ISS는 어떻게 불타는 종말을 맞이할 것인가

축구장만큼 크고 코끼리 200마리보다 무거운 국제우주정거장의 궤도를 이탈하는 것은 엄청난 도전을 의미합니다. 하지만 우주정거장에 또 다른 미래가 있을까요?  8년 안에 태평양의 잘못된 부분으로 표류하면 충격을 받을 수 있습니다. 약 400톤(880,000lbs)의 금속이 하늘을 가르며 대기를 통해 재진입하여 빛을 발할 것입니다. 이 맹렬한 지옥은 길이가 수천 킬로미터에 달하는 바다에 충돌하여 인류의 가장 위대한 프로젝트 중 하나인 국제 우주 정거장(ISS)의 종말을 알립니다.

ISS는 1998년 건설이 시작된 이래 지구 궤도를 돌고 있습니다. 2000년 11월 첫 승무원이 도착한 이후 20개국에서 250명 이상의 방문객을 맞이했습니다. "우주정거장은 큰 성공을 거두었습니다."라고 Josef Aschbacher, 프로그램의 12개 이상의 파트너 중 하나인 유럽 우주국(Esa)의 책임자입니다. 특히 소련 붕괴 직후 파트너 관계를 맺은 미국과 러시아 간의 국제적 협력에 큰 도움이 되었습니다. NASA의 전 과학 책임자인 Thomas Zurbuchen은 "이것은 정말 큰 국제적 승리 중 하나입니다."라고 말합니다.

그러나 그 하드웨어의 대부분은 수십 년이 지났기 때문에 결국 정거장이 위험해지거나 궤도에서 통제할 수 없게 될 수도 있습니다. 1985년 소련의 살류트 7 우주 정거장에 닥친 운명으로 두 명의 우주 비행사가 텀블링 정거장을 되살려야  했습니다 . 미국 국립항공우주박물관(National Air and Space Museum)의 우주 역사학자인 캐시 루이스(Cathy Lewis)는 "우리는 그런 일을 다시 겪고 싶지 않다"고 말했다. 

다시는 이런 우주 대재앙이 일어나지 않도록 우주정거장은 2031년 궤도를 이탈해 대기권을 넘어 태평양으로 안전하게 낙하한다. 이것은 역사상 가장 큰 재진입이 될 것이며, 3월에  NASA는  작업을 수행하는 데 필요할 수 있는 "우주 예인선"의 개발을 시작하기  위한  자금 지원을 의회에 요청했습니다. 나사의 유인 우주비행 프로그램 책임자인 캐시 루더스(Kathy Leuders)는 나중에 예인선의  비용이 10억 달러(8억 파운드)에 조금 못 미치는 것으로 추산된다고 밝혔습니다 .

스테이션의 궤도를 정확히 우회하는 방법을 알아내는 것은 거대한 사업입니다. 2001년 러시아의 미르 우주정거장  과  1979년 나사의 스카이랩 우주정거장 등 많은 대형 물체가 지구 대기권에서 타버렸습니다  . 그러나 ISS는 미르보다 3배 이상 큰 완전히 새로운 문제를 나타냅니다. 미국 하버드-스미소니언 천체물리학 센터의 천문학자인 조나단 맥도웰(Jonathan McDowell)은 "그것은 중대한 도전이다. "하늘에서 떨어지는 400톤의 물체는 대단하지 않습니다."

1998년 러시아에서 건설한 단일 Zarya 모듈로 시작된 이 스테이션은 오늘날 거대하여 16개의 모듈, 금속 트러스에 장착된 거대한 태양 전지판, 열을 방출하는 라디에이터를 자랑합니다. 길이가 109m(356ft)로 축구장 크기로 우주에서 조립된 인간 구조물 중 가장 큽니다. 미국 컨설팅 회사인 Astralytical의 공간 분석가인 Laura Forczyk는 "기자의 피라미드와 같습니다."라고 말합니다. 현재 7명의 승무원이 역에 상주하고 있습니다.

