케슬러 증후군: 우리는 우주 쓰레기라는 우산 아래서 천천히 자신을 가두고 있습니다.

2019년 9월, 지구 표면 약 200마일 상공에 두 개의 위성이 관측되었습니다. 서로를 향해 확대 시속 32,000마일의 엄청난 속도로. 하나는 유럽 우주국(ESA)의 Aeolus 지구 관측 위성이었고 다른 하나는 다음 중 하나였습니다. SpaceX의 Starlink 위성, 둘 다 동일한 우주 영역을 향해 속도를 내고 있는 상황에서 과학자들은 충돌할 확률을 1/1000로 추정했습니다.

미 공군은 두 개의 위성이 서로 향하는 것을 보고 두 조직에 경고했지만 SpaceX가 통신 시스템의 "버그"라고 설명한 내용으로 인해 어떠한 조치도 취하지 않았습니다. 만약 위성이 추락했다면 둘 다 완전히 사라졌을 것이고, 그 충격으로 인해 수백만 개의 크고 작은 잔해 조각이 우주로 날아갔을 것입니다. 의 오프닝 장면을 상상해 보세요. 영화 중력, 이제 이를 한 단계 더 증폭시킵니다.

우리 모두에게 다행스럽게도 ESA는 충돌을 피하기 위해 위성을 조종할 수 있었고 이제 두 위성 모두 안전하게 궤도를 계속 돌고 있습니다. 하지만 이 아슬아슬한 결정은 공간이 너무 가득 차면 어떤 일이 일어날 수 있는지를 보여줍니다. 수천, 심지어 수백만 개의 물체가 엄청난 속도로 지구 주위를 날아다니면 충돌 가능성이 높습니다.

우리는 우주에 떠다니는 우주 잔해의 결과가 무엇인지 조사했고 Donald로부터 내부 특종을 얻었습니다. Kessler, 전 NASA의 궤도 잔해 연구 수석 과학자이자 세계 최고의 우주 전문가 중 한 명 부스러기.

정크 트랩

위성이 고장나면 일반적으로 그것을 고치기 위해 우주로 올라가는 사람은 없습니다. 로켓이 단계 중 하나를 폐기하면 단계는 배출되는 곳마다 떠 있는 상태로 남습니다. 그리고 궤도에 있는 두 물체가 서로 충돌하면 문자 그대로 수백만 개의 작은 입자가 생성되어 우주로 날아가 지구 궤도를 돌게 됩니다.

이렇게 버려진 물질은 모두 우주 쓰레기로 통칭됩니다. 그것은 우리가 지구 주위의 우주에 남겨둔 쓰레기이며, 매년 그 양이 늘어나고 있습니다.

1970년대 후반, 우주 쓰레기에 대한 연구가 막 시작되었을 때, 케슬러는 무서운 가능성을 제시했습니다. 언젠가 우주 쓰레기가 너무 많아질 수도 있다는 것입니다. 충돌 없이 위성을 발사하는 것이 어렵거나 불가능할 때까지 충돌이 연속적으로 발생하는 낮은 지구 궤도의 쓰레기 부스러기. 우리는 본질적으로 우리 행성에서 포로가 될 것이고, 우리 자신 외에는 비난할 사람이 없을 것입니다.

충돌은 이전에 발생했으며 앞으로도 발생할 가능성이 높습니다.

파편이나 SpaceX와 ESA 위성이 충돌할 가능성이 있다는 걱정이 들렸다면 너무 과장된 말이지만, 과거에 위성이 충돌한 적이 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 결과.

2009 년에, 두 개의 위성이 충돌했다 초당 11,700미터(시속 26,000마일)의 놀라운 속도로 두 물체를 모두 파괴했을 뿐만 아니라 두 궤도와 그 너머에 걸쳐 거대한 잔해 밭을 뒤덮었습니다. 위성 중 하나는 통신 위성인 이리듐 별자리의 일부였으며, 하나는 비활성화된 러시아 우주군의 코스모스 위성이었습니다. 코스모스 위성은 파편의 위협을 심각하게 받아들이는 사람이 거의 없었을 때 폐기되어 궤도에 남겨졌습니다.

