"온실가스, 인공위성 위협…2100년 운영 가능 위성 66% 줄 수도"

온실가스 배출량이 통제되지 않고 계속 증가할 경우 2100년까지 지구 궤도를 안전하게 돌 수 있는 인공위성 수가 현재 수준보다 최대 66% 줄어들 수 있다는 연구 결과가 나왔습니다.

미국 매사추세츠공대(MIT) 리처드 리나레스 교수팀은 오늘(11일) 과학 저널 네이처 지속가능성(Nature Sustainability)에서 온실가스 고배출 시나리오(SSP5-8.5) 발생 시 지구 궤도 밀도 변화 등으로 인공위성 수용 능력이 50~66% 감소할 수 있는 것으로 분석됐고 밝혔습니다.

이전 연구에 따르면 대기 중 온실가스 양이 증가하면 태양에서 오는 적외선 복사가 우주로 반사되면서 냉각 및 수축 효과를 발생, 지구 상층 대기(50~85㎞의 중간권과 85~600㎞의 열권)가 수축할 수 있는 것으로 나타났습니다.

상층 대기가 수축하면 지구 궤도 공간의 밀도가 감소, 마찰이 줄어 위성과 쓰레기가 궤도에 머무는 시간이 길어지며, 이 경우 궤도 위 위성과 쓰레기가 증가해 지구 궤도의 장기적 활용이 점점 어려워질 수 있습니다.

연구팀은 대기 모델링을 사용해 다양한 온실가스 배출 시나리오(SSP1-2.6 ,SSP2-4.5 ,SSP5-8.5) 하에서 2100년까지 지구 궤도에서 지속 가능하게 유지할 수 있는 인공위성의 수를 추정했습니다.

SSP5-8.5는 고탄소 경제가 계속돼 2100년까지 기온이 4.3℃ 이상 상승하는 시나리오이며, SPS2-4.5는 경제 성장과 환경 보호의 부분적 균형으로 기온이 2.7℃ 정도 상승하고, SSP1-2.6은 지속 가능성에 기반한 저탄소 경제로 기온 상승이 1.8℃ 이내로 억제되는 시나리오입니다.

분석 결과 배출량이 가장 많은 SSP5-8.5 시나리오의 경우 지구 대기에 큰 영향을 미치는 태양 활동에 따라 2100년까지 저지구 궤도(200~1천㎞)에서 지속 가능하게 관리할 수 있는 최대 위성 수가 현재보다 50~66% 감소할 것으로 예측됐습니다.

연구팀은 이 같은 위성 수용 능력 감소는 안전하게 운영할 수 있는 인공위성 수가 2천500만~4천만 개 줄어들 수 있음을 시사한다고 밝혔습니다.

또 이산화탄소 배출량이 중간에서 가장 높은 시나리오(SSP2-4.5와 SSP5-8.5)에서는 대기와의 마찰을 통해 궤도에서 이탈해 지구로 낙하하는 위성이 크게 감소하는 것으로 나타났습니다.

이는 위성은 물론 우주 쓰레기가 궤도에 머무는 시간이 길어진다는 것을 의미하며 이 경우 위성 간 또는 위성과 우주 쓰레기 간 충돌 위험이 더욱 커지게 됩니다.

연구팀은 충돌 위험을 줄이기 위한 능동적 궤도 이탈 기술이 고려되고 있지만, 온실가스 배출을 완화하는 것이 지구 기후뿐만 아니라 우주공간에 대한 접근과 이용을 보장하는 데에도 중요하다고 제안했습니다.

리나레스 교수는 "우주에서 광대역 인터넷을 제공하기 위한 위성 발사가 급증하고 있다"며 "이를 신중하게 관리하고 온실가스 배출량 감축을 위해 노력하지 않으면 우주가 너무 혼잡해져 더 많은 충돌과 파편이 발생할 수 있다"고 말했습니다.

(사진=유럽우주기구(ESA) 제공, 연합뉴스)