1. 위성
2. 지구 자기장
3. 와이어
4. 와이어 얼레
5. 청소로봇 우주 쓰레기 청소를 위한 초기 아이디어 중 하나인 청소로봇은 무거운 중량의 와이어를 던져 그 반동력으로 자신의 궤도를 수정한다. 즉 투포환의 줄을 사람의 몸에 연결한 채 던지면 투포환이 날아가는 방향으로 사람의 몸도 끌려가는 것과 마찬가지 원리다. 청소로봇은 이 같은 방식으로 우주 쓰레기에 접근, 제거할 수 있다.
지구 주위에는 인공위성도 있고 우주정거장도 있지만 수 천 만개의 우주 쓰레기들도 함께 떠다닌다. 수명이 다한 위성에서부터 떨어져 나간 로켓 부품, 페인트 부스러기 등 쓰레기의 종류도 많다. 이로 인해 지난 40년 동안 지구에는 하루 평균 하나씩의 우주 쓰레기가 떨어져 왔다.
각국의 우주기구들은 우주비행 중 쓰레기와 충돌해 생기는 참사를 막기 위해 위성과 우주선에 방호 뚜껑을 씌우는 것은 물론 충돌을 피하는 코스로 비행경로를 잡아왔다. 하지만 인간이 우주에 위성과 우주선을 쏘아보내기만 하고 기존의 쓰레기에 대해서는 아무 대책도 취하지 않는다면 우주 쓰레기의 위험성은 더욱 커질 것이다.
미 항공우주국(NASA)과 민간회사의 과학자들은 우주 쓰레기를 청소하는 여러 가지 방법을 고안해냈다. 텍사스 주 휴스턴에 소재한 존슨 우주센터의 우주 쓰레기 담당 수석과학자인 니콜라스 존슨 박사는 “우주 쓰레기를 청소하는 방법 중 몇 가지는 현대 기술로도 충분히 가능하다”고 말한다.
청소로봇을 활용하는 것은 초기에 나온 안(案) 가운데 하나다. 청소로봇을 이용해 우주의 대형 쓰레기를 대기권 내로 집어던지면 마찰열로 태워버릴 수 있다는 것. 하지만 대형 쓰레기를 이 같은 방식으로 처리하기 위해서는 엄청난 연료가 필요해 사실상 기각됐다.
좀 더 현실적인 안으로는 전자기 와이어 장치, 일명 ‘전자기 사슬’을 부착하는 기술을 들 수 있다. 미국의 테더스 언리미티드사가 개발한 이 기술의 핵심은 새로 제작되는 모든 위성에 전자기 와이어 장치를 부착하자는 것.
수 km의 와이어, 그리고 그 끝에 얼레가 달려 있는 형태의 전자기 와이어 장치는 위성이 임무를 마치면 본체와 분리된다. 그리고 지구 자기장의 영향을 받아 우주 공간에 펼쳐진 와이어에 전류가 유도된다. 이 같은 상호작용이 지속되면 위성을 지구로 끌어당기는 힘이 강해지고, 대기권에 재돌입한 위성은 지구에 아무런 피해를 발생시키지 않은 채 불타 없어지게 된다.
존슨 박사와 테더스 언리미티드는 몇 년 내로 이 기술의 실용화가 가능할 것으로 믿고 있다.
전자기 사슬을 통한 우주 쓰레기 청소 메커니즘
1단계: 수명을 다한 위성에서 5km 길이의 와이어와 얼레가 분리돼 나온다.
2단계: 지구 자기장과 대전된 전리층이 상호작용을 일으켜 와이어에 전류를 유도한다.
3단계: 이 전류로 자기장 내를 움직이는 하전입자에 로렌츠 힘이 발생, 위성은 궤도를 이탈하게 된다.
4단계: 위성은 수주~수개월간에 걸친 로렌츠 힘에 의해 대기권으로 재진입하면서 불타 없어지게 된다.
또 다른 우주 쓰레기 청소 방법
레이저 빗자루
야구공만한 우주 쓰레기는 너무 작아서 전자기 사슬을 장착할 수 없다. 하지만 이 정도의 우주 쓰레기로도 우주선이 파괴될 수 있다. 이 같은 쓰레기에는 레이저를 발사, 궤도를 변경한 다음 대기권으로 재진입하게 해 불태울 수 있다.
우주 플라이페이퍼
우주 쓰레기가 직경 800m의 우주 플라이페이퍼에 부딪히면 운동 에너지가 감소돼 급속히 고도가 낮아진다. 주의할 것은 작동중인 위성이 우주 플라이페이퍼와 부딪히지 않도록 해야 한다는 것.
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