이 사건은 사람들에게 잔해가 가하는 위협의 심각성을 일깨워주었습니다. 값비싼 위성을 파괴할 수 있을 뿐만 아니라 충돌로 인해 문제가 훨씬 더 악화되었습니다. NASA는 이 사건이 파편 1,000개 생성 크기가 10cm보다 크면 수천 년 동안 다른 위성을 계속 위협할 수 있습니다.

잔해는 국제 우주 정거장과 허블 우주 망원경을 위협합니다

공간의 과밀화와 관련하여 고려해야 할 두 가지 주요 문제가 있습니다. 첫 번째는 우주 잔해가 국제 우주 정거장(ISS)과 같이 이미 지구 궤도에 있는 우주선에 어떤 영향을 미칠 수 있는지입니다. ISS는 평균 고도 330km(205마일)의 매우 낮은 지구 궤도에 위치하므로 수많은 우주 쓰레기 한가운데에 충돌하게 됩니다. ISS는 크기가 너무 크기 때문에 특히 파편 충격에 취약하므로 최대 1cm 크기의 파편 충격을 견딜 수 있도록 설계해야 했습니다.

다른 잔해의 위협을 처리하기 위해 ISS는 잠재적인 영향을 감시하고 비켜갑니다. "우주 정거장은 가까이 다가오는 모든 것을 피하기 위해 기동을 시작한 최초의 곳이었습니다." Kessler는 다음과 같이 설명했습니다. “그러나 이러한 기동의 문제는 어떤 일이 일어날지 예측할 수 없다는 것입니다. 충돌. 추적 정확도는 무언가가 불편할 정도로 가까운 곳을 지나갈 것이며 충돌 가능성이 있다고 말할 수 있을 만큼만 정확합니다. 그래서 그들은 그러한 상황에서 기동을 할 것입니다.”

ISS의 경우 규모가 너무 크고, 인명이 위태로워지므로 각별히 주의가 중요합니다. 또한 약 545km(340마일) 궤도를 도는 허블 망원경과 기타 유인 및 무인 임무와 같이 저궤도에 있는 다른 모든 물체도 고려해야 합니다. 그리고 그것은 파편 문제가 있는 더 높은 정지 ​​궤도에 있는 모든 위성을 언급하는 것조차 아닙니다.

잔해물이 너무 심해져서 위성 발사를 완전히 막을 수 있을까요?

고려해야 할 두 번째 문제는 잔해가 향후 발사에 어떤 영향을 미칠지입니다. 먼 행성으로 여행하는 경우, 지구를 뒤로 하고 잔해 지대를 통과하는 짧은 시간 동안 여행하면 문제가 발생할 가능성이 줄어듭니다. 위성, 유인 또는 무인 우주 임무와 같이 잔해 필드 내에 영구적으로 머무르는 물체를 볼 때 문제가 발생합니다.

Kessler는 “길 한복판에 사는 것보다 훨씬 더 안전하게 길을 건널 수 있습니다.”라고 설명합니다.

현재 이 문제는 대부분 경제학적인 측면에서 생각되고 있다. 본질적으로 잔해가 악화됨에 따라 위성을 발사하는 데 드는 비용이 점점 더 높아질 것입니다. 그러나 이 주제에 대한 연구가 부족하기 때문에 그 이후에 어떤 일이 일어날지는 아직 알 수 없습니다.

Kessler는 "'환경이 얼마나 나쁜지 [위성 발사가 가능하기에는] 너무 나쁜지'에 대한 답을 제시한 사람은 아무도 없습니다."라고 말했습니다. 우주 잔해가 물체를 궤도에 완전히 발사하는 것을 방해하는 지점을 확신하기 전에 이 질문에 답하는 것이 중요합니다.

문제를 해결하려면 지금 적극적인 조치가 필요합니다.

이 문제를 해결하려면 손가락질만 하며 최선의 결과를 바랄 수는 없습니다. 케슬러는 잔해 문제를 실제로 해결하려면 "보다 공격적인 조치가 필요하다"고 말합니다.

