우주쓰레기

1 우주에 떠다니는 쓰레기

파일:Attachment/우주쓰레기/debrisgeo1280.jpg
정지궤도 밖에서 본 우주쓰레기의 군집을 모사한 모식도. 정지궤도와 지구 저궤도에 운집한 우주쓰레기들을 볼 수 있다.[1]

영어로 Space debris. 말 그대로 우주에 떠다니는 쓰레기의 총칭으로, 일반적으로는 지구 궤도를 도는 각종 물체 중에서 인간이 만들었으나 쓸모가 없는 것들을 가리킨다. 그 종류는 초기의 로켓에서 분리된 부스터, 수명이 끝난 인공위성, 페인트 조각이나 누출된 냉각재 등 다양하다. 또한 위성 요격 무기로 인공위성을 파괴하면 그 잔해는 모두 우주 쓰레기가 된다. 쓰레기가된 인공위성을 없애려고 했더니 쓰레기가 늘어났다

1.1 우주쓰레기의 위험성 논의

1978년 도널드 케슬러 박사가 제안한 케슬러 신드롬(Kessler Syndrome)이라는 용어가 있다. 우주쓰레기가 다른 위성 등에 충돌하면 또다른 우주쓰레기가 생성, 이것이 다른 인공위성과 충돌하는 연쇄반응을 일으켜서 궤도 전체가 우주쓰레기로 덮일 수 있다는 주장이다. 만일 이렇다면 인류의 우주 진출이 불가능하고, 인공위성도 사용할 수 없으니 큰 혼란이 일어날 것으로 예상된다.

한편으로는 그렇게 심각하게 받아들일 만큼 위험이 큰 것은 아니라는 의견도 있다. 로켓의 연료소모를 줄이기 위해선 지구의 자전방향으로 궤도의 진행방향을 잡으므로 대체로 진행 방향이 같다. 또, 최저 초속 8km대에서 최고 약 초속 11km급의 속력으로 이동하는 물체만 궤도비행하며,[2] 비슷한 속력대가 아니면 고도자체가 다르다. 특히 초속 8km 이상부터는 타원 궤도이니 서로 만나기란 거의 불가능하다.(우주 공간은 3차원 타원이 어떻게 걸리냐의 변수는 엄청나다) 사실상 오비탈에 가까운 수준.

우주쓰레기는 주로 발사체가 지난 궤도를 따라 돌기도 하고, 그 고도가 천차 만별이다. 전직 우주 비행사 마이크 멀레인의 저서에 따르면 모두 같은 고도로 쳐도 텍사스 주에 5개가 있는 정도라고. 쉽게 생각해서 서울시만한 크기의 황야에서 눈감고 자동차 5대가 랜덤주행을 해서 박을 확률보다 낮다.

그 랜덤주행이 몇십 년이고 몇백 년이고 끊이지 않는다는 게 문제지만.

그러나 과학자들 사이에서는 위험성의 인식이 점차 강도를 더해가고 있다. 이미 지구 저궤도(지상에서 고도 2000km까지의 구간) 중 900~1000km 구간과 1500km 구간은 이미 임계 밀도를 돌파한 상태로 볼 정도다.

실제로 충돌한 사고도 있었다. 1981년 소련에서 쏜 인공위성 코스모스(Kosmos) 1275는 발사 한 달 만에 통신이 두절되었고 300개 이상의 새로운 쓰레기들을 만들어냈다.[3] 1993년에 코스모스 1484도 비슷한 사고로 파괴되었다. 1996년에는 프랑스에서 쏜 소형위성인 Cerise가 1986년에 폭발한 아리안-1(Ariane-1)의 부스터와 충돌해 심각한 손상을 입었다. 2009년 2월에는 수명이 다한 러시아의 인공위성인 코스모스 2251과 미국의 통신위성인 이리듐 33이 서로 충돌해 두 위성이 박살나면서 엄청난 양의 우주쓰레기를 만들어냈다.

지상으로 우주쓰레기가 낙하하는 사건도 일어났다. 중국에 잔해가 낙하하기도 했고, 1997년에는 오클라호마 주에 거주하는 여성이 10x13cm 크기의 검게 변색된 금속물체에 어깨를 맞았는데, 이는 1996년에 미 공군에서 발사한 델타2 로켓의 추진제 탱크였다.

