비디오

대본

우주 여행은 인류의 가장 흥미진진한 모험입니다.

하지만, 역설적이게도, 우리의 행동은 우주로 가는 것을 멈추게 될 수도 있습니다.

로켓을 쏠 때마다, 위성 하나를 궤도에 올릴 때마다,

우리는 매년 점점 위험해지는 함정을 우리 스스로 파고 있습니다.

만약 이 함정이 작동된다면,

우리는 우주 여행 시대를 끝내고 우리의 행성에 수십 년, 수백 년간 갇히게 될 수 있습니다.

무언가를 우주로 보낸다는 것은 매우 힘든 일입니다.

그러러면 정말, 정말 빠르게 움직여야 합니다.

처음에는 대기권을 벗어나기 위해 수직으로,

그 후 지구 궤도를 돌기 위해 옆으로 움직여야 합니다.

여전히 매우 빠른 속도로요.

만약 성공한다면 여러분은 지구 저궤도에 진입할 수 있습니다.

그리고 한번 안착하면, 궤도 내에서 벗어나기란 매우 어렵습니다.

남은 에너지가 없다면 궤도에 갇혀 지구를 영원히 돌게 됩니다.

우주정거장이나 인공위성처럼 궤도에 머물고 싶다면 좋은 특성이 되죠.

그래서 우리는 우주 인프라(기반시설)의 대부분을 지표면에서 수백 킬로미터 떨어진 이곳에 올려놓았습니다.

대기권이 정말 얇아, 공기저항이 궤도를 도는 물체를 느리게 만들어 지구로 돌려보내기전까지,

수백년 동안 위에 머무를 수 있을 정도로 충분히 높은 곳에 말이죠.

하지만, 이것은 치명적 함정의 원인이기도 합니다.

로켓은 사실 커다란 연료 탱크를 고정해 주는 금속 원통입니다.

연료의 한 부분이 다 쓰이면 빈 연료통들은 로켓을 가볍게 만들기 위해 버려집니다.

어떤 부품들은 부서지며 지구로 떨어지거나

대기권에서 불타 없어지지만

쓸모가 없어진 부품의 대부분은 궤도에 남아서 공전을 하게 됩니다.

수십 년간의 우주 탐험 이후, 지구 저궤도는 다 쓴 추진체, 망가진 인공위성들, 그리고

미사일 실험들과 폭발들로 인해 생긴 수 백만 개의 조각들의 쓰레기장이 되었습니다.

현재 우리는 작동 중지된 인공위성 2,600기,

모니터보다 큰 물체 10,000개,

사과만한 물체 20,000개,

구슬만한 물체 500,000개,

그리고 너무 작아서 추적할 수 없는 물체가 적어도 1 억 개 있다는 것을 알고 있습니다.

이러한 우주쓰레기(Debris)들은 최대 시속 30,000킬로미터의 속도로 움직이며

다양한 궤도에서 지구를 하루에 수십번 돌고 있습니다.

궤도상의 속도는 너무 빨라서,

여기서 콩 하나 정도 크기의 쓰레기에 맞는 것은

플라즈마 건에 맞는 것과 같습니다.

충돌의 충격으로 잔해는 증발하고, 고체 금속을 관통시켜 버릴 수준의 에너지를 방출합니다.

결론적으로, 우리는 지구 궤도를 수백만의 파괴 그 자체로 덮어버렸습니다.

그리고 이 위험 지역에는 우리 인류가 만든 수 조 달러의 우주 기반시설들도 위치해 있습니다.

현대사회에 매우 중요하고도 핵심적인 역할을 수행하는 기반시설이죠.

국제적 통신망,

GPS와 내비게이션,

날씨 데이터의 수집,

소행성 탐사와 그리고 모든 역사에 남을 과학적인 발견들까지.

모두 갑자기 사라지면 매우 그리워하게 될 것들이죠.

