먼저 날렵하고 우아한 모습을 한 인공위성 우주비행 사진을 한 장 살펴보겠습니다. 유럽우주국 ESA 홈페이지에서 따온 것입니다. 여기서의 문제는 이 위성이 자신의 수명을 다하고 현재 지구로 추락하고 있다는 것입니다.
☆지구중력장 해양순환탐사위성: 유럽우주국 ESA☆
☆지구중력장 해양순환탐사위성: 유럽우주국 ESA☆
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☆델타 로켓으로 우주로 향한 무궁화 위성 2호는 이후 큰 문제를 낳았다☆
★ 인공 위성이 지구에 떨어지는 이유는?=자동차와 비행기처럼 인공 위성과 우주 잔해도 공기 저항을 경험한다. 물론 우주 물체가 궤도상에서 ” 느끼는 “저항은 우리가 지상에서 경험하는 것보다 훨씬 작다. 그러나 장시간 누적될 경우 문제가 달라진다.대기권에 진입한 잔해는 공기 저항으로 추락한다. 추락하는 데 걸리는 시간은 잔해의 특성과 고도에 따라서 수주에서 몇년까지 넓다. 특히 고 궤도 위성의 경우 수백으로부터 수천년간 궤도에 있다. 위성이나 잔해의 일부는 추진 시스템을 가졌고 이를 이용하고 통제 가능한 상태로 추락시킬 수도 있다.★ 위성이 대기권에 재진입할 때 산산조각이 되는 이유는?=대기권에 재진입할 때 우주 잔해는 고속으로 움직이는 높은 온도로 상승한다. 재진입 시점에 이른다고 탄환 10~20배 가량 빠른 속도를 낸다.이 때 잔해는 한계점에 이른다. 추락 위성의 주요 구조체는 용융점을 넘고 작동을 정지한다.극단적인 경우 탱크 내의 연료와 고압 가스는 폭발한다. 어떤 경우에도 우주 잔해가 해체되는 고도는 74~83km사이. 우주 잔해는 공기 저항과 고열에 의해서 몇몇 파편으로 나뉘고 이어 더 작은 파편에 분해된다. 이런 상황에서도 연소하지 않은 파편은 낙하 속도가 떨어지고 열이 식어 땅에 떨어진다.★ 실제로 땅바닥에 떨어진 위성은 있는가?=현재까지 50개 이상의 우주 잔해가 회수됐다. 예컨대 1997년 델타 로켓 2단은 낙하한 뒤 4개의 잔해를 남겼다. 250kg스테인레스 스틸 탱크 30kg처럼 입, 45kg추진실, 작은 부품 조각이다.★ 얼마나 많은 파편이 살아남는가?=일반적으로 전체 위성 중량의 10~40%정도가 땅에 떨어진다.그러나 파편은 위성의 재료 구조, 모양, 크기, 무게에 의해서 바뀐다. 예를 들면, 스테인리스 스틸, 티타늄으로 만들어진 빈 연료 탱크는 용융 점수가 높고 거의 살아남는다. 반대로 알루미늄 같은 용융 점이 낮은 부품은 땅에 떨어질 가능성이 낮다.★ 어디에 떨어지는지 아는가?=폐기 위성 또는 우주 잔해가 어디에 떨어질지 예측하기는 매우 어렵다. 고열과 고압에도 불구하고 살아남은 파편은 넓은 지역에 걸쳐서 뿌려진다. 그래서 같은 부품에서 떨어진 조각이라도 발견되는 곳이 크게 달라질 수 있다.과거 델타 로켓이 추락했을 때 땅에 떨어진 4개의 고압구 중 하나는 미국 텍사스에서 또 하나는 남 아프리카 공화국 케이프 타운에서 발견됐다.우주 잔해 대기권 재진입 시각 예측은±10%의 오차가 존재한다는 게 통설. 낙하 중의 잔해 운동 속도가 초속 7km보다 빠른 것과 최후의 궤도를 도는데 걸리는 시간이 90분 안팎인 점을 감안하면 예측 시간에 관한 오차는±9분이다. 이를 거리로 바꾸면 약 7000㎏.★ 땅에 떨어질 때의 속도는?=일반적으로 폐기 위성과 로켓에서 떨어진 파편은 상대적으로 느린 속도로 추락한다. 종이가 납덩이보다 천천히 떨어지는 것과 같은 원리다.가벼운 편이 무거운보다 추락 속도로 보면 늦은 편.지면과 충돌 속도는 가벼운 파편의 경우 시속 30킬로에서 무거운 것은 시속 300㎞다. 바람이 불면 가벼운 파편은 더 멀리 날아갈 수 있다.이 때문에 떨어지는 파편을 회수하는 것이 어려운 일도 있다.★ 낙하에 의한 피해는?=우주 잔해가 떨어지고 발생할 수 있는 인명 피해는 극히 낮은 수준이라는 평가다. 사람이 우주의 잔해에 맞아 부상을 할 확률은 1조분의 1으로 분석된다.이 40년간 5400톤 이상의 물질이 대기권 재진입 후 땅에 떨어진 것으로 집계된다. 그러나 현재까지 직접적인 피해를 받은 사람은 없다는 보고다.★ 한반도는 위험한 것?=GOCE위성이 한반도 인근에 낙하할 가능성은 매우 낮다. 그러나 정확한 낙하 시간과 장소는 추락 1~2시간 전에야 분석이 가능하다. 그래서 만약의 사태에 대비하고 상황을 지켜볼 필요성이 제기되고 있다.한국 천문 연구원은 유럽 우주국(ESA)인공 위성”GOCE”이 한국 시간 페로데ー의 2013년 11월 11일 오전 9시경 호주 서부 인도양-남극-중남미 지역에 걸친 궤적 위로 추락했다고 추정된다고 발표했습니다. 추락 시간 9시쯤에는 대기권으로 재진입(위성 고도 70~80km지점) 했을 때를 의미합니다.
