인공위성은 지구 궤도를 도는 동안 지구와 통신할 수 있는 통신장비, 온도제어장치, 자세 및 궤도조정장치 등 여러 장치가 가동되는데, 이는 통상 인공위성 옆에 있는 태양전지판에서 전기를 충전하고 내장된 충전식 배터리로 사용합니다.
인공위성에 장착되는 충전식 배터리의 수명이 끝나면 인공위성이 더 이상 지구와 통신할 수 없게 되고 궤도를 조정할 수도 없기 때문에 인공위성의 수명도 다하게 됩니다. 일반적인 인공위성의 수명은 약 15~20년 정도이며, 저궤도 위성의 경우는 공기저항 때문에 자세제어용 추진장치를 더 많이 사용하는데 이보다 짧으며, 태양열 폭발이나 우주쓰레기와의 충돌로 고장이 나는 경우도 간혹 있습니다.
이렇게 인공위성이 수명을 다하면 크게 두 가지 방법으로 처리가 됩니다.
첫 번째는 인공위성을 지구 대기권에 추락시켜 소각시키는 것입니다.이 방법은 인공위성을 처음 발사할 당시부터 사용되던 가장 일반적인 방법으로 수명이 다한 인공위성의 정지궤도인 약 3만5786km에서 궤도조정장치를 지구 쪽으로 자연스럽게 떨어지게 하는 것입니다. 우주공간은 공기분자가 없지만 지구 대기권 내부로 들어오면 수만 km/h의 속도로 떨어지는 인공위성은 공기분자와의 마찰에 의해 불타게 되며 지표면에 닿기 전에 대부분 소각됩니다.
이때 저궤도에 있는 대형 위성의 경우는 잔해가 모두 타지 않을 수 있으므로 사막이나 대양 한가운데로 재진입시켜 사람이 사는 곳으로 떨어지지 않도록 안전이 확보된 경우에만 대기권 재진입을 허용합니다.
인공위성의 추락 상상도와 지구 저궤도에 있는 우주 쓰레기와 인공위성의 파편 이미지
또 남태평양의 남위 48도, 서경 123도 부근에 ‘포인트니모’라는 해양 도달 불능점 구역이 있는데, 이 지점은 다른 바다에 비해 생명체가 거의 살지 않고 가장 가까운 육지도 이스터 섬에 2688km나 떨어져 있어 폐기된 인공위성을 비롯한 우주 쓰레기를 추락시켜도 안전한 장소로 꼽힙니다. 1971년경 소련 우주선이 이곳에 수장된 이후 현재까지 200대 이상의 인공위성과 1대의 우주정거장이 이 구역에 수장되어 있다고 합니다.
포인트니모(PointNemo)위치
두 번째는 인공위성을 ‘폐기 궤도’에 올리는 것입니다.일반적인 인공위성의 정지궤도와 지구동기궤도의 높이는 고도 약 3만5786km인데 폐기궤도는 이보다 200~300km 정도 높은 곳에서 정상적으로 작동하고 있는 다른 인공위성의 궤도에서 간섭이 생기지 않는 높이로 올리는 것입니다. 이는 인공위성을 지구 대기권에 추락시켜 공중에서 소각시키는 것보다 안전하지만 인공위성의 수명이 다하기 전에 연료가 조금 남아 있을 때만 폐기 궤도에 올릴 수 있기 때문에 연료가 없거나 통제 불가능한 인공위성으로는 불가능합니다.
가장 일반적인 정지궤도위성(GEO)의 경우 기존 궤도보다 다소 높은 곳에 올려 다른 인공위성과 간섭이 생기지 않도록 해 폐기한다.
또한 ‘우주환경감시기관’에서는 수명이 다한 인공위성과 우주쓰레기 파편, 운석과 같은 우주물체와 잔해물을 추적하여 위험요인과 우주물체의 국내외 감시현황 등을 제공하고 있습니다.
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