단 하나의 콩알만한 총알이 작동중인 1100개의 위성 중 하나에 충돌하면,

그 위성은 순식간에 파괴될 것입니다.

이미 연간 3~4개의 위성이 이러한 이유로 파괴되고 있습니다.

위성과 우주쓰레기들의 숫자가 향후 10년 안에 10배로 늘 것이라 예상되기 때문에,

우린 지금 특이점 근처에 와 있습니다.

하지만 작은 쓰레기조각은 큰 문제가 아닐수도 있습니다.

최악의 문제는, 쓰레기가 아닌 것들마저 쓰레기조각으로 만들어 버리는 멈출 수 없는 연쇄반응이죠.

두 위성이 서로 정면충돌했을 때를 생각해 봅시다.

위성들끼리 충돌했다고 해서, 바로 멈춰서 땅으로 떨어지진 않습니다

‘콰직’ 보다는 ‘풍덩’에 가까운 일이 벌어집니다.

궤도 속도는 너무나 빨라서,

단단한 조각들이 서로 뿌려지게 됩니다.

두 위성은 수천개의 작은 잔해로 이루어진 의 구름으로 바뀌게 될 것이며,

여전히 다른 위성을 부숴버리기에 충분한 속도를 가지고 있습니다.

이는 느리면서도 매우 파괴적인 도미노 효과의 방아쇠가 될 것입니다.

연쇄 충돌(collisional cascading), 혹은 케슬러 증후군(Kessler syndrome)이란 현상입니다.

산탄총의 총알처럼, 각각의 충돌은 더 많은 총알을 만들게 될 것입니다.

첫번째 목표가 무엇이든 간에, 한번 부딪혀서 파괴되기 시작하면

그것은 곧장 파괴에 굶주린 파괴의 벽이 됩니다.

더욱 많은 위성이 파괴되기 시작할 것이며, 그 파괴는 기하급수적으로 증가할 것입니다.

결국 궤도상에 있는 모든 것을 파괴해 버리겠죠.

하지만 우주는 꽤 넓습니다. 첫번째 충돌에는 매우 오랜 시간이 필요할 것입니다.

하지만 무슨일이 일어났는지 깨달았을 때에는, 이미 늦어버리고 말 것입니다.

첫번째 해에는 하나의 위성이 파괴될 것입니다.

딱히 신경쓸 일은 아니죠.

이듬해에 다섯,

그 다음해에는 오십,

그리고는 아무것도 없을 것 입니다.

궤도의 상황은 급격히 나빠졌고,

아마 우린 이미 돌이킬 수 없는 지점을 지났을지도 모릅니다.

10년 내에, 로켓이나 위성의 궤도상 장기간 임무를 수행할 수 없게 될 것입니다.

최악의 경우는 끔찍합니다.

너무 작아서 추적할 수도 없는 수백 만개의 파편들이

시간당 30,000킬로미터의 속도로 궤도를 돌고 있습니다.

그것들은 지구 주위에 치명적이게 효과적인 장벽을 만들것입니다.

건너기에는 너무 위험한 장벽을 말이죠.

달기지 건설, 화성의 식민지화, 또는 우주 여행과 같은 꿈들이

몇 세기나 뒤로 미뤄질 것입니다.

그리고 우주 기반시설의 손실은 우리가 늘상 이용하고 있는 기술들을

1970년대 수준으로 되돌릴 것입니다.

하지만 되돌리기에는 아직 늦지 않았습니다.

우주 산업은 우주쓰레기들을 줄이는 데 더 나아지고 있는 반면,

지속적이고 빠르게 증가하는 무기 시험들은 도움이 되지 않습니다.

그래서, 지금까지 추상적이지만 진지한 방안들이 제시되었죠.

치명적인 우주 쓰레기들을 더 늘리지 않고 빠르게 제거하는 법에 대해서요.

