세상에서 가장 비싼
우주 화장실사실은
우주 쓰레기로
몸살 앓는답니다아름답게
보인다고요?
“우주에 대해 이해할 수 없는 유일한 사실은 우주를 이해할 수 있다는 것이다.”
물리학자 알베르트 아인슈타인(Albert Einstein·1879~1955)의 말이다. 우주는 상상 이상 무한대로 거대하며 풀지 못하는 신비로 가득 차 있다는 뜻이다. 인류가 우주에 내디딘 첫걸음은 1957년 옛 소련이 발사한 ‘스푸트니크’ 인공위성이다. 인류가 우주라는 거대한 공간 탐험을 시작한 지 이제 50여 년이 지났을 뿐이다. 우주 탄생의 기원·블랙홀 등과 같은 신비로운 우주 비밀이 한꺼풀씩 벗겨지고 있다. 하지만 우주를 이해하려는 인류의 욕망이 과도했을까. 지구를 둘러싼 우주 공간에 ‘우주 쓰레기’가 넘쳐나고 있다. 수백만개에 달하는 우주 쓰레기 때문에 인공위성은 하루에도 수차례씩 충돌 위협을 받는다. 미국 국방부는 우주 쓰레기를 추적·제거하려 하지만 일부에서는 역사적 가치가 있는 우주 쓰레기를 인류의 문화유산으로 보존해야 한다는 주장도 제기한다.
하늘에 떠다니는 ‘위성 폐기물’
우주 쓰레기(space junk)는 인간이 우주에 버린 모든 것을 망라한다. 수명을 다한 인공위성, 추진 시 떨어져 나온 로켓의 상단부와 작은 파편들, 심지어 우주를 유영하던 우주비행사가 놓친 공구 등도 포함된다. 1970년대 이후 인공위성 발사가 가속화하고 우주 활동이 활발해지면서 수많은 인공위성으로부터 발생하는 우주 쓰레기가 가파른 속도로 증가하고 있다. 아무리 작은 조각이라도 총알 속도의 7배에 달하는 초속 8㎞로 움직이기 때문에 충돌하면 치명적인 피해를 입을 수 있다. 미국 월스트리트저널(WSJ)은 지구 궤도상의 우주 폐기물(지름 1㎝ 이상)은 50만개에 이르고 2075년에는 이 숫자가 두 배 이상 증가할 것으로 전망했다. 우주비행을 하지 않는 일반인도 우주 쓰레기로부터 안심할 수는 없다. 1969년 일본 선박이 소련 인공위성의 것으로 추정되는 우주 쓰레기에 맞아 선원 5명이 부상하는 사고가 발생했다.
‘케슬러 증후군’ 현실화 우려
우주 쓰레기는 최근 몇 년 사이 급격히 증가하고 있다. 이는 2007년 중국의 자국 위성 펑윈-1C에 대한 우주 요격 실험과 2009년 미국 이리듐 위성과 러시아 코스모스 위성 충돌이 계기가 됐다. 특히 러시아와 미국 위성 간 충돌은 예측하지 못한 자연적 첫 충돌 사례다. 이 과정에서 위성의 파편을 포함한 우주 쓰레기 2200개가 발생한 것으로 추정된다. 이에 우주개발 전문가들은 ‘케슬러(Kessler) 증후군’의 현실화를 우려한다. 케슬러 증후군은 인공위성이나 우주 쓰레기가 서로 충돌하면서 더 많은 우주 쓰레기가 계속 생겨나고, 기하급수적으로 늘어난 파편들로 결국 인공위성 운용 자체를 못하게 될 것이라는 우려다.
골목길의 쓰레기를 치우지 않으면 쓰레기가 넘쳐나 아무도 길을 다니지 못한다. 마찬가지로 우주 쓰레기를 방치하면 우주선과 인공위성의 운항을 위협할 수 있다. 크기가 1㎝ 이상만 돼도 우주비행에 치명타를 입힐 수 있다. 미국·일본 등 선진국이 ‘우주 쓰레기 청소’에 나서는 이유다. 미국 국방부는 우주 폐기물을 추적하는 레이더 시스템인 ‘우주 울타리(Space Fence)’ 프로젝트를 시행할 예정이다. 이 시스템은 우주 폐기물의 위치·속도 등을 추적해 우주 비행사에게 충돌 위험을 사전에 경고한다. 일본은 우주 쓰레기의 속도를 줄여 지상으로 떨어뜨려 연소시키는 청소 위성 구상안을 내놓기도 했다.