ISS의 수명은 여러 번 연장되었지만 2030년을 넘어서 연장하는 것은 위험하다는 데 널리 동의했습니다.  더 높은 궤도로 올리는 것과 같은 다른 대안은 스테이션을 안전한 고도로 밀어내기 위해 수십 대의 부스팅 우주선이 필요하기 때문에 Nasa에 따르면 상상할 수 없습니다  . 대신 작년 보고서에서 NASA가 약술한 계획은   전체 기지를 다시 대기권으로 밀어내는 것입니다.

24시간마다 국제 우주 정거장은 약 17,100mph(27,570km/h)의 속도로 지구 궤도를 돌면서 16번의 일출과 일몰을 경험합니다(Credit: Nasa/Getty Images)

이벤트는 2026년에 시작되며, 이때 ISS의 궤도는 대기 항력에 따라 자연적으로 붕괴되어 2030년 중반에 400km(250마일)에서 약 320km(200마일)로 떨어집니다. 이 시점에서 최종 승무원이 스테이션으로 보내질 것이며, 아직 제거되지 않은 남아있는 장비나 역사적 중요성이 있는 항목이 제거되었는지 확인하고 스테이션의 무게도 줄입니다. "아직도 논의 중입니다."라고 Aschbacher는 말합니다.

마지막 승무원이 떠나면 정거장의 고도는 280km(175마일)까지 더 낮아져 돌아올 수 없는 지점으로 간주됩니다. 이 지점에서 정거장은 더 이상 행성의 두꺼워지는 대기로 인한 항력 위로 부스트될 수 없습니다. 몇 달이 걸립니다. 여기에서 러시안 프로그레스(Russian Progress) 우주선이 스테이션을 행성 대기권으로 마지막으로 밀쳐내기 위해 배정되었습니다. 그러나 일부 Progress 차량의 최근 문제 와 러시아와의 정치적 상황 악화로 인해 NASA는 우주 예인선 대안을 조사하게 되었습니다. "NASA는 러시아의 참여에 대한 위험을 회피하고 있습니다. 러시아는 이르면 2025년 초 ISS에서 탈퇴할 수도 있다고 제안하기도 했다.

어떤 우주선을 사용하든 이 마지막 추진 후 스테이션은 고도 120km(75마일)에 도달하여 약 29,000km/h(18,000mph)의 속도로 지구의 두꺼운 대기에 충돌하여 본격적으로 재진입을 시작합니다. 첫째, 태양 전지판이 구조물에서 찢어집니다. "역풍이 엄청날 것입니다."라고 McDowell은 말합니다. 미르의 재진입에 대한 연구 에 따르면 , 이것은 약 100km(62마일)의 고도에서 발생할 것으로 예상되며 모두 제거되기까지 몇 분밖에 걸리지 않습니다 . 그런 다음 지구 표면에서 약 80km(50마일) 떨어진 지점에서 모듈 자체가 서로 찢어지기 시작하고 수천 도의 재진입 온도에 의해 불이 붙어 녹아 분해됩니다. 여러 개의잔해가 하늘을 가로질러 갈 때 소닉붐이 들릴 것입니다 .

미르의 궤도는 전 세계 관객들을 사로잡았다 . 그러나 ISS는 140톤(300,000lbs)의 미르 우주정거장보다 거의 세 배나 크고 재진입은 훨씬 더 장관일 것입니다. McDowell은 "이제 400톤의 불타는 덩어리가 상층 대기를 통해 궤도 속도로 날아가고 있습니다."라고 말합니다.

