일본, 우주 쓰레기를 '증발'시킬 것

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우주 쓰레기 또는 우주 잔해물은 더 이상 우주에서 작동하지 않는 인공물을 말하며, 주로 사용되거나 추락했거나 의도적으로 파괴된 오래된 위성, 우주선 및 로켓입니다. 이러한 파편은 크기가 다양하며 활성 우주선과 국제 우주 정거장(ISS)에 충돌 위험을 초래합니다.

우주 쓰레기 문제를 해결하기 위해 호주의 EOS Space와 일본의 EX-Fusion은 지구 저궤도에서 우주 쓰레기를 제거하는 레이저 시스템을 개발할 예정입니다. (일러스트레이션: 에밀리 조)

크기가 몇 밀리미터에 불과한 작은 파편이라도 활동 중인 위성과 우주선에 부딪히면 문제를 일으킬 수 있습니다. 따라서 우주 탐사 관련 활동이 전 세계적으로 확대됨에 따라 작은 우주 쓰레기를 추적하고 제거해야 할 필요성이 커지고 있습니다.

이전에 닛케이 아시아는 도쿄에 본사를 둔 신생기업인 아스트로스케일 홀딩스가 비교적 큰 규모의 우주 쓰레기를 제거하기 위한 전용 위성을 발사할 계획이라고 보도했습니다. 또 다른 회사로는 일본의 Sky Perfect JSAT이 있는데, 이 회사는 리켄 및 기타 파트너와 협력하여 우주 잔해물을 통제 구역으로 돌려보내고 태우는 위성 장착 레이저를 개발하고 있습니다.

최근 일본 오사카에 있는 신생기업 EX-Fusion은 지구 저궤도에서 우주 쓰레기를 제거하는 데 도움이 되는 지상 기반 레이저 시스템을 개발할 계획이라고 발표했습니다. 이러한 혁신적인 접근 방식이 성공한다면 점점 더 밀도가 높아지는 우주 쓰레기를 제거하는 귀중한 방법이 될 수 있습니다.

EX-Fusion의 기술은 지상 기반 접근 방식을 사용한다는 점에서 이전의 유사한 기술과 다릅니다. 2023년 10월, EX-Fusion은 우주 잔해 탐지 기술을 전문으로 하는 호주 계약업체인 EOS Space Systems와 협력 각서를 체결했습니다. EX-Fusion은 캔버라 근처의 EOS 우주 천문대에 강력한 레이저 시스템을 설치할 계획도 발표했습니다.

이 프로젝트의 첫 번째 단계는 10cm 미만의 우주 잔해물을 추적하기 위한 레이저 기술을 구축하는 것입니다. 두 번째 단계에서는 EX-Fusion과 EOS Space가 지상에서 발사한 레이저 빔을 이용해 우주 잔해물을 제거합니다.

이 방법은 파편의 이동 방향과 반대 방향으로 레이저를 간헐적으로 발사하여 파편의 속도를 늦추는 것을 포함합니다. 이론상으로는 지구 저궤도에서 속도가 갑자기 떨어지면 파편이 타버릴 가능성이 더 커집니다.

EOS Space 그룹은 현재 드론을 파괴하기 위한 레이저 무기 시스템을 제공하고 있지만, 고출력 레이저는 다른 용도로도 활용됩니다. EOS Space의 수석 부사장인 제임스 베넷은 우주 쓰레기를 제거하기 위해 설계된 레이저는 무기급 레이저가 아닐 것이라고 말했습니다. 현재의 무기 레이저는 주로 광섬유 레이저를 사용해 금속을 절단하고 용접하며, 지속적인 열을 가해 드론을 파괴합니다.

EX-Fusion의 새로운 프로젝트에서는 다이오드 펌핑 고체(DPSS) 레이저를 사용할 것입니다. 이러한 레이저는 매우 강력한 펄스를 생성하여 빠르게 움직이는 파편에 힘을 가해 마치 브레이크처럼 파편을 멈출 수 있습니다.

EX-Fusion의 CEO인 카즈키 마츠오는 이 프로젝트에서 아직 해야 할 일이 많다고 말했습니다. 그는 EX-Fusion의 지상 우주 쓰레기 격추 계획이 정확도와 성능 면에서 개발에 어려움을 겪고 있다고 말했습니다. 하지만 지구에서 바로 기술적 개선과 유지관리를 쉽게 할 수 있다는 장점이 있습니다.

HUYNH DUNG (출처: Interestingengineering)

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