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[비센의 재미있는 과학 이야기] 남태평양 앞바다에 추락한 텐궁 1호

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작성자 석준영 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 작성일18-04-04 12:01 조회42회 댓글0건

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유럽우주항공기지국(European Space Agency, ESA)은 중국 최초의 우주 정거장인 텐궁1호(Tiangong-1)가 지난 4월 2일 칠레 서쪽 남태평양부근에 추락했다고 공식 발표했습니다. 텐궁 1호는 중국이 자체 우주정거장을 건설하기 위한 장기 계획의 첫 단추로 쏘아올린 실험용 우주정거장이었습니다. 실제 우주정거장으로 사용되는 텐궁 2호가 2016년에 발사되기 전 우주 공간에서의 도킹등의 연습을 위해 발사된 시제품(prototype)이라고 볼 수 있습니다. 이후 여러가지 실험에 사용되며 자신의 임무를 다한 텐궁 1호는 2016년 여름 연료를 모두 소진한 후 제어시스템이 멈추고 지상에서 조정할 수 없는 상태가 되었습니다. 이렇게 지구 주변을 유영하고 있었던 텐궁1호가 약 2년만에 다시 지구로 떨어지게 된 것입니다.  

 

일부 언론에서는 텐궁1호의 추락이 매우 걱정스러운 사건과 같이 묘사하기도 했지만, 사실 이렇게 인간이 쏘아올린 물체가 다시 지구로 추락하는 일은 비일비재한 사건입니다. 조금 다른 점이라면 일반적으로 추락하는 물체들에 비해 텐궁1호는 상대적으로 크기가 커서 만약 인구밀도가 높은 지역에 떨어진다면 인명피해를 유발할 수도 있다고 우려되었기 때문입니다. 하지만, 그런 사고가 일어날 확률은 매우 낮습니다. 실제 인구가 밀집해서 사는 지역은 지구 전체 표면에 5%도 되지 않기 때문입니다. 게다가 텐궁1호가 다른 물체들에 비해 상대적으로 크다고는 하지만, 조금 큰 스쿨버스정도의 크기일 뿐이며, 추락하는 도중에 대기권에서 대부분은 산화되고 약 10%정도의 잔해만이 지표에 떨어지게 될 것이기에 그런 사고가 일어날 확률은 훨씬 더 적어집니다.

 

그렇다면, 텐궁1호와 같이 우리들 머리 위로 떨어질 가능성이 있는 물체들이 지구 주변에는 얼마나 많이 있는 것일까요? 인간이 만들어 쏘아올려 지구 주변을 돌고 있는 물체들을 인공우주물체라고 부릅니다. 이런 인공우주물체는 텐궁1호와 같은 커다란 우주정거장, 통신, 상업용 인공위성들, 그리고 다양한 크기의 우주잔해물(Space debris)들로 구분됩니다. 유엔산하의 우주업무사무국(United Nations Office for Outer Space Affairs, UNOOSA)에 따르면 2018년 현재 약 4,600개의 인공위성이 지구주변을 돌고 있으며, 이중 약 1700여개가 현재 사용중이고 2800여개의 인공위성은 이미 수명을 다해 사용하지 않는 고철덩어리 상태입니다. 생각보다 많은 위성들이 하늘에 떠있고, 그 중 반 이상은 수명을 다해 사용하지 않는 위성들이라는 사실에 놀라셨나요? 더 놀라운 사실은 이런 인공위성들을 포함하여 미국항공우주국(NASA)에서 그 위치를 추적하고 있는 우주잔해물들이 무려 500,000개가 넘는다고 합니다. 물론 잔해물로 분류되어 추적되고 있는 물체들은 대부분 작은 조각입니다. 실제로 10센티미터 이상의 크기를 갖고 있는 물체들은 모두 감시대상에 포함됩니다. 비록 그 크기가 그다지 크지 않아 별거 아닌 것처럼 느껴지는 수많은 물체들을 굳이 모두 추적하고 있는 이유는 이 잔해물들이 엄청나게 빠른 속도로 지구 주변을 돌며 운영중인 인공위성들에 큰 위협이 되기 때문입니다. 대부분의 잔해물들의 속도는 28,000 km/h (17,500 mph)에 달하며 이는 일반적은 총알 속도에 다섯배가 넘는 빠른 속도 입니다. 실제로 이렇게 돌아다니는 잔해물에 의해 우주정거장의 창문이 손상되거나, 우주 왕복선의 표면에 총알을 맞은 듯한 구멍이 나는 사고가 일어나기도 했습니다.

