한국항공우주연구원

   대학과 중소기업이 협력하여 우주 쓰레기 문제를 해결하는 도구를 제작하여 화제가 되고 있다.

   수백만 개의 ‘우주 쓰레기(Space debris)’ 조각은 지구 궤도를 돌면서 인간의 탐험과 우주 개발에 부작용을 드러내고 있다. 이러한 조각들은 로켓 부스터와 같은 대형 물체로부터 나오는 작은 파편에서부터 기능이 정지된 장비의 완전한 크기의 파편 등에 이르기 까지 다양하다. 활동 중인 인공위성과 우주선은 초당 수 킬로미터의 속도로 돌아다니는 잔해와 충돌하여 손상 될 수 있다. 문제는 충돌이 계속되어 순차적으로 더 많은 쓰레기를 만든다는 것이다. 2009년에는 작동이 정지된 러시아 통신 위성과 활동 중인 미국 위성이 충돌하여 700개 이상의 파편을 만들기도 했다.

   이러한 우주 쓰레기 문제를 해결하기 위해 글래스고 대학과 클라이드 우주회사의 엔지니어는 증가되는 우주 쓰레기 문제에 대한 실질적인 솔루션을 개발했다. 글래스고 대학의 공대 패트릭 하크네스 박사(Patrick Harkness)는 향후 최종적으로 이 우주 쓰레기를 궤도에서 제거하도록 하는 AEOLDOS (Aerodynamic End Of Life Deorbit System)라 불리는 궤도이탈장치개발을 주도하였다. AEOLDOS는 낮은 지구 궤도에 안착하기 전에 작은 위성에 추가 할 수 있는 큐브샛(CubeSats)으로 알려진 가볍고, 접이식인 일종의 aerobrake이다.

[그림] AEOLDOS
35x100x100mm의 용적에 3m2의 막과 기계장치와 전자장치가 내장되어 있다

   일단 위성이 수명이 다하면 줄자와 같은 받침대로 지지되는 얇은 막으로 만든 이러한 저 중량의 에어로브레이크가 확 열려 지구에 가까운 우주공간에 존재하는 아주 얇은 초고층 대기에 반하는 역학적 드래그를 생성 한다. 위성이 궤도에서 이탈함에 따라 공기 역학적 효과가 증가하여 위성이 하강하면서 피해 없이 태워버려 잠재적으로 위험한 우주 쓰레기를 만들지 않게 해준다는 원리이다.

   작은 우주선과 초소형 우주선 시스템을 제작하는 글래스고(Glasgow) 대학에 기반을 둔 중소기업 클라이드 우주회사는 이 AEOLDOS 기술을 CubeSats에 적용하여 전 세계의 고객에게 제공하기 위해 글래스고 대학과 함께 일하고 있다.

   최초의 인공위성 스푸트니크가 우주 궤도로 발사된 지 불과 55년이 지났지만 그로부터 인류는 지구 주변의 우주공간에 아주 많은 행성들을 만들어 왔으며, 매년 궤도에 진입하는 위성의 비율은 가속되고 이 때문에 위성들이 그 목적을 다한 후에 어떻게 궤도에서 제거할 것인가를 더 효율적으로 관리하는 것이 중요해 지는 이유이다.

   CubeSats은 현재 유엔우주사무국(UNOOSA, United Nations Office for Outer Space Affairs)의 공식 권고사항을 충족시키기 위해 25년 안에 지구 대기권으로 재진입 하는 데 필요한 것보다 낮은 궤도에 진입을 목표로 하고 있다. 이것은 CubeSats의 잠재적인 과학효용성은 감소시키지만, AEOLDOS는 사용자에게 위성의 운용 기간의 수명에 대해 더 많은 제어를 할 수 있게 하고 사용자들이 이것들은 항상 드래그를 발생시켜서 적절한 시간에 폐기처분할 수 있다는 것을 알기 때문에 훨씬 높은 고도에서 임무를 실행할 수 있다.

   클라이드 우주회사는 더욱 진보된 큐브샛의 임무를 활성화하는 핵심 기술과 제품을 개발하는 회사이며, AEOLDOS는 앞으로 더 많은 우주선의 임무를 활성화하는 또 다른 핵심적 혁신기술이 될 것이라고 하고 있어 그 결과가 주목되고 있다.

※ 이 글은 아래 링크의 기사를 참조하여 작성하였습니다.
출처: http://www.clyde-space.com/news/355_university-of-glasgow-and-clyde-space-set-to-put-brakes-on-space-junk-problem 

작성 : 한국항공우주연구원 한상호 (책임연구원)