인공위성이 늘어나면 생기는 다양한 문제는?

[데일리포스트=김정은 기자] 최근 수많은 인공위성이 다양한 목적으로 발사되고 있다. 우주개발이 진행되고 지구 궤도를 도는 인공위성 발사가 급격히 증가하면서 생기는 문제에 대해 과학 미디어 라이브사이언스(LiveScience)가 해설했다. 

1957년 10월 4일 세계 최초 인공위성 스푸트니크1호 발사 이후 구소련과 미국의 우주개발 경쟁이 시작됐고, 그 후 2010년대까지 매년 10~60개의 인공위성 발사가 이루어졌다. 

전 세계적으로 위성 정보 활용의 수요가 급격하게 증가함에 따라 최근 인공위성 발사 속도는 빠르게 증가하고 있다. 2020년에는 1300개 이상, 2021년에는 1400개 이상의 인공위성이 발사됐다. 

미국 매사추세츠 대학 물리학 교수인 수푸리야 샤크라바티(Supriya Chakrabarti)는 2021년 9월 기준 7500대 이상의 인공위성이 지구 표면에서 고도 2000km 이하의 지구 저궤도(LEO)에 존재한다고 설명한다. 

또 아마존과 스페이스X가 주도하는 인공위성 기반의 고속광대역 통신 구상으로 앞으로 양사에서만 총 10만대의 인공위성 발사가 계획되고 있다. 인공위성을 쏘아 올리는 비용이 현격히 낮아지고 크기도 작아지면서 지금까지 우주개발에 진출하지 않았던 국가들도 인공위성의 발사에 나서고 있다. 

하지만 새로운 인공위성이 차례로 발사되는 것은 이점뿐만 아니라, 아래와 같은 다양한 문제도 일으키고 있다.

◆ 급증하는 우주쓰레기 

미작동 인공위성이나 저·고궤도 위성끼리의 충돌 사고 등으로 많은 양의 우주 쓰레기가 발생할 수 있다. 

위성 잔해 등의 우주 쓰레기들은 총알보다 빠른 속도로 궤도를 돌고 있다. 2012년 발사된 아리랑 3호에 이달 우주 쓰레기가 바짝 다가와 부딪힐뻔 했는데, 긴급히 고도를 높여 충돌은 피할 수 있었다. 2011년에도 러시아 위성과 한국 천리안 위성의 충돌 가능성이 제기돼 천리안이 회피 기동을 실시한 바 있다. 

올해 5월에는 ISS 로봇팔 '캐나담2(Canadarm2)'를 정기 점검하는 과정에서 우주 쓰레기 파편에 의해 아래팔 부위 상단에 작은 구멍이 생긴 사실이 확인됐다. 

유럽우주국(ESA)은 2021년 1월 기준 우주쓰레기의 양은 10cm 크기 이상 3만4000개, 1cm~10cm 크기 90만개, 1mm~1cm 크기 1억2800만개 등이며 지구궤도에 위치하는 물체의 총무게가 9200톤이 넘을 것으로 추정하고 있다. 

전문가들은 "우주 파편과 위성의 연쇄적 충돌로 우주 쓰레기가 폭발적으로 증가하는 '케슬러 증후군(Kessler syndrome)'이 현실화되면 끔찍한 재앙이 초래될 수 있다"고 경고한다.  

◆ 환경에 미치는 피해

우주산업은 방대한 탄소를 배출하는 분야이며, 로켓 발사는 평균적으로 220~330톤의 탄소를 지구 대기에 배출한다. 평균 장거리 여객기의 탄소 배출량이 승객 1인당 2~3톤이라는 사실을 고려할 때 그리 많은 양이 아니라고 느낄지 모르지만, 인공위성 수요의 급증 속에 로켓 발사로 인한 탄소 배출량도 빠르게 늘어날 것이다. 

아울러 인공위성 재돌입 등으로 알루미늄 등의 원소 및 오존층을 파괴하는 클로로플루오로카본(CFC)이 방출될 가능성이 제기된다. 인공위성 잔해는 대부분 바다로 낙하하기 때문에 쓰레기 대부분은 회수되지 않고 바다로 침몰하는 문제도 존재한다.  

◆ 빛 공해로 지구 관측에 악영향 

슬로바키아 과학 아카데미 연구팀 등이 올해 국제학술지 '영국 왕립천문학회 월간보고'(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 발표한 내용에 따르면 지구 대부분에서 밤하늘의 전체적인 밝기가 자연적인 수준보다 10% 이상 높은 것으로 확인됐다. 

밝기 차이 10%는 육안으로는 거의 파악하기 어려워 근소한 차이로 보인다. 하지만 국제천문연맹은 1979년 "자연 밝기에 빛 공해 영향이 10% 미만인 지역에만 천문대를 건설할 수 있다"고 규정해 이 수치는 사실 천문학적으로는 큰 의미가 있다. 

과학 저널 사이언스(Science)는 "더이상 지구상에 천문대 건설 기준에 부합하는 장소가 없을지도 모른다"고 전했다. 

하지만 인공위성이 이처럼 다양한 문제를 일으키더라도, 이미 인공위성을 통해 제공되는 다양한 서비스는 사람들의 삶에 깊숙하게 자리잡았다.

천문학자인 아론 볼리(Aaron Boley) 영국 브리티시컬럼비아대 교수는 "인공위성은 유통공급망·금융 거래·기상 모니터링·기후 과학·글로벌 커뮤니케이션·수색 및 구조 활동 등에 중요한 역할을 하고 있다"고 언급했다. 

볼리 박사는 사람들이 인공위성의 장점과 단점 사이에서 균형을 찾아야 한다며, "국제적 규칙을 통해 인공위성의 급겨한 발사 속도를 조절하고 10만대의 인공위성 배치를 늦출 필요가 있다"고 지적했다.