2006년에 NASA에서 만든 모델에 따르면, 새로 발사를 하지 않아도 2055년까지는 지금의 숫자를 유지하다가 그 이후로는 자가증식할 것으로 예측된다. 2009년도에 열렸던 유럽 항공 우주 회의에서 사우햄프턴 대학의 연구자인 휴즈 루이스는 다가올 10년 안에 우주쓰레기의 양은 2배로, 50년 안에는 4배로 늘 것이라고 예측했다. 2011년에는 미국 국립 연구회(National Research Council)에서 궤도상의 우주쓰레기 양이 한계점에 도달했으며, 일부 컴퓨터 모델로는 이미 임계점(tipping point)을 돌파하여 서로 충돌하면서 그 양이 더욱 늘어갈 것이라고 경고했다. 같은 해에 NASA에서는 약 22,000개의 물체를 추적할 수 있었다.

실제로 국제 우주 정거장(ISS)은 우주쓰레기와 충돌을 피하기 위해 회피 기동을 여러 번 해야 했고, 2011년 6월에는 우주쓰레기와 정거장이 거의 충돌할 뻔해서 승무원 6명이 소유즈 탈출용 캡슐에 탑승해 지구로 긴급탈출을 준비하는 사태까지 벌어졌다.

1.2 처리 방법의 논의와 향후 추세

현 추세대로라면 2030년에는 지금의 3배에 가까운 우주쓰레기가 지구 궤도를 돌 것이다. 저 많은 걸 레이저로 죄다 처리할 수는 없으니 일단은 뭘 우주로 쏘아올려 보내서 쓰레기를 회수하거나 처분할 가능성이 높다. 너무 늦으면 해결방안을 개발했는데도 우주쓰레기 때문에 우주로 나갈 수가 없어 치우지 못하는 촌극이 날 수 있다. 이런 상황이 도래하기 전에 마땅한 해결책이 나오지 않는다면 다음 세대의 우주 산업은 우주 쓰레기가 미치지 못하는 상공 600km이하의 소형 위성으로 제한된다. '스스로 지구에 자신들을 가둔 인류'라는, 뜻하지 않은 디스토피아를 맞이할 것이다.

가장 현실성 있는 대책은 국제 규약을 지정하고 최대한 우주쓰레기를 적게 만드는 것이다.

여러 기술적인 대책도 있다.

플라네테스에서와 같이 크기가 큰 것은 직접 랑데뷰를 해서 회수 뒤 재활용하고, 크기가 작은 것은 대기권에 밀어 넣어 태우는 방법도 있지만 비용 문제로 당장은 현실성이 떨어진다.

인공위성 2개가 그물을 붙잡고 우주 쓰레기를 쓸어담는 방식의 우주 그물과 지상에서 레이저를 쏴서 대형 쓰레기는 궤도 밖으로 밀어내고, 소형 쓰레기는 그대로 태우는 오리온 계획 등이 논의되었지만 비용 문제로 사실상 포기.

미국의 마이클 던이라는 발명가가 이러한 궤도상 우주 쓰레기를 처리하기 위한 새로운 방법을 제안해 특허를 출원했다. 이른바 탄도 가스(Ballistic Gas)라는 방식으로, 특수한 청소 위성으로 비중이 무거운 기체를 분사해 마치 빗자루나 에어 컴프레서로 쓸어 모으듯이 우주 쓰레기들을 임의의 수거지역으로 모아서 그 뒤에 처리한다는 것. 이 방식은 우주쓰레기와 직접 접촉하는 위험이 없고, 기존의 방식으로 수거나 처리가 힘든 작은 크기의 쓰레기도 모아서 처리할 수 있다.

스위스 EPFL은 Clean Space One이라는 위성을 이용해 치울 것을 제안했다. Clean Space One의 원리. 위성이 로봇팔로 쓰레기를 붙잡고 이온연료를 이용 지상으로 떨어져 쓰레기를 불태운다. 그러나 이 위성을 쓰레기가 있는 곳으로 정확하게 보낼 기술이 부족하고 일회용이기에 아직 문제가 개선해야할 점이 조금 보인다.....

