우주 쓰레기로 인해서 수거 엔지니어 필요한다는 이야기를 듣고, 그 이야기를 해보려고 한다.
지구 궤도의 보이지 않는 위험, 우주 쓰레기
인류가 인공위성을 처음 쏘아 올린 1957년 이후, 지구 궤도는 점점 ‘우주 쓰레기’로 가득 차고 있다. 여기서 말하는 우주 쓰레기는 고장난 위성, 로켓 잔해, 충돌로 생긴 파편, 심지어 나사 하나 같은 작은 금속 조각까지 포함된다. 문제는 이 잔해들이 초속 7~8km의 속도로 움직인다는 점이다. 이 속도에서는 손톱만 한 파편도 위성을 파괴하거나 우주비행사의 생명을 위협할 수 있다. 나사 하나가 총알보다 빠른 속도로 날아다니는 셈이다.
현재 궤도에 있는 우주 쓰레기의 개수는 수백만 개에 달한다. 그중 지름 10cm 이상의 물체는 약 3만 개, 1cm 이상은 100만 개 이상이다. 이러한 파편은 위성 간 충돌을 유발해 더 많은 쓰레기를 만들고, 이는 다시 충돌을 일으키는 ‘케슬러 증후군(Kessler Syndrome)’으로 이어질 수 있다. 심각한 경우, 지구 궤도가 파편으로 포화되어 새로운 위성 발사 자체가 불가능해질 위험도 있다.
이 문제를 해결하기 위해 등장한 직업이 바로 우주 쓰레기 수거 엔지니어다. 이들은 파편의 위치와 속도를 추적해 회수하거나, 궤도를 변경해 지구 대기권에서 소각되도록 유도한다. 방법은 다양하다. 그물망이나 로봇팔로 잡아내는 기술, 레이저로 궤도를 변경하는 방식, 추진 장치를 부착해 대기권으로 떨어뜨리는 방법 등이 연구되고 있다. 우주 쓰레기 수거 엔지니어는 이러한 기술을 설계하고, 실제 우주 환경에서 안정적으로 작동하도록 테스트하는 핵심 인력이다.
우주 쓰레기 수거 엔지니어의 업무와 기술
우주 쓰레기 수거 엔지니어의 업무는 크게 세 단계로 나눌 수 있다. 첫째는 우주 쓰레기 추적과 분석이다. 이를 위해 지상 레이더, 광학 망원경, 위성 추적 시스템 등을 사용해 파편의 위치와 속도를 정확히 파악한다. 크기가 수 cm 이하인 작은 조각까지 잡아내는 것은 쉽지 않지만, 최신 관측 기술과 인공지능 데이터 분석이 결합되면서 점점 정확도가 높아지고 있다.
둘째는 수거 시스템 설계다. 이 과정에서는 파편의 크기, 속도, 궤도 고도에 따라 적합한 회수 방식을 선택한다. 예를 들어, 낮은 궤도에 있는 파편은 대기권 재진입을 유도하는 추진 장치나 궤도 변경 기술을 적용할 수 있다. 반면, 높은 궤도에 있는 대형 잔해물은 로봇팔을 장착한 수거 위성을 보내 직접 포획해야 한다. 최근에는 그물망이나 하푼을 발사해 파편을 잡는 실험도 활발히 진행되고 있다.
셋째는 위험 관리와 임무 실행이다. 우주 공간은 진공 상태이며 극한의 온도 변화, 방사선, 미세 파편 충돌 등 위험이 많다. 수거 엔지니어는 시스템이 이러한 환경에서도 안정적으로 작동하도록 설계해야 한다. 또한 임무 실행 단계에서는 수거 위성의 궤도 조정, 파편 포획, 안전한 처리까지 전 과정을 모니터링한다.
이 과정에서 우주 쓰레기 수거 엔지니어는 항공우주공학, 로봇공학, 궤도 역학, 재료공학 등 다양한 분야의 지식을 종합적으로 활용한다. 단순한 기술자가 아니라, 우주 환경을 이해하고 복잡한 문제를 창의적으로 해결하는 종합 엔지니어인 셈이다.
우주 쓰레기 수거 엔지니어의 미래와 가치
앞으로 우주 쓰레기 수거 엔지니어의 중요성은 더욱 커질 전망이다. 첫째, 우주 산업의 폭발적 성장 때문이다. 스페이스X, 블루오리진, 한화에어로스페이스 같은 민간 기업들이 위성을 대규모로 발사하면서, 저궤도는 그야말로 ‘우주 고속도로’가 되고 있다. 위성이 많아질수록 충돌 위험은 기하급수적으로 늘어나고, 이에 따라 쓰레기 수거 수요도 급증할 수밖에 없다.
둘째, 국제 우주 협력 확대다. 우주 쓰레기는 국경을 가리지 않는 문제이기 때문에, 여러 국가가 공동으로 해결해야 한다. 이미 유럽우주국(ESA), 일본 JAXA, 미국 NASA 등은 국제 협력 프로젝트를 진행 중이며, 한국도 기술 개발에 뛰어들고 있다. 이 과정에서 수거 엔지니어는 국제 미션에 참여해 세계 무대에서 활동할 기회를 얻게 된다.
셋째, 지속 가능한 우주 개발(Space Sustainability) 개념의 확산이다. 우주 개발은 이제 단순한 탐험을 넘어, 지속 가능성을 고려해야 하는 단계에 접어들었다. 마치 지구에서 환경 보호가 필수적인 것처럼, 우주에서도 ‘청소’는 필수가 되고 있다. 앞으로 우주선, 위성, 탐사선은 발사 전부터 폐기 시점까지의 ‘우주 쓰레기 처리 계획’을 의무적으로 포함하게 될 가능성이 높다.
장기적으로 우주 쓰레기 수거 엔지니어는 단순한 수거 기술자가 아니라, 우주 환경 관리 전문가로 자리매김할 것이다. 이 직업은 지구의 미래뿐만 아니라, 인류가 화성·달로 확장하는 과정에서도 필수적인 역할을 맡게 된다. ‘우주의 청소부’라는 단순한 이미지 뒤에는, 인류의 생존과 우주 산업 지속 가능성을 지키는 최전선 전문가라는 무게감이 숨어 있다.