키에런 오브라이언 - 선임 프로젝트 매니저
우주 지속가능성은 국제 우주 산업 전반에서 뜨거운 화두가 되었으며, 그럴 만한 이유가 있습니다.
현재까지 각국 정부와 위성 운영사들은 약 11,670개의 위성을 우주로 발사했으며, 그중 상당수는 저궤도(LEO)에 배치되었습니다. 유럽우주국(ESA)에 따르면, 현재 궤도를 돌고 있는 7,200개의 위성 중 4,300개만이 활동 중이며, 나머지 약 3,000개의 위성은 기동이 불가능한 상태로 우주 공간을 떠돌고 있습니다. 활동 중인 우주선은 다른 활동 중인 물체나 수명이 다한 우주 쓰레기와의 충돌을 피하기 위해 정기적으로 "충돌 회피 기동"(CAM)을 수행합니다. 심지어 국제우주정거장(ISS)조차 안전하지 않습니다. 궤도 쓰레기는 ISS에 가장 큰 위협 요소 중 하나이며, 이로 인해 ISS는 매년 4회 이상의 충돌 회피 기동을 실시해야 합니다. 수명이 다한 물체들은 지구의 대기권으로 진입하여 불타오르는 최후를 맞이하기 위해 나선형 궤도를 그리며 ISS와 자주 겹칩니다. 그리고 최근 5월에는 우주 쓰레기 하나가 ISS의 캐나다암2에 충돌하여 커다란 구멍을 남기는 사고가 발생했습니다.
대규모 위성군 등장으로 궤도 환경은 더욱 변화할 전망입니다. 이러한 대규모 네트워크는 궤도상의 위성 수를 급증시킬 것이며, 2030년까지 수만 개의 새로운 위성이 발사될 것으로 예측되어 궤도 혼잡이 심화될 것입니다. 단순히 위성 수의 증가만으로도 위성 운영자는 물론, 우주 기반 시설 사용자(선진국 인구 거의 전부를 포함) 모두에게 경종을 울리기에 충분합니다.
우주는 악명 높을 정도로 가혹한 환경이며, 인공위성 고장은 언제든 발생할 수 있습니다. 특히 대규모 위성군에서는 위성 고장이 발생할 경우 우주 지속가능성에 심각한 문제를 야기합니다. 예를 들어, 고고도 저궤도(LEO)에서 운용되는 1,000개의 위성으로 구성된 가상 위성군을 생각해 보겠습니다. 고장률이 5%라면, 나머지 정상 작동하는 위성들과 동일한 궤도에서 약 50개의 고장난 위성이 떠돌게 됩니다. 위성군을 보충하기 위해 더 많은 위성을 발사할수록 궤도상의 고장난 위성 수는 더욱 증가할 것입니다. 이는 동일하거나 유사한 궤도에 있는 모든 물체, 심지어 운영사 자체의 위성에도 심각한 위협이 됩니다. 수백 대의 제어된 위성을 계획된 궤도에서 조화롭게 운용하는 것과, 시속 27,000km가 넘는 속도로 이동하는 50개의 고장난 위성이 궤도를 이탈하는 것은 완전히 다른 차원의 문제입니다.
이는 운영자의 위성군과 동일 궤도 부근의 다른 천체들뿐만 아니라, 전체 저궤도 환경을 위협합니다. 각 충돌은 수만 개의 새로운 파편을 생성할 수 있기 때문입니다. 시간이 지남에 따라 이는 "케슬러 증후군"과 같은 악순환으로 이어져, 궤도 천체의 수가 증가할수록 충돌 횟수도 늘어나고, 결과적으로 궤도 파편의 양도 계속해서 증가할 수 있습니다.
그렇다면, 이미 기하급수적으로 증가 중인 위성군을 고려할 때, 미래 세대를 위한 지속 가능한 우주 환경을 보장하면서 동시에 혁신적인 저궤도 광대역 네트워크의 이점을 누리려면 어떻게 해야 할까요?
바로 이 지점에서 수명 종료(EOL) 서비스가 중요해집니다. 약간의 사전 계획과 예방 조치를 통해 위성군 운영자는 발사 전에 도킹 플레이트를 위성에 장착하여 호환 가능한 서비스 위성이 수명이 다한 위성과 도킹하고 폐기할 수 있도록 준비할 수 있습니다.
고도로 발전된 로봇 서비스 장비들이 위성의 수명을 다했을 때, 근처 위성과 만나 능동적으로 궤도에서 이탈시키기 위해 대기하고 있는 모습을 상상해 보세요. 작업이 완료되면 이 로봇 우주 청소기들은 주차 궤도로 돌아가 다음 위성의 호출을 기다릴 수 있습니다. 마치 공상 과학처럼 들릴지 모르지만, 이는 아스트로스케일(Astroscale)이 이미 실현하고 있는 여러 비전 중 하나입니다. 최근 발사된…엘사-d(아스트로스케일의 제품 수명 주기 종료 서비스 시연) 및 혁신적인 다중 고객 서비스 프로그램,엘사-엠,이러한 비전을 현실로 구현하는 과정에서 중요한 이정표들이 되고 있습니다.
이 ELSA-M 프로그램은 단일 임무에서 여러 개의 우주 쓰레기를 제거할 수 있는 상업용 서비스를 제공하기 위한 글로벌 우주 산업의 다음 단계입니다. 현재 진행 중인 활동에는 영국 우주국, 유럽 우주국 및 OneWeb과의 협력을 통해 핵심 수명 종료(EOL) 기술 개발이 포함됩니다.최근 선라이즈 프로그램에 합류했습니다.이러한 기술 개발은 EOL 서비스 장비와 상업용 고객 우주선 간의 최초 만남 및 도킹을 가능하게 하여 당사의 상업용 EOL 서비스 시작을 위한 발판을 마련할 것입니다.
이것은 단지 시작일 뿐입니다. 궤도상 도킹 및 근접 운용에 필요한 기술과 제어되지 않는 우주 물체의 로봇 포획 기술을 숙달함으로써, 이 EOL 기술은 궤도상 연료 보급, 궤도상 업그레이드, 나아가 궤도상 제조 및/또는 조립을 포함한 더욱 발전된 형태의 궤도상 서비스 개발을 지원할 것입니다.
하지만 현재로서는 주된 목표는 단순하지만 결코 쉽지는 않습니다. 아스트로스케일은 혁신적인 수명 종료(EOL) 기술을 개발하면서 인류가 우주를 지속적으로 탐사하고 활용할 수 있도록 깨끗하고 안전하며 지속 가능한 궤도 환경을 보존하기 위해 파트너십을 구축하고 있습니다.
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