★인공위성이 지구에 떨어지는 이유는?= 자동차나 비행기처럼 인공위성이나 우주 잔해도 공기 저항을 경험한다. 물론 우주 물체가 궤도상에서 ‘느끼는’ 저항은 우리가 지상에서 경험하는 것보다 훨씬 작다. 하지만 장시간 누적될 경우 이야기가 달라진다.대기권에 진입한 잔해는 공기저항 때문에 추락한다. 추락하는 데 걸리는 시간은 잔해의 특성과 고도에 따라 수주에서 수년까지 넓다. 특히 고궤도 위성의 경우 수백에서 수천 년간 궤도에 머문다. 위성이나 잔해 중 일부는 추진체계를 갖고 있어 이를 이용해 통제 가능한 상태로 추락시킬 수도 있다.★위성이 대기권에 재진입할 때 산산조각나는 이유는?= 대기권에 재진입할 때 우주 잔해는 고속으로 움직이며 높은 온도로 상승한다. 재진입 시점에 이르면 총알의 10~20배가량 빠른 속도를 낸다.이때 잔해는 한계점에 이른다. 추락위성의 주요 구조체는 용융점을 넘어 작동을 멈춘다.극단적인 경우 탱크 내 연료나 고압가스는 폭발한다. 어떤 경우든 우주 잔해가 해체되는 고도는 7483km 사이. 우주 잔해는 공기 저항과 고열에 의해 여러 조각으로 나뉘고 이어 더 작은 파편으로 분해된다. 이런 상황에서도 연소되지 않은 파편은 낙하 속도가 떨어지고 열이 식어 땅에 떨어진다.★실제로 땅에 떨어진 위성이 있나?= 현재까지 50개 이상의 우주 잔해가 회수됐다. 예컨대 1997년 델타 로켓 2단은 낙하한 뒤 4개의 잔해를 남겼다. 250kg 스테인리스 스틸 탱크, 30kg 고압구, 45kg 추진실, 작은 부품 조각이다.★얼마나 많은 파편이 살아남을까?= 일반적으로 전체 위성 무게의 10~40% 정도가 땅에 떨어진다.그러나 파편은 위성의 재료 구조, 모양, 크기, 무게에 따라 달라진다. 예를 들어 스테인레스 스틸이나 티타늄으로 만들어진 빈 연료탱크는 용융점이 높아 거의 살아남는다. 반대로 알루미늄과 같은 용융점이 낮은 부품은 땅에 떨어질 가능성이 낮다.★어디로 떨어지는지 알 수 있을까?=폐기위성 또는 우주 잔해가 어디로 떨어질지 예측하기는 매우 어렵다. 고열과 고압에도 불구하고 살아남은 파편은 넓은 지역에 걸쳐 뿌려진다. 때문에 같은 부품에서 떨어진 조각이라도 발견되는 장소가 크게 다를 수 있다.과거 델타 로켓이 추락했을 때 땅에 떨어진 4개 고압구 중 하나는 미국 텍사스에서, 다른 하나는 남아프리카공화국 케이프타운에서 발견됐다.우주 잔해 대기권 재진입 시각 예측에서는 ±10% 오차가 존재한다는 게 통설. 낙하 중 잔해의 운동 속도가 초속 7km보다 빠르다는 점과 마지막 궤도를 도는 데 걸리는 시간이 90분 안팎인 점을 고려하면 예측 시간에 관한 오차는 ±9분이다. 이걸 거리로 바꾸면 약 7000km.★땅에 떨어질 때 속도는?= 일반적으로 폐기위성이나 로켓에서 떨어진 파편은 상대적으로 느린 속도로 추락한다. 종이가 납덩이보다 천천히 떨어지는 것과 같은 원리다.가벼운 게 무거운 것보다 추락 속도로 보면 느린 편.지면과 충돌하는 속도는 가벼운 파편의 경우 시속 30km에서 무거운 것은 시속 300km에 이른다. 바람이 불면 가벼운 파편은 더 멀리 날 수 있다.이 때문에 떨어지는 파편을 수거하기 어려울 수 있다.★낙하로 인한 피해는?=우주 잔해가 떨어져 발생할 가능성이 있는 인명피해는 극히 낮은 수준이라는 평가다. 사람이 우주 잔해에 맞아 다칠 확률은 1조분의 1로 분석된다.지난 40년간 5400t 이상 물질이 대기권 재진입 후 땅에 떨어진 것으로 집계된다. 그러나 현재까지 직접적인 피해를 본 사람은 없다는 보고다.★한반도는 위험한가?= GOCE 위성이 한반도 부근에 낙하할 가능성은 매우 낮다. 하지만 정확한 낙하 시각과 장소는 추락 1~2시간 전에야 분석이 가능하다. 때문에 만일의 사태에 대비해 상황을 지켜볼 필요성이 제기된다.천문연구원은 유럽우주청(ESA) 인공위성 ‘GOCE’가 한국시간 펠로데이인 2013년 11월 11일 오전 9시쯤 호주 서부 인도양-남극-중남미 지역에 걸친 궤적상에 추락한 것으로 추정된다고 밝혔습니다. 추락시간 9시경은 대기권에 재진입(위성고도 70~80km 지점)했을 때를 의미합니다.
