그린-X
지구 저궤도에는 2,000개 이상의 죽은 로켓이 있습니다
2,000개 이상의 거의 손상되지 않은 로켓이 지구 주위를 돌고 있지만, 올해까지 아무도 수년 동안 지구 주위를 맴돌고 난 후 어떤 모습인지 확인하기 위해 위성을 발사한 적이 없습니다.
지난 2월, 아스트로스케일(Astroscale)이라는 일본 회사는 로켓 랩(Rocket Lab) 발사대에서 소형 위성을 지구 저궤도에 올려 놓았습니다. 몇 달 후, 아스트로스케일의 ADRAS-J(Active Debris Removal by Astroscale-Japan) 우주선은 15년 이상 궤도에 머물러 있던 일본 로켓의 추격을 완료했습니다.
ADRAS-J는 수백 미터 거리에서 H-IIA 로켓의 상부 단계를 촬영한 후 후퇴했습니다. 이것은 랑데부와 근접 작전을 사용하여 다른 우주선에서 포착한 우주 쓰레기의 첫 번째 공개 이미지였습니다.
그 이후로 아스트로스케일은 2009년 1월 일본 기후 연구 위성을 배치한 이후 통제되지 않은 H-IIA 상부 단계 주변에서 더 복잡한 기동을 수행했습니다. 아스트로스케일은 지난달 H-IIA 로켓의 360도 선회를 시도했지만, 우주선은 자세 이상을 감지한 후 기동 중 1/3 지점에서 자율적으로 중단했습니다.
ADRAS-J는 몇 주 동안 H-IIA 로켓에서 멀어졌습니다. 엔지니어들이 중단을 촉발한 결함의 원인을 파악한 후, ADRAS-J는 이번 달에 다시 상위 단계에 접근하기 위해 추진기를 발사했습니다. ADRAS-J 우주선은 부엌 오븐 크기이며, H-IIA 로켓은 거의 시내버스 크기입니다.
아스트로스케일의 위성은 7월 15일과 16일 두 차례에 걸쳐 H-IIA 상부 단계의 비행 기동을 완료하여 로켓이 행성 상공 560km 이상 치솟을 때 나타나는 로켓의 모든 측면을 조사했습니다. 엔지니어들은 또한 상위 스테이지의 스핀 속도와 스핀 축을 측정하기를 원했습니다. 얼핏 보면 상단 스테이지는 발사 당시의 모습과 매우 유사해 보입니다. 우주의 혹독한 환경에 노출되었음에도 불구하고 로켓의 외피는 주황색 폼 단열재로 덮여 있으며 엔진 노즐은 여전히 새 것처럼 빛납니다.
ADRAS-J는 약 50미터 거리에서 로켓 주위를 자율적으로 기동하면서 광 감지 및 거리 측정 센서의 항법 데이터와 Astroscale의 맞춤형 개발 유도 알고리즘을 사용하여 차량이 거의 초당 7.6km로 지구 주위를 이동할 때 위치를 제어했습니다. 이것이 ADRAS-J가 직면한 도전의 핵심인데, 로켓은 동력이 공급되지 않아 위치를 유지할 수 없기 때문입니다. 상부 스테이지에는 또한 접근하는 우주선을 도울 수 있는 레이저 반사경과 표적이 없습니다.
이것은 첫 번째입니다
랑데부 및 근접 작전(RPO)으로 알려진 이러한 유형의 복잡한 기동은 국제 우주 정거장 주변의 승무원 및 화물 우주선에서 일반적입니다. 다른 상업 위성은 편대 비행을 하고 심지어 궤도에 있는 다른 차량과 연결하도록 설계되지 않은 우주선과 도킹하는 것을 시연했습니다.
미국, 러시아, 중국의 군사 위성도 RPO 능력을 갖추고 있지만, 우리가 아는 한 이 우주선은 이를 수신하도록 설계된 소위 "협력" 물체 주위에서 초근거리에서만 기동했습니다. 2003년 미 공군 연구소는 궤도에 있는 델타 II 로켓의 상부 단계를 검사하기 위해 XSS-10이라는 소형 위성을 발사했지만 시작은 앞섰습니다. XSS-10은 별도의 목표물을 추격하는 대신 배치한 로켓과 동일한 로켓 주위를 기동했습니다.