 

이렇게 지구 주변을 돌고 있는 잔해물들은 매우 희박하기는 하지만 존재하는 얇은 공기층, 또는 여러 우주 물질들에 의한 저항에 의해 에너지를 잃어버리고 지구 중력에 의해 조금씩 지구에 가까워집니다. 이렇게 지구에 가까워지던 물체는 공전속도가 너무 느려지게 되면 더 이상 궤도운동을 못하고 지구로 추락하게 됩니다. 이번에 떨어진 텐궁1호와 같이 말입니다. 하지만, 이같은 우주 잔해물들은 대기권을 통과하며 대기와의 마찰열로 산화되어 지표면에 도착하지 못하기 때문에 대부분의 경우 걱정을 하지 않아도 됩니다. 실제로 통계에 따르면 지난 60여년간 지구로 재진입하여 떨어진 우주물체의 총 질량은 약 5,000톤을 넘는 것으로 추정되지만, 이러한 인공 우주물체의 추락으로 인명 또는 재산 피해가 일어난 적은 없습니다. 물론 희박하기는 하지만, 가능성은 언제나 존재하기에 많은 나라의 우주항공센터들이 이러한 우주물체들의 움직임을 모두 추적하고 있는 것입니다.  

 

우주항공에 관한 연구는 왠지 일상 생활과는 동떨어진 이야기처럼 들리기 쉽습니다. 그렇기에 하늘에 쏘아올려지고 버려져 이제는 머리 위로 떨어질지도 모른다는 위험의 대상이 된 고철덩어리들에 대한 뉴스를 접하고 ‘왜 그렇게 쓸데없이 많은 것들을 쏘아올려서 문제를 만들어냈을까’라고 생각하시는 분들이 계실 수도 있습니다. 하지만, 사실 이 고철덩어리들이 우리에게 편안한 일상의 삶을 가져온 주역들입니다. 우리들은 대부분 스마트기기에서 GPS 기능을 사용합니다. 길을 찾기 위한 네비게이션을 사용할 때 뿐만 아니라, 아이들이 가지고 노는 많은 게임에서도 GPS를 사용합니다. 이제는 GPS 기능을 사용하지 않고서는 일상 생활에서 불편함을 느낄 정도로 알게 모르게 GPS를 사용하고 있습니다. 이러한 GPS가 사용자의 정확한 위치를 찾는 방법은 바로 하늘에 떠 있는 인공위성과의 교신을 통해서 입니다. GPS는 기본적으로 3개의 인공위성과 동시에 접속하여 세개의 위성과의 상대적인 위치를 측정하여 사용자의 위치를 알아냅니다. 바로 그 고철덩어리 하나하나로부터 얻어진 과학적 원리와 기술들이 현재 우리들이 손가락 몇번 움직이는 것만으로 맛집을 찾아내는 것을 가능하게 만든 것들입니다. 그들의 수고와 노력 덕분에 많은 편안함을 얻었기에 이제는 모두가 함께 그 쓰레기들에 대한 해결책을 고민해야할 때입니다. 현재는 우리에게 크게 위협이 되지 않는 잔해물들이라고 하지만, 앞으로는 큰 문제의 원인이 될 가능성을 갖고 있기 때문입니다. 환경오염에 대한 대책마련의 대상이 이제는 강, 바다를 넘어 우주 공간까지 넓어진 것입니다. 쏘아올린 공은 반드시 우리 머리 위로 떨어지기 마련이니 말입니다. 

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