‘인류의 문화유산’이란 시각도
우주에 떠도는 인공물을 모두 쓰레기로 취급하기에는 일부 인공위성의 경우 ‘역사적 가치’가 높다는 주장도 있다. 호주 플린더스대 고고학과 골먼 교수는 “우주는 인류 문명의 발달로 개척한 새로운 문화공간”이라며 “고고학적 관점에서 우주 쓰레기는 지구 중력을 정복한 인류 문명의 역사를 담고 있다”고 강조했다.
인류사에서 석기 시대에 조상의 낙서나 단순한 도구 등도 수많은 고고학자와 역사학자에게 귀중한 자료다. 1957년 인공위성 스푸트니크를 시작으로 우주 탐사 시대를 열고 있는 현 시대는 우주 탐험사의 석기 시대에 빗대어진다. 우주 공간의 수많은 인공물 가운데 역사적 가치가 있는 것을 보존해야 한다는 주장이 나오는 까닭이다. 현재 지구 궤도를 도는 가장 오래된 인공위성인 뱅가드 1호(1958년) 등을 우주 쓰레기 취급할 것이 아니라, 인류의 문화유산으로 남겨야 한다는 얘기다.
2010년 미국 캘리포니아주는 달에 남겨진 쓰레기 더미를 ‘역사자원’으로 지정해 우주 쓰레기 다시보기 주장에 힘을 실었다. 1969년 닐 암스트롱과 에드윈 버즈 올드린이 달에 버리고 온 2t이 넘는 쓰레기(지진파 탐지기 등)를 캘리포니아주의 역사자원으로 지정한 것이다. ‘아폴로 프로젝트’에 기여한 NASA 연구소가 캘리포리아주에 있어 달에 남긴 우주 쓰레기를 캘리포니아주의 역사자원으로 선포했다.
무중력 공간에서 우주비행사들은 대소변을 어떻게 해결할까. 최근 우주정거장(ISS)에서 우주비행사들의 ‘볼일’ 해결법이 공개됐다. 미 우주과학자 행크 그린 박사는 “우주정거장은 완전 무중력이 아닌 극미중력(micro gravity) 상태로 우주비행사들이 쓰는 화장실에는 총 2개(소변·대변용)의 흡착 기기가 설치돼 있다”고 설명했다. 우주비행사들의 소변은 강력한 흡착력이 있는 기기에 흡수된 후, 특수 정화시스템을 거쳐 재사용된다. 마시는 물로 사용하거나 샤워 물 등으로 쓰인다. 소변을 재사용하는 것은 ISS는 제한된 물자로 생활하기 때문에 물 한 방울도 소중하기 때문이다.
오물을 분해하는 박테리아로 소변을 처리하면 박테리아는 오물을 먹고 이산화탄소와 작은 입자를 배설한다. 이렇게 걸러진 소변은 아주 미세한 구멍이 뚫린 플라스틱 막을 거쳐 깨끗한 물과 이물질로 분리되는 것이다. 우주비행사들이 대변을 볼 때는 지름이 10㎝가 되지 않는 변기를 사용한다. 우주인들은 대변을 볼 때 주의해야 사고(?)를 막을 수 있어 NASA에서는 ‘정확하게 화장실을 이용하는 훈련’도 시행한다. 우주 전용 화장실은 첨단 기술력으로 만들어져 가격은 상상을 초월한다.
변기 등은 1900만달러(약 200억원), 설치비용을 합치면 2억5000달러(약 2100억원)에 달한다. 그린 박사는 “화장실이 빨아들인 쓰레기(대변 및 걸러진 소변 오물)는 우주에 버리지 않고 캡슐 형태로 보관해 지구로 함께 귀환한다”고 덧붙였다.
손정희 한국경제신문 연구원 jhson@hankyung.com
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