많은 방안들이 제시되고 있습니다만

현재 시험중에 있고 가장 현실적으로 고려되고 있는 방법은

바로 우주로 나아가서 쓰레기를 포획한 후 다시 갖고 돌아오는 작전입니다.

우선 작은 위성에 쓰레기를 포획할 그물을 실어 우주로 날려 보낸 후 쓰레기를 잡아냅니다.

쓰레기를 잡는데 성공했다면, 다시 소형 로켓을 사용하여 지구로 끌고 내려옵니다.

만약 쓰레기가 그물로 잡기에 너무 크다면, 밧줄에 묶은 작살로 잡을 수도 있습니다.

로켓을 써서 지구로 귀환하는 대신 청소 위성이 커다란 낙하산을 펼치면서

대기권에서 더 빠르게 타도록 끌고 다닙니다.

그 외에도 다른 공상 과학적인 제안도 여러가지가 있습니다.

일부 사람들은 거대한 전자석을 쓰자고 제안하기도 합니다.

이 전자석 견인차들은 인공위성들 안에서 그들을 안정화 시키는 자석 부품들을

자기력으로 밀어내면서 지구의 자기장과 일치시켜 안정되게 만듭니다.

이 방법들은 그물이나 작살을 쓰는 것 보다 더 그럴 듯 하고 안전해 보입니다.

일단 치워야 할 쓰레기와 직접적인 접촉 자체를 하지 않으니까요.

그러므로 실수로 목표물을 더 많은 쓰레기로 쪼개버릴 위험은 없다고 할 수 있습니다.

가장 작은 부류의 쓰레기들에 대해서는 레이저를 이용해서

통째로 증발시켜버리는 것이 좋은 방법이 될 수 있습니다.

레이저를 달고 있는 위성 역시 쓰레기와 직접 접촉할 일은 없습니다

한 자리에 가만히 앉아서 쓰레기를 쏴버릴 수 있으니까요.

커다란 물체들을 레이저로 완전하게 증발시켜버리는 것은 불가능하지만

최소한 이들을 제거해 버리는데 사용하거나,

혹은 쓰레기의 일부를 지져서 안전 궤도로 밀어내버릴 수도 있죠.

미래에 어떤 기술을 사용하게 될 진 모르지만, 빠른 시일 내에 뭔가 손을 써야 할 것입니다.

수억 개의 탄환들이 수조 개의 탄환이 되어

이 덫이 완성 되어버리기 전에요.

만약 손을 쓰지 않는다면, 인류의 우주를 향한 원대한 꿈은

시작조차 하지 못하고 끝나버릴지도 모릅니다.

우주탐구에 대한 우리들의 갈망은 우리가 그것을 좋은데 쓰기까지 미루어질 수 있습니다.

우리가 시간을 보내는데 가장 좋아하는 것들중 하나는 우리 우주에 대해 더 탐구하는 것입니다.

그리고 그것을 하기 위해서, 당신은 지켜볼 수 있습니다.

쿠르츠게작트와 브릴리언트에서 6개로 이루어진 영상 시리즈들을 합동 제작하고 있습니다.

쿠르츠게작트는 브릴리언트와 조금씩 작업해왔습니다.

그리고 우리는 그들이 과학과 수학을 실용적으로 가르치는 방식을 좋아합니다.

단계적으로 당신이 문제를 푸는 것을 도우면서,

당신은 그것들의 개념을 이해할 수 있습니다.

그리고 당신에게 우주쓰래기와 같은 문제들에 당신의 지식을 쓸 날이 올 것입니다.

적어도 당신의 과학 프로젝트에서라도요.

당신이 에듀테인먼트를 더 좋아한다면,

Brilliant.org/nutshell 에서 무료로 가입을 하실 수 있습니다.

선착순으로 이 링크를 이용하시는 688명에게는 연간 프리미엄 멤버쉽을 20% 할인해 드립니다.

또 브릴리언트와 하는 합작도 지원해주시고요!