현재 JAXA에서는 전기역학끈을 개발 중이라고한다. 전기 끈이 지구자기장을 지나 플레밍의 왼손법칙으로 힘을 생성해 그 힘이 우주 쓰레기를 떨어지게 해 쓰레기를 불태우는 방식이라고한다. 좀 더 정확히는 자기력을 통해 우주쓰레기의 궤도를 변경시켜 떨어뜨리는것.
이 줄은 굉장히 얇은 스테인리스와 알루미늄으로 개발 중이고 현재 우주에서 전기역학 끈을 작동시키는 실험이 진행 중이다. 일단 올리면 비교적 적은 양의 전기만으로 작동시킬 수 있기 때문에 효율성 측면에서 좋은 평가를 받고 있다. 그러나 이미 많아진 쓰레기들을 이것만으로 처리하기에는 힘들다는 점에서 완벽한 대안이 되지는 못할듯.

Laser broom을 통한 청소도 논의되고 있는데 인공위성에 레이저 무기를 장착해 1cm에서 10cm 크기의 물체를 파괴시킨다. 혹은 레이저의 에너지로 쓰레기의 궤도를 변경시켜 우주선과의 충돌을 막는것을 목적으로 한다. 다만 여러 우주조약들이 우주에서의 무기사용을 금지하기에 해당 조약에의해 현재 사용되고 있지는 않다고 한다.

1.3 여담

이런 우주쓰레기를 운석이나 유성, 소행성이나 행성 등의 별로 착각하는 일이 많으니 소행성이나 혜성을 찾고 싶어하는 우주덕들이라면 주의하자. 더불어 이런 종류의 우주쓰레기를 UFO로 착각해서 호들갑을 떠는 때도 심심치 않게 나온다. 흑기사 위성이 대표적인 사례. 실제로 UFO 목격담 가운데 이런 것들이 우연히 대기권 돌입해서 타는 것을 착각한 사례들도 꽤 있다.

1.3.1 매체에서의 모습

만화 플라네테스는 우주쓰레기를 청소하는 자들의 이야기로, 작중 우주 개발을 하는 회사 등에서 현재의 탄소 배출권과 같이 일정 분량의 우주쓰레기를 거둬야한다는 설정이 있다. 때문에 이득이 없더라도 각 회사마다 우주쓰레기를 회수하는 부서를 꼭 둔다. 비용을 최소화하기 위해 이 부서의 장비는 그 시대에서 중고 취급을 받는 장비 뿐이고 직원도 사실상 진급을 안하거나 못하는 사람 뿐이다. 제멋대로 함선 디오티마에서도 나온 적이 있다.

영화 월E에서도 주인공인 월E가 이브를 따라가려고 우주선에 매달린 채 지구외면의 우주쓰레기들과 충돌하는 장면이 나오는데,[4] 지구 궤도를 거의 뒤덮어서 그냥 부딪치는데도 멀쩡하다.

2013년 베니스영화제 개막작품으로 뽑힌 영화 그래비티도 우주쓰레기와의 충돌로 우주왕복선이 파괴된 두 우주비행사의 사투를 그린다.

스타크래프트의 종족 전쟁 마지막 임무인 오메가 대전의 격전지였던 차 알레프 플랫폼이 스타크래프트 2 시점에서 부서져 우주 쓰레기가 된 채 차 행성 궤도를 떠다닌다. 실제로 스타크래프트 2의 차 행성 임무의 로딩 화면을 보면 차 행성 둘레를 도는 차 알레프의 잔해가 있다.
또 스타크래프트 2의 마지막 임무에서 타이커스 핀들레이가 아닌 호러스 워필드 장군 루트를 타면 저그의 공중유닛들이 머무는 대규모 플랫폼을 부수는 임무가 있는데, 만약 워필드의 루트가 정식 루트라면 안 그래도 차 알레프의 잔해로 혼잡한 차 행성의 궤도는 더욱 더 혼잡해질 것이다.

모 가면남은 이 우주쓰레기를 써서 통상의 3배 빠른 기동성을 보여주었다.