가장 시급한 문제는 입법 문제다. 모든 것이 궤도로 발사되는 지침과 같이 잔해 완화에 관해 합의된 지침이 있습니다. 2000킬로미터(1240마일) 미만의 비행체는 임무 수행 후 25년 이내에 대기권에 재진입해야 연소됩니다. 완성. 이는 객체 제거에 대한 책임을 해당 객체를 출시한 회사나 기관에 맡깁니다.

그러나 현재로서는 이는 법률이 아니라 지침일 뿐입니다. Kessler는 잔해물 제거에 대한 지침을 규칙으로 만들고 이를 따르지 않는 조직에 처벌을 가해야 한다고 제안합니다. 이것은 사람들이 모든 사람의 이익을 위해 그들을 따르도록 장려할 것입니다.

그러나 모든 사람이 현재 지침을 따르도록 하는 것만으로는 충분하지 않을 수 있습니다. Kessler는 "같은 결론에 도달한 연구가 꽤 많이 있었습니다. 모든 사람이 규칙을 준수하더라도 잔해의 성장을 막기에는 충분하지 않습니다."라고 말했습니다. 그 이유는 충돌이 계속해서 발생하고 더 많은 작은 잔해 조각이 생성되기 때문입니다.

이것이 우리에게 2단계가 필요한 이유입니다. 궤도에서 가장 큰 500개의 파편을 제거하는 것입니다. 이는 상대적으로 추적하기 쉽고 가장 위험하다는 것을 알고 있는 큰 조각입니다. 그리고 여기에 새로운 기술이 등장합니다.

새로운 기술은 우리의 행동을 정리하는 데 도움이 될 수 있습니다

Kessler는 NASA 연구원들의 논문을 지적했습니다. J.C. Liou와 N.L. 존슨 2006년부터 우주 잔해를 제거하는 데 필요한 것이 무엇인지 살펴보았습니다. 케슬러는 “내년부터 시작해 향후 100년 동안 매년 5개의 물체를 제거하면 궤도 환경이 안정화될 것”이라고 말했다.

그러나 궤도에서 큰 물체를 회수하는 것은 매우 어렵습니다. Kessler는 이렇게 설명했습니다. “이러한 물체는 붙잡도록 설계되지 않았으며 대부분이 회전하고 있습니다. 물체를 잡기 전에 회전을 멈춰야 합니다. 그리고 이들 중 일부는 스쿨버스만큼 큽니다.”

이 문제를 해결하는 방법에 대한 한 가지 제안은 위성 서비스 시설을 만드는 것입니다. 수명을 연장하기 위해 유지 관리되고 수정될 수 있으므로 수명이 길어지기까지 더 오랜 시간이 소요됩니다. 정크. 더 이상 필요하지 않은 물체를 궤도에서 내려오는 데에도 동일한 시설을 사용할 수 있습니다.

잔해물을 제거하는 방법에 대한 다른 아이디어도 작업 중입니다. 제거DEBRIS 위성 프로젝트 이는 그물, 작살, 비전 기반 탐색을 포함한 잔해물 포집을 위한 테스트 방법입니다. 유럽우주국 역시 잔해 제거 조사 중 Astroscale 회사와 함께 발사 전에 위성에 도킹 메커니즘을 추가하여 폐기된 위성을 더 쉽게 잡을 수 있도록 실험했습니다.

국제적 협력이 필요한 국제적 문제

기후 변화 문제와 마찬가지로 우주 쓰레기 문제도 국제적 협력이 필요한 국제적 문제입니다. 과학 연구뿐만 아니라 통신, GPS와 같은 기술 구현을 위해 공간을 계속 사용하려면 우리는 이미 당한 피해를 일부 되돌릴 수 있는 방법을 찾아야 할 뿐만 아니라, 이에 대한 새로운 해결책도 찾아야 합니다. 미래.

우리가 지구에 갇혀서 다른 행성으로 여행할 수 있는 능력을 완전히 잃을 가능성은 없지만 조만간 지구 주변에 존재하는 잔해 장은 우리의 연구 능력에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다. 공간. 케슬러는 “가장 큰 상처는 다른 행성에 대한 접근권을 잃는 것이 아니라 허블 망원경을 잃는 것”이라고 말했다. “결국 잔해가 될 수도 있어요. 위험에 처한 것은 우리의 과학적 호기심입니다.”

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