궤도에서 생을 마감하는 국제 우주 정거장의 화려한 종말은 어떤 모습일까요?
축구장 만큼 넓고 코끼리보다 무거운 우주 정거장의 마지막 모습은 ?
8년 후 태평양의 잘못된 부분으로 드리프트한다면, 놀랄 수도 있습니다. 하늘을 가르며 무게가 약 400톤(880,000파운드)에 이르는 금속이 화성 대기권 통과로 발광할 것입니다. 이 분노의 불길은 수천 킬로미터에 이르는 지역에 떨어져 바다에 충돌할 것이며, 이것은 인류의 최대 프로젝트 중 하나인 국제 우주 정거장(ISS)의 종말을 알리게 될 것입니다.
국제 우주 정거장은 1998년 건설이 시작된 이후 지구 주변을 돌고 있습니다. 2000년 11월에 첫 승무원이 도착한 이후, 이것은 20개국의 250명 이상의 방문자를 숙박시켰습니다. "우주 정거장은 엄청난 성공이었습니다,"라고 유럽 우주 기구(Esa)의 이사장인 요제프 아슈바허는 말합니다. 이것은 국제 협력에 큰 도움이 되었습니다, 특히 소련의 붕괴 직후 미국과 러시아 사이에서 동반자가 되었습니다. "이것은 정말로 큰 국제적 승리 중 하나입니다,"라고 전 Nasa 과학 담당자인 토마스 즈르부첸은 말합니다.
통제되지 않은 재진입
지구 주변을 34,981번 돌고 난 후, 스카이랩 우주 정거장은 1979년 7월 11일 전력이 차단되고 비통제적인 회전 상태로 지구 대기권으로 날려보내졌습니다. 남아프리카의 남단 위로 붕괴되어 인도양에 떨어질 것으로 예상되었습니다. 그러나 대부분의 파편이 바다에 떨어졌지만, 호주 남서부의 인구가 드문 지역에도 1,000km(621마일) 길이와 200km(124마일) 폭에 걸쳐 조각들이 비가 내렸습니다. 1991년 2월 7일, 소련의 우주 정거장 살윗 7이 비통제적인 재진입을 하여 지구 대기권에 들어갔습니다. 9년간의 궤도를 돌았던 이 정거장은 1994년까지 궤도를 유지할 것으로 예상되었지만, 고 태양 활동으로 인해 우주 정거장의 대기권 내 마찰이 증가하고 궤도 감소가 가속화되었습니다.
그러나 대부분의 하드웨어가 수십 년 된 상태이며, 이는 결국 우주 정거장이 궤도에서 위험하거나 심지어 통제할 수 없는 상태가 될 수 있다는 것을 의미합니다. 이는 1985년 소련의 살윗 7 우주 정거장에 일어난 운명과도 같습니다. 이는 두 명의 우주 비행사가 회전하는 정거장을 부활시키기 위해 필요했습니다. 미국의 국립 항공우주 박물관의 우주 역사학자인 캐시 루이스는 "우리는 정말로 그것을 다시 겪고 싶지 않습니다," 라고 말합니다.
이러한 우주에서의 재앙을 방지하기 위해, 우주 정거장은 2031년에 탈권위될 것으로 예상되며, 이는 대기권을 통과하여 태평양에 안전하게 물에 떨어질 것입니다. 이것은 역사상 가장 큰 재진입일 것이며, 3월에는 NASA가 이 작업을 수행할 수 있는 "우주 견인선"을 개발하기 위한 자금을 의회에 요청했습니다 - 이는 정거장을 대기권으로 밀어낼 수 있는 우주 비행기입니다. NASA의 인간 우주 비행 프로그램장인 캐시 루더스는 나중에 견인 선이 약 10억 달러 미만으로 비용이 드는 것으로 추정된다고 밝혔습니다.
정거장을 어떻게 탈권위할지를 정확히 알아내는 것은 거대한 일입니다. 많은 대형 물체가 지구 대기권에서 소멸되었는데, 특히 러시아의 미르 우주 정거장(2001년)과 NASA의 스카이랩 우주 정거장(1979년)이 가장 유명합니다. 그러나 ISS는 미르의 세 배 이상 크기 때문에 새로운 문제를 나타냅니다. 미국의 하버드-스미스소니언 천문대의 천문학자 조나단 맥도웰은 "하늘에서 떨어지는 400톤짜리 물체는 좋은 일이 아닙니다,"라고 말합니다.
