로켓 발사가 실패할 경우 환경 재앙을 예방하는 것에 대해 알아보겠습니다.
로켓 발사 증가와 실패 시 환경 영향은?
2023년 4월 20일, SpaceX의 스타쉽이 텍사스 하늘로 천천히 떠오를 때, 세계에서 가장 강력한 로켓의 첫 비행이 그렇게 오래 지속될 것이라고 예상한 사람은 거의 없었습니다.
스타쉽이 발사탑을 통과하고 33개의 엔진이 구름 한 점 없는 하늘로 솟아오르자, 근처 도로를 따라 늘어선 군중들 사이에서 박수가 터져 나왔습니다. 그러나 예정된 90분 비행 중 3분 57초 만에 우주선은 폭발하여 파편이 비처럼 바다로 떨어졌습니다. SpaceX의 엔지니어들은 이 폭발을 "빠른 비정상 해체"라고 설명했으며, 소유주인 일론 머스크는 "흥미진진하다"라고 말했습니다. 이 미션은 성공으로 선언되었습니다.
기술적인 관점에서 보면 이는 분명 흥미진진했고 성공이었습니다. 스타쉽은 로켓 기술의 경계를 넓히며, 2024년 6월의 최신 비행 이후 위성, 나아가 사람을 궤도와 달 너머로 보내는 실현 가능한 수단이 될 가능성이 높아졌습니다. 하지만 첫 비행의 생중계가 끝난 후 엔지니어들은 충격적인 사실을 발견했습니다. 발사가 발사대뿐만 아니라 발사대 자체도 파괴한 것입니다.
SpaceX의 보카치카 발사장은 미국 남부 국경에 위치해 있으며 멕시코만을 바라보고 있습니다. 회사는 지구의 회전 이점을 얻기 위해 동쪽으로 발사하며, 이는 로켓 파편이 바다로 떨어지는 추가 이점도 제공합니다(이러한 로켓 추락이 해양 환경에 미치는 영향은 대부분 알려져 있지 않습니다). 이 지역은 주립 공원과 국가 야생동물 보호구역으로 둘러싸여 있으며, 보호 식물과 철새에게 중요한 지역입니다.
로켓 발사대의 엔진이 점화되자 발사대는 먼지와 연기의 구름에 뒤덮였습니다. 이는 폭발적인 파편 구름을 숨겼으며, 로켓은 구조물에 크레이터를 만들어내고 모래, 흙, 금속과 콘크리트 조각을 최대 10km(6.2마일) 떨어진 곳까지 날려 보냈습니다.
다행히도 부상자는 없었지만, 원격 카메라가 일부 피해를 포착했고, 지역 공공 라디오는 인근 지역에 "재"가 떨어졌다고 보도했으며, 후에는 주변 보호 지역이 파편으로 뒤덮인 사실이 밝혀졌습니다. 이러한 낙진은 미국 어류 및 야생동물 서비스국에 의해 공식적으로 문서화되었고, 스타쉽은 운행이 중지되었습니다.
발사 전에 SpaceX는 엄격한 환경 조건을 준수하기로 합의했고, 로켓을 고정한 상태에서 엔진을 점화하여 발사대를 테스트했지만, 최대 출력에서는 아니었습니다. 발사 후 머스크는 X에 올린 게시물에서 발사 시 로켓 아래에 배치될 예정이었던 "대규모 물냉각 강철 판"이 제때 준비되지 않았음을 인정했습니다.
사라 게인스 바르메이어는 이렇게 큰 폭발을 지켜보는 것이 힘들다고 말했습니다.
그 후 회사는 개선된 설계로 발사대를 재건했습니다. 그러나 이번 폭발은 환경 단체들 사이에서 커져가는 우려를 부각시켰습니다. 매년 발사되는 우주 물체의 수가 수천 개에 이르고 새로운 발사체가 개발됨에 따라 많은 환경 단체들이 로켓 기술의 의도치 않은 영향을 우려하고 있습니다. 특히 사고가 발생했을 때 더욱 그렇습니다.
미국 국립공원 보호협회의 보존 프로그램 부회장인 사라 게인스 바르메이어는 "이런 거대한 폭발을 지켜보는 것은 어렵다"라고 말합니다. "파편으로 인한 환경 파괴, 화재 발생 가능성, 대기 및 수질 오염 등을 고려할 때 보호 구역 근처에서 우주선을 발사하기 전에 더 많은 안전 조치와 테스트가 필요합니다."
보카치카 폭발 이후 여러 보존 단체들은 발사를 허용한 정부 규제 기관을 상대로 법적 청구를 제기했습니다. 한편, NPCA는 해안 지역에 대한 더 넓은 위험을 경고하고 있습니다. 현재 이 단체는 조지아주 해안에 있는 보호 구역 근처에 상업적 발사장을 개발하는 것에 반대하는 캠페인을 벌이고 있으며, 플로리다의 케이프 커내버럴 확장 계획에 대해서도 우려를 표명하는 단체들 중 하나입니다.