아머드 코어 4와 아머드 코어 포 앤서의 세계관에서는 적국 견제용으로 만들어낸 어설트 셀이라는 위성포가 경쟁 끝에 지구를 뒤덮어서, 가까이에 오는 모든 물체가 요격되기 때문에 우주 진출이 불가능하다. 엄밀히 말하면 쓰레기가 아니라 멀쩡히 작동하는 포대지만 인류의 해악인 만큼 이것도 일종의 우주쓰레기라고 볼 수 있을 지도.

우주전쟁 테마의 웹게임인 오게임에서는 전투로 함대가 부서질 때 함대 건조비용의 30%(통상수치로, 서버 설정에 따라 달라질 수 있다. 또한 연료에 해당하는 자원인 듀테륨은 100% 증발.)에 해당하는 자원이 파편지대(Debris field)로 행성 궤도상에 나타난다. 이걸 수확선이라는 특수 함선으로 채집할 수 있고, 또 일정 규모 이상의 파편지대가 1번에 나면 파편량에 따라 적은 확률로 달이 나온다. 달이 나타나도 파편지대의 양은 그대로다.

다른 매체와는 달리 이 게임만큼은 우주쓰레기가 아니라 가히 우주의 금광이라 할 수 있는 존재. 우선 행성의 자원이 한번에 털어올 수 있는 양에 제한(총 자원량의 절반)이 있는 반면, 파편지대는 수확선 용량만 되면 얼마든지 긁어온다. 딱히 재처리 비용도 들지 않는다. 거기에 랭크가 올라갈수록 행성의 보유 자원보다 함대 가치의 비중이 더 크니[5] 고랭커쪽으로 갈수록 약탈이 행성을 터는 것보다 함대를 갈아 파편지대를 훓어가는 양상이다. 사실상 오게임의 온갖 막장분쟁을 야기하는 원인이라고 해도 좋을 정도.

우주 개발을 주제로 하는 KSP의 경우 이 우주 쓰레기들을 방치하는 플레이를 하면 재수 없을 때 충돌 사고가 날 수도 있다.# 특히 MechJeb같은 애드온을 써서 로켓을 날릴 경우 궤도가 매우 일정한데, 이 때 궤도에 오른 채 분리한 로켓 부품들(즉, 우주 쓰레기들)이 잔뜩 있으면 발사시 Apoapsis에 도달했을 때 위험천만하게 스쳐 지나가는 일이 종종 있다. 또한, 이미 낮은 궤도를 쓰레기장으로 만들었을 때, 상승하다 이런 일이 나기도 한다. 다만, 궤도에 제대로 도달하면 속도가 같아지므로 충돌할 여지는 줄어든다. 그나마 여기서는 우주선을 쏘는 주체가 KSC하나 뿐이기에(물론 커빈은 지구보다 훨씬 작다. 이 때문에 혼자서만 로켓을 날려도 우주 쓰레기를 구경할 수 있다.) 궤도만 살짝 틀어주면 피할 가능성이 높고, 정 안 되면 옵션에서 우주 쓰레기 항목을 조절하면 한큐에 모두 지울 수도 있다.

영화 그래비티에서 우주 쓰레기가 얼마나 위험하게 변할 수 있는 지 자세히 표현하였다. 자세한 것은 항목 참조.

게임 스텔라리스에서는 전투가 있은 후 격침된 함선이 있다면 그 위치에 우주쓰레기가 남으며, 시간이 지나서 없어지기 전에 과학선을 보내서 잔해로부터 기술포인트를 획득하거나 격침된 적의 함선에 사용된 기술을 분석, 역설계할 수 있다.

2 대한민국에서 형편없는 정도가 심한 것들을 비꼬는 말

우주급 스케일의 쓰레기무언가 영 좋지 않은 것을 비유하는 '쓰레기'의 강화판 수식어. 도무지 답이 없을 정도로 쓰레기인 것들에게 붙는다. 사실상 방사능 폐기물의 한 단계 위가 있다면 그건 바로 우주쓰레기일 것이다. 그리고 그 우주쓰레기의 위이자 끝판왕으로 추정되는 우주구 급 폐기물(통칭은 알 수 없음)이 있다 카더라.