1998년에는 러시아의 Zarya 모듈 하나로 시작되었지만, 오늘날에는 16개의 모듈, 거대한 태양 전지판이 설치된 금속 트러스, 열을 방출하는 냉각기 등으로 거대해졌습니다. 길이 109m (356ft)로 축구장 크기와 같으며, 우주에서 조립된 최대의 인간 구조물입니다. 미국 컨설팅 회사 Astralytical의 우주 분석가 로라 포르치크는 "그것은 기자의 피라미드와 같습니다,"라고 말합니다. 현재 7명의 승무원이 정거장에 거주하고 있습니다.
ISS의 수명은 여러 차례 연장되었지만, 2030년 이후로 연장하는 것은 위험할 것으로 널리 인정됩니다. NASA에 따르면, 다른 대안으로는 정거장을 더 높은 궤도로 올리는 것은 상상하기 어렵습니다. 왜냐하면, 정거장을 안전한 고도로 밀어 올리기 위해 수십 개의 강화 우주 비행기가 필요하기 때문입니다. 대신, 지난해 NASA가 보고서에서 제시한 계획은 전체 정거장을 대기권으로 밀어 넣는 것입니다.
2026년에 이벤트가 시작될 것으로 예상되며, 이 때 ISS의 궤도는 자연적인 대기권 마찰에 따라 점차적으로 감소하여 2030년 중반까지 400km(250마일)에서 약 320km(200마일)로 내려갈 것입니다. 이 시점에서 최종 승무원이 정거장으로 보내져서 아직 제거되지 않은 잔여 장비나 역사적으로 중요한 품목들이 제거되고, 또한 정거장의 무게가 줄어들 것으로 예상됩니다. "그것은 아직 논의 중입니다,"라고 아슈바허는 말합니다.
최종 승무원이 떠난 후에는 정거장의 고도가 더 떨어져 280km(175마일)로 내려가며, 이는 정거장을 지구의 두께가 더해져 점점 강해지는 대기권 마찰 위로 다시 밀어 올릴 수 없는 지점으로 간주됩니다. 이 과정은 몇 달이 걸릴 것입니다. 이 단계에서 러시아의 프로그레스 우주선이 정거장에 최종 밀어내기를 수행할 예정입니다.
최근 일부 프로그레스 우주선의 문제와 러시아와의 악화된 정치 상황으로 인해 NASA는 우주 견인선 대안에 대한 조사를 진행하고 있습니다. "NASA는 러시아의 참여에 대해 불확실성을 남겨 두고 있습니다," 미국 공군 고급 공군 학교의 우주 정책 전문가인 웬디 윗먼 코브는 말합니다. 심지어 러시아는 2025년에도 ISS에서 철수할 것을 제안한 바 있습니다.
어떤 우주 비행기를 사용하든, 이 최종 밀어내기 이후, 정거장은 지구의 두껍고 고도가 높은 대기에서 약 29,000km/h(18,000mph)의 속도로 돌파하여 본격적으로 재진입을 시작할 것입니다. 먼저 태양 전지판이 구조물에서 찢겨질 것입니다. "풍은 매우 세일 것입니다,"라고 맥도웰은 말합니다. 미르 재진입의 연구에 따르면, 이는 대략 100km(62마일) 고도에서 발생할 것으로 예상되며, 모든 전지판이 찢겨져 나가기까지 몇 분이 걸릴 것입니다. 그런 다음 지구 표면 위 약 80km(50마일)에서, 모듈 자체가 서로 찢겨지기 시작할 것입니다. 그런 다음, 수천도의 재진입 온도로 인해 불타게 되어 녹고 붕괴되기 시작합니다. 우주 정거장의 파편이 하늘을 가로질러 통과함에 따라 여러 소닉 붐이 들리게 될 것입니다.
미르의 탈권위는 전 세계적으로 사람들의 관심을 끌었습니다. 그러나 ISS는 미르 우주 정거장의 140톤(300,000파운드)의 거의 3배나 되는 무게를 가지고 있으며, 그 재진입은 더욱 더 근사할 것으로 예상됩니다. "이제 당신은 궤도 속도로 상공을 날아가는 400톤짜리 불타는 파편들을 가지게 됩니다,"라고 맥도웰은 말합니다.
그러나 모든 것이 계획대로 진행된다고 가정하면, 이 불타는 파편은 인간의 생명에 어떠한 위험도 가지지 않아야 합니다.
비행기와 선박으로 그것을 어떻게 관리할 것인지는 아직 알려지지 않았습니다. - 조나단 맥도웰
대신, 재진입을 생존한 파편은 종종 우주선 무덤으로 사용되는 뉴질랜드와 남미 사이의 태평양의 한 영역인 포인트 네모에 목표를 정하여 떨어지도록 할 것입니다. 이 지역은 인간이 거주하는 곳으로부터 충분히 떨어져 있어 우주 장비를 안전하게 버릴 수 있다고 여겨집니다. 바다류의 기류 특성 때문에 영양분이 상대적으로 부족하여 해양 생물이 거의 없습니다.
