플라스마 솔루션, 우주 '쓰레기장' 청소의 길 열어

(댄 트리) - 지구 주변의 위성 파편이 늘어나면서 우주인과 우주선의 안전에 위협이 될 위험이 커지고 있으며, 심지어 지구 활동에도 영향을 미치고 있습니다.

ISS가 일주일도 안 되는 기간에 우주 쓰레기를 두 번이나 피해야 한다면, 이 잔해를 어떻게 처리할지 알아야 할 때입니다(그림: NASA).

인간의 우주 탐사는 많은 위대한 업적을 이루었음에도 불구하고, 우주 쓰레기라는 심각한 문제를 야기하고 있습니다.

특히 2024년에는 유럽 우주국(ESA)이 지구 궤도에 약 4만 개의 대형 파편과 수십만 개의 소형 파편이 떠다니고 있다고 보고하면서 상황은 더욱 심각해졌습니다.

크든 작든 모든 파편은 충돌 위험이 높습니다. 대표적인 사례로 2021년 중국 군사 위성이 통제 불능 파편과 충돌하여 폭발한 사건이 있습니다.

이 파편들은 우주선과 우주비행사에게 위협이 될 뿐만 아니라, 지구에서 중요한 활동을 지원하는 핵심 위성에도 위험을 초래합니다. 우려되는 것은 현재 이 난국을 해결할 구체적인 계획이 없다는 것입니다.

놀라운 상황과 과제

일반적으로 우주 쓰레기는 수년간 지구 궤도를 돌다가 대기권에 재진입하여 타버립니다. 낙하하는 데 걸리는 시간은 고도에 따라 다릅니다. 재진입 한계점보다 1,000km 이상 높은 고도에 있는 물체는 수 세기 동안 지구 궤도를 계속 돌 수 있습니다.

파편의 확산으로 인해 저궤도 비행에서는 충돌 가능성을 고려해야 하며, 국제 우주 정거장(ISS)에서는 정기적으로 파편 회피 기동을 수행해야 합니다.

궤도에서 떨어지지 않고 우주의 파편을 제거하려면 직접적인 접촉이 필요한 경우가 많으며, 이는 충돌과 값비싼 장비의 손상 위험을 증가시키고, 직접적인 개입이 필요한 경우 인간을 위험에 빠뜨릴 수도 있습니다.

플라즈마 기술의 획기적인 솔루션

일본 도호쿠대학교 대학원 공학연구과의 카즈노리 타카하시 교수는 플라즈마 추진 시스템을 이용하는 유망한 해결책을 제시했습니다. 그는 플라즈마 추진이 우주 쓰레기 문제에 대한 해답이 될 수 있다고 믿습니다.

이 시스템은 플라즈마 추진기를 장착한 위성에 의존합니다. 위성은 지나가는 파편에 플라즈마를 분사합니다. 플라즈마에서 발생하는 힘은 파편의 속도를 늦추고, 파편을 궤도에서 더 빨리 밀어내어 수거 과정을 수년 또는 수세기에서 단 몇 분으로 단축합니다.

플라즈마 추진의 주요 과제는 제트가 위성을 밀어내어 효율을 저하시킬 수 있다는 것입니다. 이를 극복하기 위해 다카하시 교수는 플라즈마를 양방향으로 분사하여 추력을 상쇄하고 위성의 위치를 ​​유지하도록 설계된 "양방향 플라즈마" 추진기를 개발했습니다.

우주 조건을 시뮬레이션한 진공 환경에서의 테스트를 통해 이 설계의 효과가 입증되었으며, 궤도 이탈 과정도 단축할 수 있습니다.

이 장치는 아직 실제 배치에 적합하지 않지만, 이 성과는 "우주 쓰레기를 안전하고 효율적으로 제거할 수 있는 추진 시스템 개발"에 있어 중요한 진전을 의미합니다.

이 비접촉식 솔루션은 우주 환경을 보호하고 미래의 우주 탐사 및 개발 활동이 안전하고 지속 가능하도록 보장하는 새로운 시대를 열 것을 약속합니다.

출처: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/giai-phap-plasma-mo-duong-don-sach-bai-rac-vu-tru-20251021012829366.htm