​지금 우주에는 몇 개의 인공위성이 있을까?

[박원서]

​지금 우주에는 

몇 개의 인공위성이 있을까?

지금 우주에는 

몇 개의 인공위성이 있을까?

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GPS를 이용해 길을 찾거나 날씨를 확인하거나

 좋아하는 프로그램을 시청하는 등, 위성은

 현대 생활에서 필수적인 역할을 한다. 

통신을 지원하고, 항공기를 안내하며, 

산불을 추적하는 등 다양한 기능을 수행한다.

최근 몇 년 사이 위성 수가 급격히 증가하면서

 우주 공간이 점점 붐비고 있다. 이에 따라 

궤도에 대한 인식이 변화하고 있으며, 

지속 가능성과 우주 교통 관리에 대한 

새로운 논의가 이루어지고 있다.

현재 궤도에 있는 위성의 수는 얼마나 되며, 

이들은 어떤 역할을 하고 있고, 

누가 이를 관리하고 있을까?

사진을 통해 자세히 알아보도록 하자

붐비는 궤도

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사상 처음으로 10,000개 이상의 활성 위성이 

지구를 돌고 있으며, 놀라운 속도로 이동하면서 

우리가 연결하고 소통하며 지구를 관찰하는 

방식이 변화하고 있다.

의미 있는 성과, 동시에 위기 경고

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지구 궤도에 10,000개 이상의 활성 위성이 

존재하는 것은 기술 발전의 성과이지만, 

동시에 우주 공간이 빠르게 붐비고 있으며 

이에 따른 위험을 이제 막 인식하기 시작했다.

우주에 있는 위성 추적

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하버드-스미소니언 천체물리학 센터의 천문학자 

조너선 맥도웰에 따르면, 현재 지구 궤도를 도는 

활성 위성의 수는 10,036개에 달한다. 

이는 최근 몇 년 사이 우주 공간이 얼마나 

빠르게 붐비고 있는지를 보여준다.

스타링크와 위성의 급증

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최근 5년 동안 활성 위성 수가 거의 네 배로 증가했다. 

이는 주로 일론 머스크의 스페이스X와 

스타링크 네트워크에 의해 이루어진 것으로, 

저궤도에 수천 개의 인터넷 송신 위성이 배치되고 있다.

스타링크의 거침없는 야망

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조너선 맥도웰의 데이터에 따르면, 현재 

활성 위성의 약 60%가 스타링크 위성이다. 

스페이스X는 위성 수를 12,000개로 늘릴 계획이며, 

향후 40,000개 이상으로 확대할 가능성이 있다. 

이는 지구 궤도의 환경을 전례 없이 변화시키고 있다.

혼잡한 궤도, 복잡한 문제들

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궤도 내 교통량 증가에는 부작용이 따르고 있다. 

수천 개의 빠르게 이동하는 위성을 관리하는 것은 

점점 더 어려운 과제가 되고 있으며, 우주 환경과 

우주 쓰레기 문제도 함께 고려해야 한다. 

조너선 맥도웰에 따르면, 현재 궤도에는 

28,000개 이상의 등록된 물체가 존재하며, 

여기에는 기능을 상실한 위성과 

폐기된 로켓 부품 등이 포함된다.

보이지 않는 위협

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NASA와 미국 공군의 추정에 따르면,

 28,000개 이상의 추적된 물체 외에도 

우주에는 1억 7천만 개 이상의 

작은 미추적 파편이 존재한다. 

이러한 작은 파편조차도 궤도 속도에서 

심각한 피해를 초래할 수 있으며, 

위성과 우주 정거장에 실질적인 

위험을 가하고 있다.

우주 교통 체증

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악몽 같은 시나리오는 케슬러 신드롬이다. 

이는 위성 충돌이 연쇄적으로 발생하면서

 빠르게 이동하는 파편이 궤도를 가득 채우고, 

결국 미래의 우주 임무 수행이 

불가능해지는 현상을 의미한다. 

현재까지는 이론적인 개념이지만, 

위성 수가 급증하면서 점점 더 현실적인 

우려로 자리 잡고 있다.

만약 모든 것이 멈춘다면?

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GPS, 기상 예보, 글로벌 인터넷, 

위성 통신이 없는 세상을 상상해보라.

 궤도 접근이 위험해지면 현대 생활에 

미치는 영향은 즉각적이고 막대할 것이다.

누구의 책임일까?

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위험은 단순히 기술적인 문제만이 아니라 

정치적인 문제이기도 하다. 

여러 조약과 느슨한 합의가 존재하지만, 

우주 교통을 관리하는 중앙 기관은 없다. 

위성 수가 급증하면서 명확하고

 강제력 있는 규정이 부족해 지구 궤도가

 혼란에 빠질 위험이 커지고 있다.

스페이스X의 책임

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스페이스X는 현재 가장 많은 활성 위성을 운영하고 있으며, 

궤도 내 원활한 운영을 보장하는 데 중요한 역할을 하고 있다. 

특히 스타링크 프로젝트를 통해 저궤도에 수천 개의 위성을

 배치하면서 우주 교통 관리의 필요성이 더욱 커지고 있다. 

스페이스X의 리더십은 증가하는 우주 교통 문제를 

해결하는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 보인다.

폐기

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현재 운영 중인 10,000개 이상의 위성 대부분은 

저궤도에 위치해 있다. 이곳에서는 중력의 영향으로

 위성이 점차 대기권으로 끌려 들어가며, 

재진입 과정에서 불타 소멸된다. 

이러한 자연적인 폐기 메커니즘은 시간이 지나면서

 우주 쓰레기를 관리하는 데 도움이 된다.