그럼에도 불구하고, ISS의 파편 경로는 이전에 본 적이 없는 것과 같이 거대하며, 몇 킬로미터 너비로 펼쳐져 있을 것으로 예상되며, 최대 6,000km(3,700마일)까지 길 수 있습니다.
그러므로, 재진입 중에는 해당 태평양 지역에 대한 접근이 제한되어야 하며 어떠한 사상자도 발생하지 않도록해야 합니다. "비행기와 선박으로 그것을 어떻게 관리할 것인지는 아직 알려지지 않았습니다," 맥도웰은 말합니다. 그러나 그것을 목격하는 사람들에게 ISS의 소멸은 분명히 어떤 풍경이 될 것입니다. "만약 내가 NASA라면 카메라와 센서를 실어 세부적인 분해를 정밀하게 조사할 것입니다,"라고 맥도웰은 말합니다. "분명히 수행할 과학적인 작업이 있습니다." 태양 전지판의 초기 분해부터 포인트 네모에서의 물에 떨어짐까지 전체 재진입은 단 40분이 소요될 것입니다.
인상적인 쇼이지만, ISS의 탈권위에 대해 일부 사람들은 자원의 낭비라는 우려를 표명합니다. ISS는 가치 있는 장비뿐만 아니라, 트러스와 태양 전지판의 금속과 같은 유용한 자원들도 포함하고 있으며, 이러한 자원은 큰 비용을 들여 우주로 운반되었습니다. "이는 과거 비용이 들어간 것입니다," 미국 조지 워싱턴 대학교의 우주 정책 전문가인 존 클라인은 말합니다. "가능한 한 재사용합시다."
2022년 말에 미국의 CisLunar Industries 및 Astroscale을 포함한 일부 기업들이 백악관에 그와 같은 아이디어를 제시했습니다. 이는 정거장의 트러스에 있는 금속을 녹여 새로운 구조물이나 우주 비행기를 만들거나, 심지어 전체 모듈을 분리하여 다른 우주 정거장을 위해 재활용하는 것을 포함할 수 있습니다. "우리는 확실히 여기에 기회가 있다고 생각합니다,"라고 CisLunar의 최고 경영자 게리 칼난은 말합니다. "우리는 우주에서의 부품 정리장을 만들고 싶습니다."
NASA 대변인은 "기관이 새롭고 혁신적인 아이디어에 대한 제안을 환영한다"며 "현재 시점에서 NASA는 국제 우주 정거장의 주요 구조적 부분을 재활용하기 위한 제안을 요청하거나 받지 않았다"고 말했습니다. Astroscale US의 대표인 론 로페즈는 기관이 재고해줄 것을 희망합니다. "나는 우리가 이러한 모든 옵션을 심사숙고할 기회가 있기를 희망합니다,"라고 그는 말합니다.
당분간의 계획은 국제 우주 정거장 전체를 태평양으로 처분하는 것으로 유지됩니다. 이는 우주에서의 인간 창의력과 협력의 수십 년에 걸친 진행의 화려한 종지부가 될 것입니다. 2031년에 태평양의 이야기없는 넓은 지역을 표류하고 있다면 주의하십시오. 당신은 우주에서 지구로 내리오는 녹아내린 열을 뿜는 파편의 소나기를 발견할 수 있습니다. "이것은 언론의 행사가 될 것입니다,"라고 맥도웰은 말합니다. "이것은 반드시 볼만한 불꽃놀이가 될 것입니다."
우주선 발사 잔해 처리 방법은?
우주선 발사 잔해는 다양한 방법으로 처리될 수 있습니다. 대부분의 경우, 우주선 발사 후에 발생하는 잔해는 지구의 대기권에 다시 진입하여 소멸하게 됩니다. 이는 대기압과 마찰에 의해 잔해가 녹아내려 소멸되는 과정을 의미합니다. 대부분의 우주기기는 이 과정을 통해 안전하게 소멸됩니다.
그러나 가끔은 우주선 발사 잔해가 지구 표면에 떨어질 수도 있습니다. 이 경우, 잔해는 대부분 바다나 인구가 거의 없는 지역에 떨어지도록 계획됩니다. 일부 경우에는 우주기기의 파편이 무인 지역이나 쓰레기장으로 운반되어 처리될 수도 있습니다.
또한, 일부 조직은 우주에서의 잔해 처리에 대한 규제와 안전을 위해 노력하고 있습니다. 이러한 조직은 우주 잔해의 추적 및 모니터링을 수행하여 잠재적으로 위험한 상황을 방지하고 지구의 우주 활동에 대한 지속적인 안전을 유지합니다.