NASA의 발사 기지로 유명한 케이프 커내버럴에 대해 미국 공군부는 현재 스타쉽을 위한 새로운 발사대를 건설하는 것이 환경에 미치는 영향을 평가 중입니다. 최근에는 지역 주민들의 의견을 수렴하기 위해 일련의 공개회의를 개최했습니다. 제안된 발사대 위치 중 하나는 기존 발사대를 재개발하는 것이지만, 다른 하나는 경계에 더 가까운 곳에 완전히 새로운 발사대를 건설하는, 잠재적으로 더 논란이 될 수 있는 계획입니다.
"이 지역들은 우주 산업의 영향을 받아왔습니다,"라고 바르메이어는 말합니다. "하지만 현재 새로운 제안들을 보면 보호 구역에 점점 더 가까워지고 있어 그것이 우리가 우려하는 점입니다."
케이프 커내버럴 주변에는 메릿 아일랜드 국립 야생동물 보호구역을 포함해 국제적으로 중요한 식물과 야생동물이 서식하고 있습니다. 이곳은 세계에서 생물 다양성이 가장 높은 지역 중 하나입니다.
"케이프 커내버럴에는 약 1,133종의 식물, 141종의 어류, 74종의 양서류와 파충류, 318종의 조류, 그리고 29종의 포유류가 서식하고 있습니다, "라고 케이프 커내버럴에 있는 NASA 케네디 우주 센터의 환경 관리팀을 이끄는 돈 댄커트가 말합니다. "이 중 21종은 연방 보호를 받고 있으며, 매너티, 바다거북, 미국 흰머리수리 등이 포함됩니다."
광활한 평원의 일부 지역은 폐기된 로켓에서 유출된 발암성 연료로 오염되었습니다. NASA는 초기 우주왕복선 비행부터 40년 이상 이 지역에서의 발사 영향을 모니터링해 왔습니다. NASA는 BBC에 30년간 135회의 발사 후 주요 영향은 "알루미늄 입자의 축적, 식물 피해, 인접 수역의 일시적인 pH 감소"라고 밝혔습니다.
NASA는 이러한 영향을 우주왕복선 고체 로켓 부스터에서 연소된 추진제에 기인한다고 설명하며, 2022년 11월 아르테미스 발사 후에도 유사한 결과가 기록되었다고 말합니다(아르테미스는 동일한 고체 로켓 기술을 사용합니다). 이 기관은 또한 수질과 공기 질을 모니터링하며, "우주왕복선 발사가 야생동물 개체군에 미치는 급성 영향은 최소한"이라고 밝혔습니다.
"NASA 발사에 사용되는 모든 차량은 출발 전에 철저히 테스트됩니다,"라고 댄커트는 말합니다. "이 과정의 일환으로, 발사로 인한 환경 영향이 최소화되고 생태계에 장기적인 피해를 주지 않도록 보장합니다."
같은 말을 러시아의 바이코누르 우주 기지에 대해서는 할 수 없습니다. 카자흐스탄에 위치한 세계 최초의 우주 기지인 바이코누르는 규제되지 않은 우주 야망의 경고적인 이야기입니다. 넓은 평원이 폐기된 로켓에서 유출된 발암성 연료로 오염되었습니다.
사실, 케이프 커내버럴 발사 단지가 현재 위치에 있다는 것이 환경 보전에 도움이 되었다고 주장할 수도 있습니다. 인근 플로리다 해안은 호텔, 레스토랑, 아파트로 과도하게 개발되었지만, 보안 문제와 폭발 위험 때문에 발사장 근처에는 아무도 건설할 수 없었습니다. 이는 조니 미첼이 노래한 "천국을 포장해 주차장을 만든다"는 표현의 전형입니다.
최근 설치된 태양광 발전소는 개구리가 지나갈 수 있도록 구멍이 뚫린 울타리를 갖추고 있습니다.
한편, 프랑스령 기아나의 쿠루에서 유럽우주국(ESA)은 자체 대형 로켓인 아리안-6의 첫 발사를 준비 중입니다(2018년에 방문했을 때 이 프로젝트에 대해 쓴 적이 있습니다). 650제곱킬로미터(251 제곱마일) 규모의 유럽 우주 기지는 적도 북쪽에 위치해 있으며, 맹그로브 늪지와 열대 우림으로 둘러싸여 있습니다. 이곳은 세계에서 세 번째로 큰 고양이 종이자 '위기 근접' 종으로 분류되는 재규어를 포함한 풍부한 생물 다양성을 자랑합니다.
