밤하늘을 보면 특히 별보다 더 빛나는 물체가 관측되기도 합니다.별이 있는 위치가 아닌 곳에 반짝이는 물체가 있을 경우 많은 사람들이 인공위성이라는 이야기를 하곤 합니다.
우리는 얼마나 많은 인공위성을 우주로 띄우고 있을까요?
인간이 우주로 쏘아 올려 지구 위를 돌고 있는 위성은 수천 개에 달합니다.
그렇다면 어떤 속도로 지구를 돌고 있을까요?비행기를 조종하는 것처럼 지상에서 높이와 속도를 자유롭게 조종할 수 있을까요?
오늘 이 시간에는 인공위성의 속도와 수명에 대한 궁금증을 파악해보도록 하겠습니다.
우주에 있는 위성은 지구로 떨어지지 않고 우주로 날지 않고 지구 주변을 돌고 있습니다.
이것은 태양 주위를 공전하고 있는 행성과 같은 원리입니다.(원리에 대한 설명은 넘어갑니다.)^^
지구 주위를 공전하고 있는 인공위성의 높이와 속도를 알아봅니다.
케플러 제3법칙을 따르게 되는데, 지구의 중심에서 인공위성까지의 거리의 세제곱미터는 공전 주기의 제곱과 같아집니다.
만약 두 위성이 지구 중심에서 같은 거리로 지구를 돌고 있다며 서로 지구를 일주하는 공전 주기는 서로 같을 수밖에 없습니다.
또한 지구 주위를 공전하는 주기가 같다면 모든 위성은 지구 중심에서 같은 거리로 돌게 될 것입니다.
예를 들어 지상에서 1000킬로미터 떨어져 있다면 지구의 중심에서 보면 7400킬로미터 떨어져 돌고 있는 것입니다.
이때 공전 주기를 계산하면 1.8시간이 되는데, 즉 1시간 48분 만에 지구를 한 바퀴 돌고 있는 것입니다.
비행기의 속도는 시속 1,000킬로미터이기 때문에 비행기로 적도를 따라 한 바퀴 쉬지 않고 뛰어다니면 약 40시간이 걸립니다.이렇게 사실은 얼마나 빨리 돌아가는지 알 수 있어요.
우주 쓰레기가 되어버린… 소형 위성 발달로 ‘우주 개척 전성시대’가 열릴 것이라는 기대감이 커졌지만 우주 쓰레기에 대한 우려도 나오고 있습니다.
우주 쓰레기는 수명이 다하여 궤도를 부유하는 위성이나 그 파편을 의미합니다.이들은 총알 속도의 10배인 초속 8킬로미터로 궤도를 날아다니고 있습니다.
매우 빠른 속도로 궤도를 돌며 별자리 및 천체 관측을 방해하고 활동 중인 위성과 충돌할 수도 있습니다.
유럽우주국(ESA)에 따르면 현재 이런 우주 쓰레기는 3만4000개 이상으로 추정된다고 합니다.
우주 쓰레기에 대한 걱정을 증가시키는 건 단연 소형 위성인데요.
소형 위성은 여러 명이 동시에 발사돼 수명이 짧기 때문입니다.중대형 위성은 수명이 10년 이상씩이지만 소형 위성은 수명이 1년 정도라고 할 수 있습니다.
소형 위성의 수명이 다하면 새로운 위성이 발사됩니다.이에 따라 수명이 다한 위성이 고스란히 우주 쓰레기가 될 수 있다는 우려가 커지고 있습니다.
더 큰 문제는 파편! 작동하지 않는 위성끼리 충돌하거나 파편에 부딪히면 위성이 부서져 나오는 파편이 또 우주 쓰레기가 되기 때문입니다.수명이 다했으니 통제하는 방법도 마땅치 않아요.
우주 쓰레기 문제에서 가장 큰 영향을 받는 것은 천문학자들입니다.
먼저 햇빛이 위성에 반사돼 나오는 작은 빛이 천문학자들의 천체 관측을 방해할 수 있습니다.예를 들어 내년부터 암흑물질, 소행성 등 여러 천문현상을 연구하는 미국 대형 시놉틱 관측망원경(LST)은 광범위한 하늘을 들여다보기 때문에 중간에 위성이 있으면 실질적인 영향을 받을 수 있습니다.
또한 위성통신에 사용되는 전파가 우주 관측에도 사용되어 전파를 이용한 천체 관측이 어려워지기도 합니다.
우주 쓰레기를 줄이기 위한 다양한 기술도 개발되고 있는데요.현재 우주쓰레기 해소법으로 작살이나 그물을 쏘거나 로봇팔로 쓰레기를 수거한 뒤 대기권에 진입시켜 불태우는 방법이 검토되고 있다고 합니다.