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총알보다 빠른 쓰레기?

우주쓰레기의 속도가 느리면 지구 중력의 영향을 받아 지구 대기권으로 빨려 들어오고, 대기와의 마찰열에 의해 불에 타서 사라져요. 어떤 물체가 지구 대기권으로 들어오지 않고 궤도를 돌기 위해선 최소한 초속 7.5km의 속도로 움직여야 한답니다. 즉, 우주쓰레기들은 초속 7.5km 이상으로 움직인다는 거예요.

움직이는 물체가 갖는 파괴력은 속도에 큰 영향을 받아요. 파괴력은 보통 무게와 속도의 곱인 ‘운동량’으로 비교한답니다. 총알의 속도는 초속 400m 정도예요. 즉, 총알과 같은 무게인 우주쓰레기는 최소 초속 7.5km 이상이므로, 총알보다 운동량이 20배 정도 큰 셈이지요.

1993년, 러시아에서 군사용 통신위성인 ‘코스모스 2251호’를 발사했어요. 이 인공위성은 1995년까지 활동하고 수명을 다해 우주를 그냥 떠돌고 있었지요. 코스모스 2251호의 임무가 끝나고 2년 뒤인 1997년, 미국에서는 민간 통신위성인 ‘이리듐 33호’를 발사했어요. 이 위성은 10년이 넘게 지구 궤도를 돌며 자신의 임무를 수행하고 있었답니다.

그런데 2009년 2월, 코스모스 2251호와 이리듐 33호가 충돌했어요. 이는 위성과 위성이 부딪힌 우주 최초의 교통사고였지요. 900kg의 코스모스 2251호와 700kg의 이리듐 33호가 부딪힌 속도는 무려 초속 1.7km!

이 충돌로 두 위성은 크게 파손되어 이리듐 33호는 194개, 코스모스 2251호는 505개의 조각으로 산산이 부셔졌어요. 이로 인해 우주쓰레기의 양이 크게 늘어났답니다.

2016년 9월, 유럽우주국(ESA)에서 발사한 ‘센티넬-1A’ 위성에서 급작스러운 변화가 발견됐어요. 갑자기 위성 내부의 에너지 발전량이 줄어들고 위성의 궤도가 약간 변한 거예요. 유럽우주국이 조사를 펼친 결과, 센티넬-1A가 우주물체와 충돌했다는 사실이 밝혀졌답니다.

조사 결과에 의하면, 1mm 정도 크기의 작은 우주물체가 센티넬-1A의 태양 전지판에 충돌했다고 해요. 충돌의 영향으로 태양 전지판에는 크기 40cm의 상처가 생겼지요. 물체의 크기와 피해의 규모를 통해 추정한 우주물체의 속도는 초속 11km 정도였답니다. 다행히 센티넬-1A는 지금도 정상적으로 운행하고 있어요.



 

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2016년 22호 어린이과학동아 정보

  • 정한길 기자
  • 도움

    박장현 박사
  • 도움

    김해동 박사
  • 강공

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