그러나 모든 것이 계획대로 진행된다고 가정하면 이 불타는 잔해는 인명에 위험을 초래하지 않을 것입니다. ( 떨어지는 우주 파편에 맞을 위험이 무엇인지 자세히 알아보십시오 . )

그들이 비행기와 운송으로 어떻게 관리할 것인지는 두고 봐야 할 것입니다 – Jonathan McDowell

대신, 재진입에서 살아남은 모든 것은 종종 우주선 묘지로 사용되는 뉴질랜드와 남미 사이의 넓은 태평양인 Point Nemo 에 떨어지는 것을 목표로 할 것입니다. 이 지역은 인간 거주지에서 우주 장비를 안전하게 폐기할 수 있을 만큼 충분히 멀리 떨어져 있는 것으로 간주됩니다. 변덕스러운 해류로 인해 상대적으로 영양분이 부족하여 해양 생물이 거의 지원되지 않습니다.

그럼에도 불구하고 ISS의 파편 경로는 거대하고 이전에 본 것과는 달리 폭이 수 킬로미터, 길이가 최대 6,000km(3,700마일)에 이를 수 있습니다.

이와 같이 태평양의 이 부분에 대한 접근은 사상자를 피하기 위해 재진입 중에 제한되어야 합니다. McDowell은 "비행기와 배송으로 어떻게 관리할 것인지는 두고 봐야 합니다."라고 말합니다. 그러나 그것을 목격하는 사람에게는 ISS의 죽음이 일종의 스펙터클이 될 것입니다. McDowell은 "내가 NASA라면 카메라와 센서를 날리고 이별에 대해 자세히 설명할 것"이라고 말했습니다. "확실히 해야 할 과학이 있습니다." 태양 전지판의 초기 분해에서 Point Nemo의 스플래쉬 다운까지의 전체 재진입은 단 40분 동안 지속되어야 합니다.

인상적인 쇼이지만 ISS의 궤도 이탈이 재료 낭비라고 걱정하는 사람들이 있습니다. ISS에는 귀중한 장비가 많이 있을 뿐만 아니라 트러스의 금속과 태양 전지판과 같이 막대한 비용을 들여 우주로 가져간 유용한 자원도 있습니다. 미국 조지 워싱턴 대학의 우주 정책 전문가인 존 클라인은 "매몰 비용"이라고 말했다. "우리가 할 수 있는 것을 재사용하자."

인공위성과 다른 많은 무인 우주선은 대기권에서 타버리게 하는 방식으로 궤도에서 벗어나지만 일부 잔해는 여전히 지구에 충돌합니다(Credit: Nasa)

2022년 말, 미국의 CisLunar Industries 및 Astroscale을 비롯한 여러 기업이 백악관에 이를 위한 아이디어를 제시했습니다. 여기에는 스테이션의 트러스에 있는 금속 일부를 녹여서 우주에서 새로운 구조물이나 차량을 건설하는 데 재사용하거나 전체 모듈을 분리하여 다른 우주 정거장을 위해 용도를 변경하는 것도 포함될 수 있습니다. CisLunar의 CEO인 Gary Calnan은 "우리는 확실히 여기에 기회가 있다고 생각합니다."라고 말합니다. "우리는 우주에 인양 야드를 만들고 싶습니다."

NASA 대변인은 "새롭고 혁신적인 아이디어에 대한 제안을 환영한다"고 말했지만 현재 NASA는 "국제우주정거장의 주요 구조 부품을 용도 변경하라는 제안을 요청하거나 받은 적이 없다"고 말했다. Astroscale US의 Ron Lopez 사장은 기관이 재고하기를 희망합니다. "이러한 모든 옵션을 생각할 기회가 있기를 바랍니다."라고 그는 말합니다.

당분간 전체 ISS를 태평양에 처분할 계획이 남아 있으며, 이는 우주에서 수십 년간 지속된 인간의 독창성과 협력에 대한 극적인 종말을 의미합니다. 2031년에 사람이 살지 않는 것처럼 보이는 광활한 태평양을 표류하게 된다면 조심하십시오. 우주에서 지구로 쏟아지는 녹은 뜨거운 파편의 소나기를 염탐할 수도 있습니다. McDowell은 "미디어의 광란이 될 것"이라고 말했습니다. "거절할 수 없는 불꽃놀이가 될 것입니다."