ESA의 우주 수송국 인프라 책임자인 루스 파브레게트는 "이곳은 매우 잘 보존되어 있습니다. [우주 기지 내] 농사가 없기 때문에 화학 물질이나 살충제가 없으며, 이 지역 내 사냥도 금지되어 있습니다"라고 말합니다.
우주 기지는 공기, 토양, 수질을 지속적으로 모니터링하며, 건물과 인프라 주변에는 야생 동물을 보호하기 위한 조치가 마련되어 있습니다. 예를 들어, 최근 설치된 태양광 발전소는 개구리가 지나갈 수 있도록 울타리에 구멍이 뚫려 있습니다. 그러나 케이프 커내버럴과 마찬가지로 발사의 영향으로 고체 로켓의 배기가스로 인해 알루미늄 및 산성도가 증가한 기록이 있습니다.
"영향은 매우 적고 일시적이며 발사장 주변 500m(1,650피트) 정도에만 미칩니다,"라고 파브레게트는 말합니다.
첫 아리안 6호의 최종 조립이 7월 발사를 준비하기 위해 발사대에서 진행되고 있습니다. 머스크가 증명하듯이, 첫 비행에서는 실패가 항상 가능성으로 남아 있습니다. ESA 발사 프로그램의 베테랑들도 분명 긴장할 것입니다.
1996년 6월 첫 아리안 5호 로켓은 소프트웨어 버그로 인해 발사 후 39초 만에 폭발했습니다. 후속 모델의 비행에 대한 기대가 높지만, 미션 계획자들은 이미 최악의 시나리오를 대비하고 있습니다. 로켓이 분해될 경우 파편이 바다로 날아가도록 하는 바람 방향에서만 발사하며, 로켓이 분해되면 지면에 닿을 때 피해를 최소화하기 위해 작은 조각들로 나뉘도록 설계되었습니다.
우주에서 본 우리의 연약한 푸른 행성의 첫 이미지부터 오늘날의 날씨와 기후 변화를 모니터링하는 위성에 이르기까지, 우주는 지구 환경에 대한 우리의 관점을 변화시켰습니다. 그러나 우주 기지의 무분별한 개발이나 실패 위험을 고려하지 않은 채 새로운 발사 시스템을 서둘러 개발하는 것은 이러한 노력을 약화시킬 수 있습니다.
그럼에도 불구하고 바르메이어는 낙관적입니다. "우리는 이곳에서 균형을 찾을 수 있으며, 산업과 보존이 공존할 수 있다고 정말로 믿고 있습니다."
대기 오염
- 유독 가스 배출: 로켓 연료의 연소는 이산화탄소, 일산화탄소, 질소 산화물, 황산화물 등 유독 가스를 대기 중에 방출합니다. 이러한 가스들은 대기 오염을 유발하고, 산성비를 초래할 수 있습니다.
- 미세 입자: 로켓 추진체에서 방출되는 미세 입자는 대기 중에 장기간 머물며, 인간과 동물의 호흡기 건강에 해로운 영향을 미칠 수 있습니다.
토양 오염
- 연료 누출: 로켓 추락 시 연료가 누출되어 토양을 오염시킬 수 있습니다. 특히, 하이드라진 같은 독성 물질이 포함된 연료는 토양 생태계를 심각하게 훼손할 수 있습니다.
- 금속 잔해: 로켓의 금속 부품이 추락하면서 토양에 남아 중금속 오염을 일으킬 수 있습니다.
수질 오염
- 유독 물질 유입: 로켓이 바다나 강으로 추락할 경우, 유독 물질이 수체에 유입되어 수질 오염을 초래합니다. 이는 수중 생태계에 치명적인 영향을 미칠 수 있습니다.
- 기름 유출: 연료나 윤활유가 물에 유출되면 물고기와 기타 수생 생물들에게 해를 끼칠 수 있습니다.
생태계 파괴
- 물리적 피해: 로켓 추락으로 인한 충격과 화재는 자연 서식지를 파괴하고, 동식물의 서식지를 훼손합니다.
- 생물 독성: 추락으로 인해 유출된 독성 화학물질은 식물과 동물의 건강에 직접적인 위협을 가합니다. 이는 먹이 사슬을 통해 더 넓은 생태계에 영향을 미칠 수 있습니다.
해양 환경
- 해양 생물 피해: 바다로 추락한 로켓 잔해는 해양 생물들에게 물리적 및 화학적 피해를 줄 수 있습니다. 특히, 산호초와 같은 민감한 해양 생태계에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
- 장기적 영향: 해양에 유입된 오염 물질은 해류를 따라 넓은 범위로 확산되며, 장기적으로 해양 생태계의 균형을 무너뜨릴 수 있습니다.
방사성 물질
- 방사성 동위 원소: 일부 로켓은 방사성 동위 원소를 사용합니다. 이러한 로켓이 추락하면 방사성 물질이 유출되어 심각한 환경오염을 초래할 수 있습니다.