현재 위성은 시작에 불과

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현재 운영 중인 10,000개 이상의 위성은 시작에 불과하다. 

아마존의 프로젝트 쿠이퍼가 곧 시작될 예정이며, 

더 많은 우주 정거장이 계획되고 있고, 

궤도 관광도 본격화되고 있다. 

차세대 우주 교통 시대가 빠르게 다가오고 있다.

위성의 범위

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위성은 다양한 형태와 크기로 존재하며, 

각각 고유한 역할을 수행한다. 

통신, 내비게이션, 지구 관측, 과학 연구 등 

여러 임무를 수행하며 지구 상공에서 

중요한 기능을 담당하고 있다.

저궤도: 

선호되는 영역

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대부분의 위성은 저궤도(LEO)에 위치하며, 

지상 200km에서 2,000km 사이를 선회한다. 

저궤도는 통신, 영상 촬영, 인터넷 위성에 

적합한 영역으로, 지구와의 근접성과 

효율성 덕분에 선호된다.

몇 개의 위성을 

볼 수 있을까?

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위성의 가시성은 고도, 크기, 반사율,

 날씨 등에 따라 달라진다. 

하지만 일반적으로 맑은 밤에는

 5~10개의 위성이 조용히 

하늘을 가로지르는 모습을 볼 수 있다.

스타링크 트레인

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새롭게 발사된 스타링크 트레인이 지나갈 때 

위성을 더 쉽게 관찰할 수 있다. 

이 움직이는 빛의 줄무늬는 최종 궤도로 

이동 중인 새로운 위성들의 집합이다.

스타링크 트레인이 

밝은 이유

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스타링크 위성은 발사 후 일정 기간 동안 

일렬로 유지되며, 서서히 최종 위치로 이동한다.

 이러한 빛나는 '트레인'은 최근 빠른 배치 속도로 

인해 하늘에서 흔히 볼 수 있는 광경이 되었다.

위성 혹은 별?

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위성을 찾으려면 하늘을 부드럽게 이동하는

 단일한 빛의 점을 찾아야 한다.  반면, 

별은 깜빡이며 제자리에서 움직이지 않는다.

위성이 가장 잘 보일 때

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위성은 황혼 무렵, 즉 일몰 직후 또는

 일출 직전에 가장 잘 보인다. 

이때 하늘은 어둡지만 위성은 여전히

태양빛을 받고 있어 쉽게 관찰할 수 있다. 

한밤중이 되면 위성은 지구의 그림자 

속으로 들어가며 시야에서 사라진다.

위성의 속도

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저궤도 위성은 시속 28,800km의 

속도로 지구를 선회하며,  이는 

고속 열차보다 약 90배 빠른 속도이다.

위성은 얼마나 작동할까?

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대부분의 위성은 약 15년 동안 작동하며, 이후에는

 교체되거나 대기권으로 재진입해 소멸되거나,

 지구 상공에서 우주 쓰레기로 남아 떠다닌다.

스타링크의 짧은 수명

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스타링크 위성은 약 5년 동안 작동한 후

궤도에서 이탈하도록 설계되었다. 

재진입 시 대기권에서 소멸되며, 

이는 증가하는 우주 쓰레기 문제를 

완화하는 데 도움이 된다.

관찰자들 우려 표명

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2024년 국제천문연맹(IAU)은 위성 군집이 

천문 연구에 미치는 영향을 우려하며 경고했다.

 IAU는 위성 설계자, 배치 담당자, 정책 결정자들이

 천문학자들과 협력하여 관측소에 미칠 잠재적

 피해를 평가할 것을 촉구했다.

밤하늘 보호 촉구

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토마스 실트크네히트 스위스 베른대학교 

천문학 연구소 부소장은 유럽우주국(ESA) 회의에서

 유엔에 밤하늘을 문화유산으로 보호할 것을 촉구했다. 

이는 메가컨스텔레이션이 증가하면서 천문 관측에 

미치는 위협에 대한 대응으로 이루어졌다.

새로운 형태의 빛 공해?

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미국천문학회(AAS)는 2022년 보고서에서

 메가컨스텔레이션이 밤하늘의 밝기를 

두 배 또는 세 배 증가시킬 수 있다고 경고했다.

 이는 증가하는 위성 군집이 태양빛을 반사하면서

 새로운 형태의 빛 공해를 초래할 수 있다는

 우려에서 비롯되었다.

심각한 위성 빛 공해

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최근 발사되는 위성의 수가 급증하면서 

태양빛 반사로 인한 예상치 못한 밝기가 

위성 운영자들을 당황하게 만들고 있다. 

강한 빛 반사는 천문학 연구와 밤하늘 

관측에 예기치 않은 영향을 미칠 수 있다.

천문 관측의 새로운 위협

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최근까지 천문학자들은 몇 개의 위성만 

관측하는 데 익숙했지만, 발사 횟수가 

급증하면서 위성 수가 급격히 증가하고 있다.

 이제 지상 망원경을 통한 관측에서 위성이 

흔히 보이며, 이는 천문 연구에 방해가 되고 있다.

지배적인 힘

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전문가들은 스페이스X가 위성 산업의 

신흥 강자로 떠오르면서  저궤도에서 

가장 지배적인 역할을 하고 있다는 점을 

우려하고 있다. 스페이스X의 결정은 

혼잡해진 궤도 내 모든 위성 운영의 

안전성에 중대한 영향을 미칠 수 있다.

출처

 (Forbes)    (NCESC)

 (Space.com)    (IFLScience)