우주쓰레기 청소
떠오르는 우주 스타트업
로봇팔로·레이저로·작살로·끈끈이로 우주쓰레기 제거

영화 ‘승리호’에 등장하는 우주쓰레기 청소부가 2년 뒤에는 실제로 등장할 전망이다. 우주 청소부들은 첨단 기술을 이용해 쓰레기를 모은 다음 태워버린다. 소각 작업에 쓰는 도구는 대기권이다. 쓰레기를 지구로 밀어 넣으면 대기와 마찰로 뜨거워진 쓰레기가 불타 없어진다. 당장 우주로 올라가 쓰레기를 치우기는 힘들지만, 수년 안에 실제 청소에 나설 계획이다.





영화 ‘승리호’에서는 우주 청소부에 대한 이야기가 그려졌다. /’승리호’ 공식 스틸컷








영화 ‘그래비티’의 한 장면. /’그래비티’ 공식 스틸컷

최근 영국 콘월에서 열린 G7 정상회의에서 우주 쓰레기가 화제였다. 회의에 참석한 국가들은 우주쓰레기에 공동 대처한다고 선언했다. 우주쓰레기가 화두로 떠오른 이유는 인류의 마지막 투자처로 꼽히는 우주 산업이 우주 쓰레기로 위협을 받는 상황이기 때문이다. 올해 1월 미국항공우주국(NASA)이 공개한 우주 파편 감시 보고서를 보면 현재 지구 주변에 떠 있는 우주쓰레기는 9000t에 달한다. 수천만개의 인공위성과 발사체 잔해물 등이 지구 주변을 맴돌고 있다.

더 많은 위성을 쏘아 올리는 등 우주산업이 다음 단계로 도약하기 위해서는 우주에 떠도는 이런 쓰레기를 치워야 한다. 영화 ‘그래비티’처럼 인공위성 파편 때문에 대형 사고가 터질 수 있기 때문이다. 우주 쓰레기의 평균 속도는 총알보다 빠른 초속 7km다. 아무리 작은 파편도 속도가 붙으면 인공위성이나 우주정거장, 우주선을 부술 수 있는 흉기다. 실제로 2007년 미국 우주왕복선 엔데버호는 우주쓰레기에 부딪혀 부서졌다. 지난 5월 캐나다 우주국은 국제우주정거장(ISS)에 설치한 로봇팔 ‘캐나담2’을 점검하는 과정에서 작은 구멍이 생긴 것을 발견했다. 모두 우주 쓰레기의 심각성을 보여주는 사례다. 우주쓰레기에 대한 우려의 목소리가 커지면서 해외에서는 ‘우주 청소’ 기술을 개발하는 업체들이 속속 등장하고 있다.

◇로봇 팔로 쓰레기 잡는 스위스 ‘클리어스페이스’




네 팔을 이용해 쓰레기를 잡는 클리어스페이스. /클리어스페이스

스위스 우주 스타트업 ‘클리어스페이스’는 우주 청소 기술을 개발하는 대표 기업 중 하나다. 클리어스페이스는 2019년 유럽우주국(ESA)과 1억400만달러(약 1170억원) 규모의 우주 쓰레기 수거 계약을 했다. 이 돈을 받고 회사는 2013년 발사 후 660km~800km 상공에 남아 있는 소형 위성 ‘베스파’(VESPA)의 잔해를 청소하기로 했다.

클리어스페이스는 팔이 네 개 달린 로봇 위성을 통해 우주를 청소할 계획이다. 로봇 위성이 궤도에 진입하면 부착된 센서가 우주 쓰레기를 감지하고 접근한다. 이후 네 개의 팔로 쓰레기를 감싸 쥔다. 그리고 지구를 향해 떨어진다. 추락하다가 대기권에 들어서면 마찰열로 로봇과 잔해물은 모두 불에 타 없어진다. 클리어스페이스는 2025년 세계 첫 우주쓰레기 청소 작업을 벌일 계획이다.

◇쓰레기에 레이저 쏘는 일본 ‘스카이퍼펙트JSAT’




레이저 빔을 이용해 우주쓰레기를 청소하는 스카이퍼펙트JSAT. /스카이퍼펙트JSAT

일본의 위성통신 회사인 ‘스카이퍼펙트JSAT’는 레이저를 통해 우주 쓰레기를 제거하는 기술을 개발 중이다. 2026년 실제 사용이 목표다. 수십 미터 이상 떨어진 곳에서 레이저를 쏘아 우주 쓰레기 표면을 태우면서 원하는 곳으로 밀어낸다. 대기권으로 우주쓰레기를 밀어 넣어 마찰열로 태운다. 약 100kg 무게의 우주쓰레기를 처리할 수 있을 것으로 기대한다.