드립의 원조는 워크래프트 시리즈의 프로스트 웜. 후술할 문단을 읽으면 알겠지만 말 그대로 우주쓰레기였기에 이런 별명을 받았다. 프로스트 웜의 임팩트가 상당히 컸기 때문에 전략 게임 등에서 잉여력이 충만한 유닛, 특히 공중 유닛을 두고 우주쓰레기라고 부르는 경우가 많다.

2.1 워크래프트 3의 언데드 스콜지 유닛인 프로스트 웜의 별명

단일 개체로써 약하다고는 할 수 없지만 테크가 늦고 필요한 건물도 많으며, 자원과 인구수도 많이 먹는 것에 비해선 약하고 별 쓸모없는 유닛이라 쓰레기 취급을 받는다.

얼굴 화면 창 뒷배경이 마치 우주 공간처럼 보여서 우주쓰레기란 별명이 붙었다. 오크전의 키카드로 재발견했으나, 이 별명에 정이 들거나 아니면 활용가치가 높아도 뽑기 힘들어서인지 잘 쓰이던 시절에도 이 별명은 계속 붙었다. 자세한 것은 프로스트 웜 항목 참조.

2.2 스타크래프트 2의 프로토스 유닛인 우주모함의 별명

모선과 함께 전작의 위용과 간지에 비해 영 나쁜 성능으로 붙은 불명예스러운 별명. 쓸 데가 없어서 우주모함이 나오면 이미 이긴 전투라고 한다. 응용형으로 폭풍함의 대사중에 "우주모함... 요즘 모함?"이라는 개드립도 있다. 자체 디스.[6] 이후 공허의 유산에서 파격적으로 상향되며 명예를 회복해서 지금은 옛말이 되었다. 하지만 어감이 쩔어주기 때문에 여전히 쓰인다

한때 불사조가 이 별명을 얻었으나 상향한 뒤 그야말로 옛날 이야기다. 전작의 정찰기는 절대 나와선 안되는 유닛 취급이었고 그래서인지 스타크래프트 2에선 짤렸지만, 그나마 등장하는 캠페인에서는 여전히 구리기에 우주쓰레기의 조건을 우주모함 못지 않게 훌륭히 충족한다. 어떤 의미로는 원조 우주쓰레기라 해도 무방할 지경.[7]

다만 우주모함은 공허의 유산에서 적지 않은 상향을 받았고, 캠페인에서는 그 자체로도 강력하고 조합하면 더 사기가 되는 수리비행정 업그레이드 덕분에 '프로토스는 답이 없으면 캐리어 띄운다!'는 과거의 위용을 회복했다. 정찰기 역시 협동전 임무에서 적으로만 등장하는데 속업이 없는 것만 빼면 공유 시절과 그 이전 스펙의 높은 점만 따와서 더 이상 우주쓰레기라고 불리기 곤란할 정도.
  1. ↑ 물론 실제로 저렇게 보이는 것은 아니다. 미식축구 경기장만한 ISS도 지구에 비하면 태산 앞의 티끌 정도밖에 안될텐데 다른 위성들이 보일 리 없기 때문.
  2. ↑ 속력이 그보다 낮으면 포물선을 그리며 다시 지구로 떨어지고, 더 높으면 지구 중력을 벗어나 태양궤도나 안드로메다로 간다.
  3. ↑ 증거가 없기 때문에 전기 배터리 폭발 사고라는 주장도 있다.
  4. ↑ 개중에 스푸트니크가 있지만 해당 항목에 나오듯이 스푸트니크는 발사 이듬해 대기권에 재진입하며 불탔다.
  5. ↑ 광부나 해적들은 말할 것도 없고, 전투함을 거의 안 만드는 소위 영농들도 랭크가 어느정도 올라가면 행성간 자원 운송용(+플릿 세이빙 용)으로 화물선을 수천대 단위는 기본으로 운용한다.
  6. ↑ 그런데 우주모함과 폭풍함의 한국 성우는 동일하다. 그야말로 셀프디스.
  7. ↑ 협동전 한정이지만 그곳에는 정찰기 성능이 크게 향상되었다.