ADRAS-J는 우주 쓰레기 조각에 접근하는 첫 번째 임무로, 더 많은 도전이 따릅니다. H-IIA 상부 스테이지에는 접근하는 우주선이 더 가까이 접근하는 데 도움이 될 레이저 반사경과 조준 보조 장치가 없습니다.
몇 년 전, 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)는 아스트로스케일(Astroscale)과 공공-민간 파트너십을 체결하여 민간 부문이 지구 저궤도에 흩어져 있는 큰 우주 쓰레기 조각을 제거하는 데 사용할 수 있는 기술을 시연했습니다. 동일한 로봇 기술이 위성 서비스 또는 연료 보급 임무에도 적용될 수 있습니다.
JAXA의 더 많은 재정 지원을 받아 Astroscale은 진행 중인 임무에서 방문한 것과 동일한 H-IIA 로켓에 도킹한 다음 궤도를 따라 대기권에 재진입하는 ADRAS-J2라는 후속 임무를 개발하고 있습니다. Astroscale은 ADRAS-J2 임무에서 이 기능을 성공적으로 시연하면 상업 또는 정부 운영자로부터 궤도에서 멀리 떨어진 대형 우주 쓰레기 조각에 대한 더 많은 계약을 체결할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
보도 자료에서 ADRAS-J의 Astroscale 관측 결과 다음 임무의 계획된 점령 지점인 H-IIA 로켓의 페이로드 부착 피팅에 큰 손상이 없는 것으로 나타났습니다.
이달 초 비행 기동을 완료한 후 Astroscale은 ADRAS-J2에 필요한 더 많은 기능을 보여주기 위해 ADRAS-J를 로켓에 더 가까이, 아마도 몇 미터 가까이 이동시키려고 시도할 수 있습니다.
파편이 너무 많아
미국 우주사령부는 지난해 12월 궤도에 있는 우주 쓰레기 개체수가 2019년 이후 76% 증가해 4만 4600개에 달한다고 밝혔습니다. 우주 쓰레기의 증가는 주로 대(反)위성 실험이나 간헐적인 폭발과 같은 파편 생성 사건 때문이다. 활성 위성의 수도 SpaceX의 Starlink 인터넷 네트워크와 같은 초대형 별자리의 발사에 힘입어 7,000개 이상으로 증가했습니다.
유럽우주국(European Space Agency)은 다양한 유형의 우주 쓰레기를 분류합니다. 유럽우주국(ESA)은 6월 현재 2,000개 이상의 온전한 로켓 본체가 지구 궤도를 돌고 있으며, 수천 개의 로켓 관련 파편이 있다고 보고했습니다. 이 중 거의 절반은 지구 저궤도에 있으며 대부분의 활성 위성이 위치한 최대 2,000km의 고도에서 비행합니다. 전문가들은 이러한 폐로켓 단이 가장 위험한 유형의 우주 쓰레기로 꼽았는데, 그 이유는 그것들이 크고 때때로 임무가 완료된 후에도 폭발을 일으킬 수 있는 추진제와 전기 에너지를 보유하고 있기 때문입니다.
궤도 속도에서는 작은 파편 조각조차도 활성 위성에 치명적인 손상을 입힐 수 있습니다. 그리고 이러한 충돌은 더 많은 파편을 낳아 전반적인 문제를 악화시킵니다.
좋은 소식은 발사 회사들이 이제 페이로드를 우주에 배치한 후 더 많은 상위 단계를 궤도에서 벗어나고 있다는 것입니다. 따라서 궤도에 남겨진 로켓 단의 수는 전 세계 발사 속도만큼 빠르게 증가하지 않습니다. 하지만 이미 존재하는 것들로 인한 위험은 곧 사라지지 않을 것입니다.
2019년 아스트로스케일의 시범 임무가 방문했던 것과 유사한 H-IIA 상부 단계가 해체되어 지구 저궤도에서 70개 이상의 새로운 파편 파편이 생성되었습니다. 2020년, 국제우주정거장(ISS)은 H-IIA 상부 스테이지의 파편 중 하나가 근접 비행을 할 것으로 예상되자 엔진을 점화하여 경로를 벗어나게 했습니다.
이상의 기사는 2024년 8월 2일 ArsTechnica에 게재된 “There are 2,000-plus dead rockets in orbit—here’s a rare view of one”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : There are 2,000-plus dead rockets in orbit—here’s a rare view of one | Ars Technica