‘텐궁 1호’ 이르면 29일 추락…한반도 떨어질 확률은

톈궁 1호/사진=중국국가항천국(China National Space Administration, CNSA)

과학기술정보통신부가 중국 우주정거장 ‘톈궁(天宮) 1호’의 추락 상황을 공유하고 기관별 대응체계를 점검하기 위한 관계 기관 합동회의를 22일 개최한다.

2011년 9월 발사된 톈궁 1호는 길이 10.5m, 지름 3.4m, 무게가 8.5톤에 달하는 거대 구조물이다. 주로 무인인공위성과의 도킹 및 우주인 체류 실험 등의 임무를 수행해 왔다. 운용기간 5년이 지난 후부터 지속적으로 고도가 낮아지면서 지구로 추락하고 있다.


국내외 전문가들이 예상한 추락 시점은 21일 기준 3월 29일부터 4월 2일 사이. 톈궁 1호는 지구 대기권 진입과 동시에 불에 타 사라질 것으로 예상된다. 그러나 안심하기에는 아직 이르다. 지구로 낙하해 피해를 줄 잠재적 가능성이 있는 인공우주물체 19만 여 개가 지구 주변을 여전히 떠돌고 있기 때문이다. 한국천문연구원과 함께 텐궁 1호 추락과 인공우주물체간 충돌에 관한 궁금증을 질의응답(Q&A) 형태로 정리했다.

-어디로 떨어지나.
▶중국과 미국 합동우주작전본부, 국제우주잔해물조정위원회, 유럽우주국(ESA) 산하 우주잔해사무국(ESOC), 한국항공우주연구원, 천문연 등이 톈궁 1호의 추락 시점과 위치를 추적하고 있지만 언제 어디로 떨어질지 정확히 예측하기는 어렵다. 현재까지 파악된 추락 가능 지역은 북위 43도에서 남위 43도 사이의 넓은 범위이다. 추락하는 우주물체는 초속 7km 가량으로 추락하다보니 몇 분의 차이에도 추락궤도가 바뀔 수 있다. 정확한 재진인 시점·위치는 추락 3~4시간 전에야 알 수 있다. 지속적인 관측과 즉각적인 궤도 모니터링이 필요하다.

-왜 추락하나.
▶우주정거장이나 인공위성은 운영 목적에 따라 한정된 수명으로 운용된다. 때로는 궤도진입 실패, 장비 오작동으로 예정보다 일찍 폐기되는 경우도 많다. 톈궁 1호처럼 거대 인공우주물체는 우주공간에 존재하는 미량의 우주 공기저항을 지속적으로 받아 운동에너지를 소모하므로 고도가 점점 낮아지게 된다. 보통의 인공우주물체는 약 20~40년 궤도운동 후 추락한다.

톈궁1호 추락 궤적 예시, 녹색선이 최종 추락 직전 궤적, 동그라미가 추락 지점, 흰선이 추락 지점 오차 예상 부분이다/자료=천문硏

-한반도에 추락 가능성은.
▶현재는 희박하다. 톈궁 1호가 고도 70~80㎞ 상공 대기권에 진입할 때 2000도 이상의 대기 마찰열에 의해 해체돼 대부분 소실될 것으로 예상된다. 불타고 남은 일부가 지구로 추락할 수 있지만, 피해를 줄 가능성은 매우 낮다. 지구의 3분의 2가 바다라서 지상에 떨어질 확률은 상대적으로 낮다. 또 우리나라 면적은 추락 가능 지역인 북위 43도~남위 43도 영역 대비 약 3600분의 1 정도로 우리나라에 추락할 가능성은 극히 낮다. 현재까지 인공우주물체의 추락으로 인한 인명피해 사례는 전 세계적으로 알려진 바 없다. 지상에 떨어진 우주 파편에 맞아 부상을 입게 될 확률은 1조분의 1 정도다. 사람이 번개에 맞을 확률인 140만분의 1보다 낮다.

-톈궁 1호 이후, 인공우주물체 추락 위험은.
▶현재까지 7900여회 인공위성 발사가 있었다. 올해 기준 지구 주변 우주공간에는 지름 10cm 이상의 인공우주물체가 19만 여 개가 존재한다. 이중 고도 500km 이내 대형 우주물체는 형상과 무게따라 다르지만 보통 수년 내 추락할 것으로 예상된다. 1톤 이상의 대형우주물체나 불에 강한 탄소 소재의 인공우주물체는 대기권에서 전소되지 못하고 20~40%의 잔해가 지상에 떨어질 가능성이 높다. 지난 60여 년간 대기권 재진입 과정에서 연소되지 않고 지상이나 바다에서 추락한 인공우주물체 파편의 총 질량은 약 5400톤에 달하는 것으로 추정된다.

-톈궁 1호 대기권 진입시 타다만 잔해가 우주에 남을 가능성은.
▶거의 없다. 하지만 톈궁 1호가 우주로 쏘아 올려지는 과정에서 떨어져 나간 일부 부속품이 지구 주변 공간을 떠돌고 있을 가능성은 있다. 작은 크기의 우주잔해물은 대부분 방치돼 초속 7~8km 속도로 지구 주변 공간을 떠돈다. 이 때문에 현재 운용 중인 인공위성과 충돌할 위험성을 항상 지니고 있다. 지름 10cm 이상의 물체가 위성과 부딪히면 완전히 파괴되거나 기능을 상실하게 된다. 인공위성은 하루에 최대 200번 가량 충돌 위험에 노출된다. 1회 충돌로 발생할 수 있는 피해액은 약 5억 달러(약 5347억원)로 추정된다. 우리나라 저궤도 다목적 실용위성도 1년에 평균 50여회 정도로 충돌 위험 경고가 접수됐다.

-톈궁 1호 추락 대비 정부 대응은.
▶과기정통부와 천문연은 앞으로 추락 상황에 대한 감시를 지속 강화하고, 추락 예상 약 1주일 전, 2일 전, 최종 2시간 전에 톈궁 1호 추락 상황을 안내할 예정이다. 추락 예상 1주일 전부터는 천문연 우주위험감시센터 홈페이지 등을 통해 톈궁 1호의 실시간 추락 상황을 공개할 계획이다.