스카이퍼펙트JSAT 측은 교도통신과의 인터뷰에서 “레이저 빔은 물체와 직접 접촉할 필요가 없기 때문에 안전한 방법”이라며 “이동하는 데 드는 연료도 따로 필요치 않아 매우 경제적인 방식”이라고 설명했다.

또 다른 일본 우주쓰레기 청소 스타트업 ‘아스트로스케일’은 ‘우주 청소부’(Space sweepers)를 회사 슬로건으로 내걸었다. 아스트로스케일은 커다란 자석을 활용해 금속 성분의 우주 쓰레기를 끌어 모은다. 그 다음 클리어스페이스처럼 대기권에 진입해 쓰레기와 함께 불꽃으로 변해 사라진다. 현재까지 총 210억 엔(약 2140억 원)을 투자 받았다. 지난 4월에는 테스트를 위해 개발한 우주쓰레기 수거 위성 ‘ELSA-D’를 카자흐스탄 바이코누르 우주센터에서 로켓에 실어 하늘로 올려보냈다.

◇그물로 감싸는 영국 ‘리무브데브리스’





그물로 우주쓰레기 포획하는 영국 서리대의 리무브데브리스. /영국 서리대 우주센터 영상 캡처.


유럽 항공기 제조사 에어버스와 영국 서리대 연구팀은 그물과 작살을 통해 우주 쓰레기를 수거하는 방법을 연구 중이다. 2018년에는 위성 ‘리무브데브리스’를 쏘아 올려 우주 쓰레기를 그물로 포획하는 실험을 했다. 당시 대기권 밖에서 ‘우주쓰레기 모형’을 그물로 감싸는 데는 성공했다. 하지만 목표물을 대기권으로 보내는 데는 실패했다. 당시 위성에 그물이 제대로 고정되어 있지 않았기 때문이다.

이후 이들은 작살로 우주쓰레기를 쏴 대기권으로 끌고 오는 방안을 구상하고 있다. 영화 ‘승리호’에 등장한 방식과 유사한 방법이다. 티타늄으로 만든 작살을 쏘아 올려 목표한 우주 쓰레기를 맞힌 뒤 대기권으로 끌고 와 태워 없애는 식이다. 에어버스 측은 외신 보도에서 로봇 팔보다 작살을 활용하는 것이 더 쉬운 방법이 될 수 있다고 설명했다.


◇끈끈이에 붙이는 러시아 ‘스타트로켓’



폴리머 폼으로 우주 쓰레기 낚는 스타트로켓. /스타트로켓

러시아 우주 스타트업 ‘스타트로켓’은 끈끈한 물질로 우주 쓰레기를 수거하는 위성을 개발하고 있다. 무게는 50kg으로 원통형 모양이다. 끈끈한 물질인 ‘폴리머 폼’을 거미줄처럼 발사해 우주 쓰레기를 달라붙게 한 다음 대기권으로 떨어뜨린다. 2023년 발사를 계획하고 있다.

◇걸음마 시작한 국내 우주 청소 기술

한국도 우주쓰레기 청소 기술 개발을 검토 중이다. 올해 2월 정부가 내놓은 ‘2021년도 우주위험대비 시행계획’을 보면 우주물체의 충돌이나 우주 위험에 대비한 기술 개발을 위해 약 130억원의 예산을 투입한다. 또 우주쓰레기 제거기술 개발을 위한 우주잔해물조정위원회(IADC), 국제항공기구(ICAO) 등 협의체에도 참여할 계획이다.

김해동 한국항공우주연구원 책임연구원은 지난 3월 한 언론과의 인터뷰에서 “50kg 이하의 초소형 위성을 보내 클리어언트 위성에 접근한 뒤 로봇팔로 붙잡아 자세제어를 하고 궤도 변경을 시도해 최종적으로 대기권으로 끌고 내려와 불타 없어지게 하는 것이 목표”라며 “내년부터 5년 동안 기반 기술을 개발하기 위한 연구를 시작할 예정”이라고 밝혔다.

글 시시비비 이은
시시비비랩



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