독일 뢴트겐 위성의 추락에 따른 인명피해 가능성이 제기되자 전 세계적으로 수명을 다한 인공위성에 대한 불안이 커지고 있다. 물론 현재까지 위성 잔해로 큰 피해를 입은 사람은 없다.

인공위성은 추진력에 의한 원심력과 지구의 중력이 평형을 이룰 경우 떨어지지 않고 일정 궤도를 돌 수 있다. 그러나 남은 연료가 부족하거나 통제가 불가능하게 되면 대기와의 마찰과 저항이 커져 조금씩 추락한다. 고도가 낮아지는 것이다. 일부 위성 보유국들은 이 과정에서 우주쓰레기를 만들지 않기 위해 위성을 지구로 추락시켜 바다에 가라앉히거나 대기권 마찰을 통해 불태우고 있다. 현재 7만~8만개의 우주 쓰레기들이 지구 위를 떠돈다.

인공위성은 추락하면서 대기권에 진입할 때 매우 높은 온도까지 달궈진다. 총알보다 20배나 빠른 속도로 대기권을 통과하면서 엄청난 마찰을 일으키기 때문이다. 고도 74~83㎞에서 인공위성이나 우주 쓰레기는 부서지기 시작한다. 연료나 고압가스가 폭발할 수도 있다. 대부분의 파편도 다시 불타 대기 중에서 사라진다. 하지만 타지 않은 파편은 낙하 속도가 서서히 줄면서 지구로 돌진한다.

커다란 위성 파편은 레이더 등으로 탐지가 가능하다. 문제는 작은 파편들은 어디에 떨어질지 예측하기 매우 어렵다는 점이다. 파편의 운동속도는 무려 초속 7㎞에 이른다. 예측했던 낙하 시점이 실제와 10초 차이만 나도 예상 지점에서 70㎞나 빗나간 곳에 떨어질 수 있다는 얘기다. 다만 위성이 추락하기 한두 시간 전 고도가 110~120㎞로 낮아지면 적어도 어느 지역이 안전한지 정도는 예측이 가능하다.

작은 파편이라도 큰 위협물이다. 속도 탓에 엄청난 파괴력을 갖는 것이다. 잔해의 지름이 1㎝만 돼도 시속 100㎞의 속도로 200㎏의 물체가 부딪히는 충격을 가하게 된다는 연구 결과도 나왔다.

아직까지 수명이 끝난 인공위성의 추락을 막고 지구로 안전하게 귀환시키는 기술은 없다. 그러나 전문가들은 3~4년 내 개발할 수 있을 것으로 예상하고 있다.

항공우주 전문가들은 “1960년대 말과 1970년대 미국과 소련이 경쟁적으로 우주 개척에 나서면서 대형 인공위성을 많이 쏘아 올렸기 때문에, 이들의 수명이 다하는 2010년대에 추락하는 인공위성의 수가 급증할 가능성이 있다.”고 내다봤다. 현재 우주잔해는 한 주에 한 번꼴로 지구 대기권에 들어오고 있다

박건형기자 kitsch@seoul.co.kr