐기된 러시아 위성이 폭발하여 수천 개의 파편이 우주로 날아가 국제우주정거장(ISS)의 우주비행사들이 한 시간 동안 대피해야 했습니다.

저궤도(Low Earth Orbit)는 비용과 거리의 균형을 맞추기 때문에 인공위성이 가장 많이 몰리는 지역으로, 빠르게 성장하는 상업 우주 산업의 주요 타깃이 되고 있습니다. 슬링샷(Slingshot) 데이터에 따르면, 이 지역은 지난 한 해 동안 위성 당 근접 조우 횟수가 17% 증가했습니다.

몬트리올에 본사를 둔 NorthStar Earth & Space에 따르면, 앞으로 몇 년 안에 수만 개의 위성이 궤도에 진입할 것으로 예상되며, 연간 충돌 확률이 3.13%이고 연간 손실이 1억 1,100만 달러인 모델링 시나리오를 기반으로 충돌로 인한 잠재적 재정적 위험이 5년간 최대 5억 5,600만 달러에 달할 수 있다고 추정합니다.

"우리는 우주에서 증가하는 교통 체증을 감시하고 관리하기 위한 규정과 체계를 마련하는 데 있어 중요한 시점에 있습니다. SpaceX의 Starlink가 매년 수천 개의 위성을 발사하고 중국을 비롯한 여러 나라들이 이를 따를 준비를 하고 있는 만큼, 우리는 곧 주요 궤도의 탑재량을 확대하게 될 것입니다."라고 NorthStar CEO Stewart Bain은 말했습니다.

마지막 장애물

저궤도는 밀도가 높으며, 고도 540~570km에서는 스타링크 위성 인터넷 서비스에 사용되는 것과 같은 주파수 대역이 사용됩니다. 조나단 우주 보고서에 따르면 11월 27일 기준 스타링크는 6,764개의 위성을 궤도에 배치했습니다. SpaceX 데이터에 따르면 스타링크 위성은 2024년 상반기에 약 5만 건의 충돌 회피 기동을 수행했으며, 이는 이전 6개월 동안의 두 배에 달하는 수치입니다.

유럽 우주국은 또한 2021년에 우주선당 기동 횟수가 이전 평균 1회에서 3~4회로 늘어났다고 밝혔습니다.

LeoLabs 데이터에 따르면 800~900km 대역에는 위성 수는 적지만, 3,114개의 물체(활성 및 비활성), 로켓 본체, 그리고 로켓 파편(저궤도 물체 전체 질량의 20%)이 포함되어 있어 심각한 충돌 위험을 초래합니다. 수명이 다한 위성은 수년 후 지구 대기권에 재진입하거나 소실될 때까지 궤도에 남아 있거나, 약 36,000km 떨어진 "묘지 궤도"로 보내져 더 큰 혼란을 야기합니다.

업계 전문가들은 로이터 통신에 국제민간항공기구(ICAO)가 항공 교통에 적용하는 것과 유사한 시행 가능한 규칙을 개발하기 위해서는 국제 협력이 필요하다고 말했습니다. 이러한 노력에는 데이터베이스, 망원경, 레이더 및 기타 센서와 같은 기존 도구를 활용하여 물체를 추적하는 동시에 적용 범위, 조기 감지 및 데이터 정확도를 개선하는 것이 포함됩니다.

그러나 지정학적 긴장과 적대적인 국가와 데이터를 공유하려는 의지, 독점 정보와 경쟁 우위를 보호하는 것에 대한 상업적 우려는 여전히 큰 장벽으로 남아 있습니다.

이로 인해 궤도 운영자들은 충돌 회피를 위해 비공식적이거나 준공식적인 방법, 예를 들어 미국 우주군이나 우주 데이터 컨소시엄(SDC)과 같은 단체의 데이터를 활용하는 방법에 의존할 수밖에 없습니다. 하지만 이러한 방법은 책임 소재 불명확 및 일관되지 않은 데이터 표준과 같은 문제를 야기할 수 있습니다.