1. 우주 쓰레기 파편이란?
우주 파편(우주 쓰레기)은 궤도에서 더 이상 필요하지 않은 물체를 말합니다. 사용이 끝나거나 고장 나서 사용할 수 없게 된 인공위성이나 로켓의 상단으로부터, 도료 편, 고체 로켓 모터의 불타는 찌꺼기 등 종류는 다양합니다. 반 이상을 차지하는 것이, 위성의 운용 후에 연료가 남아 있었던 것에 의해서 일어나는 기체의 폭발이나, 스페이스 데브리끼리의 충돌에 의해 발생한 파편입니다.
2. 우주쓰레기 파편의 수와 속도가 어떻게 되는가?
궤도상의 물체는, 기본적으로 미국 우주 전략군(USSTRATCOM)이 감시하고 있으며, 저궤도상에서 약 10cm 이상, 정지 궤도상에서 약 1m 이상의 물체는 모두 카탈로그화 되어 있습니다. 그 카탈로그에 의하면, 2019년까지 관측되고 있는 궤도상 물체는 19,538개. 1cm 이상은 50~70만 개, 1mm 이상은 1억 개 이상으로 추정되고 있습니다.
궤도상의 물체는 멈춰서 가만히 있는 것은 아니고, 속도를 가지고 돌고 있습니다. 7~8km/s 정도로 주회하고 있는 경우, 2개의 물체가 충돌할 때의 충돌 속도는 10~15km/s. 이것은 소총의 총알의 속도가 1km/s인 것을 생각하면, 그 10배의 속도로 충돌하게 됩니다.
그러므로 비록 1mm 정도의 공간 파편이라도 당연한 곳이 나쁘면 운용 중인 위성의 고장, 1cm 이상의 우주 쓰레기의 경우 미션 종료로 이어지는 치명적인 파괴가 될 가능성이 있습니다.
우주 쓰레기는 지구 주위에 균등하게 분포되어 있지 않으며, 자주 사용되는 인기 궤도에 많이 존재합니다. 특히 콘스텔레이션·지구 관측 위성에서 사용되는 고도 700~1,000km는 매우 혼잡하고 있어 통신 위성이나 기상 위성 등이 사용하는 고도 36,000km의 정지 궤도 근방, GPS 위성이 사용하는 고도 20,000km가 혼잡합니다.
3. 우주 파편으로 인한 충돌사고 사례
운용 중인 위성에 공간 파편이 충돌하면 위성이 손상되어 일부 장소에서는 사용할 수 없습니다. 지금까지도 실제로 운용 중인 위성에 공간 파편이 충돌하는 사고가 여러 번 발생하고 있습니다. 2009년에는 미국의 통신 위성 이리듐에 러시아 위성 유래의 파편이 충돌해, 나라를 건너는 충돌 사고로서 화제가 되었습니다. 관측되고 있는 것 외에도, 미세 파편의 충돌로 인한 사고가 발생하고 있습니다.
| 사례 | |
| 1996 | 프랑스 군사 관측 위성 CERISE에 아리안 로켓 파편이 충돌, 붐 손상. |
| 2009 | 미국의 통신 위성 이리듐에 사용이 끝난 러시아 위성이 충돌, 대파. |
| 2013 | 에콰도르 소형 위성 NEE-01 Pegaso에 구 소련 로켓 파편 충돌. 고속 회전 위성 통신 중단. |
이러한 사고 사례로 보듯이 국제 사회는 규칙을 만들어 피해를 최소화하기 위해 노력하였습니다. 국제연합우주평화이용위원회(United Nations Committee on the Peaceful Uses of Outer Space, UNCOPUOS)에서는 2007년 우주 파편의 발생을 방지하기 위한 「스페이스 파편 감소를 위한 가이드라인」을 정했습니다. 이 가이드라인을 바탕으로 국제연합우주국(United Nations Office for Outer Space Affairs, UNOOSA)이 각국·국제적인 법률 정비에 대해 법무성 위원회를 만들고 논의를 진행하고 있습니다.
구체적인 내용을 이하에 정리하고 있습니다.
1) 정상 작동 중에 공간 파편을 방출하지 않거나 최소화한다.
2) 운용 단계에서의 파쇄를 피하도록 설계하거나, 고장이 일어나 버린 경우에는 적절하게 폐기·무해화의 처치를 실시할 수 있도록 고려한다.
3) 궤도 설계 시 우발적으로 궤도상에서 다른 물체와 충돌할 확률을 최소화하도록 고려한다.
4) 의도적으로 파괴활동을 하거나 기타 위험한 활동을 피한다.
5) 잔류 연료에 의한 미션 종료 후 파쇄의 가능성을 최소화
6) 저궤도 영역을 통과하는 우주 기나 로켓은 미션 종료 후, 궤도에서 제거 또는 궤도에 장기적으로 머무르지 않도록 폐기한다. (25년 이내에 폐기)
7) 정지 궤도 영역을 통과하는 우주기나 로켓은 미션 종료 후, 궤도에서 제거 또는 궤도에 장기적으로 머무르지 않도록 폐 기힌다. (25년 이내에 폐기)