인공위성의 수가 기하급수적으로 증가하면서 우주 쓰레기가 심각한 문제가 되고 있습니다. 이런 가운데 일본 기업 아스트로스케일(Astroscale)이 차세대 위성 청소 기술로 주목받고 있습니다. 특히 영국 자회사를 통해 진행 중인 프로젝트가 성공한다면, 상업적 궤도 청소의 새로운 장을 열 것으로 기대됩니다.
아스트로스케일의 도전 ELSA-M 프로그램
아스트로스케일의 대표 프로젝트 중 하나는 ELSA-M(End-of-Life Services by Astroscale Multi) 프로그램입니다. 이 프로그램은 저지구궤도(LEO)에서 기능을 상실한 위성을 포획해 안전하게 지구 대기권으로 돌려보내는 기술 개발을 목표로 하고 있습니다.
현재 ELSA-M 서비스기는 "플랫플랫(flat-flat)" 단계로, 다양한 구성 요소가 클린룸에서 점검을 받고 있습니다. 아스트로스케일 영국 팀은 약 40명 규모로, 원웹(OneWeb) 위성과의 자기 도킹 플레이트를 활용한 캡처 메커니즘을 개발하고 있습니다. 이 기술은 원웹의 600개 이상의 위성 중 더 이상 작동하지 않는 위성을 제거하는 데 사용될 예정입니다.
ELSA-M은 기존의 ELSA-d 프로그램을 기반으로 발전했습니다. ELSA-d는 2021년 초소형 위성을 포획해 대기권에서 연소시키는 임무를 수행했으나, 일부 한계점이 드러났습니다. 이를 교훈 삼아, ELSA-M은 더 강력한 기술과 시스템을 갖추게 될 것입니다.
원웹과의 협업, 그리고 발사 계획
아스트로스케일과 원웹의 협업은 ELSA-M 프로그램의 핵심입니다. 원웹의 위성들은 약 1,200km 상공에서 운영되며, 만약 방치된다면 자연 붕괴까지 약 2,000년이 걸립니다. 이를 해결하기 위해 아스트로스케일은 자기 도킹 플레이트를 활용해 위성을 안전하게 포획한 뒤 대기권에서 연소시키는 계획을 세웠습니다.
발사는 2026년 2분기로 예정되어 있으며, ELSA-M은 SpaceX의 팰컨 9(Falcon 9)과 같은 다양한 발사 옵션을 고려 중입니다. 비용 절감을 위해 다른 위성과 동반 발사를 선택할 가능성도 있으며, 발사 고도는 약 550km로 설정될 예정입니다. 이후 ELSA-M은 전기 추진 시스템을 사용해 원웹 위성이 위치한 궤도까지 도달하게 됩니다.
우주 청소의 경제성과 기술적 과제
상업적 궤도 청소 사업은 아직 초기 단계에 있습니다. 현재까지 어떤 회사도 상업적으로 궤도에 있는 위성을 포획해 제거한 사례가 없습니다. 아스트로스케일은 이를 현실화하기 위해 다양한 기술적 과제를 해결하고 있으며, 이 과정에서 영국 우주국과 유럽 우주국으로부터 약 3,500만 달러의 자금을 지원받았습니다. 그러나 이 임무의 절반 이상은 자체적으로 자금을 조달해야 한다는 점에서 경제적 도전도 함께 하고 있습니다.
특히 ELSA-M의 GNC(안내, 탐색, 제어) 시스템은 랑데부 및 근접 작전과 같은 복잡한 작업을 처리해야 합니다. 이를 위해 아스트로스케일은 독창적인 알고리즘과 센서 기술을 개발 중입니다. 임무 설계상 한 번의 발사로 세 개의 위성을 제거할 수 있도록 연료를 최적화했으며, 이를 통해 비용 대비 효과를 극대화하려는 목표를 가지고 있습니다.
지속 가능한 우주를 향한 발걸음
아스트로스케일은 이번 프로젝트를 통해 우주 쓰레기 문제를 해결하고, 지속 가능한 우주 환경을 만드는 데 앞장서고자 합니다. 앞으로 우주 상황 인식, 충돌 방지 시연 등 다양한 기술 개발을 통해 더 많은 가능성을 열어갈 계획입니다. 또한, 일본 우주항공연구개발기구와 협력해 일본의 H-2A 로켓 상단부 제거 임무를 수행하며 기술적 경험을 축적하고 있습니다.
이러한 노력이 결실을 맺는다면, 아스트로스케일은 우주 산업의 새로운 표준을 제시하며 다른 기업들에게 모범 사례가 될 것입니다. 이번 프로젝트의 성공은 우주 청소 산업이 상업적으로도 수익성을 가질 수 있음을 증명할 것입니다.
우주 개발의 새로운 시대를 열기 위해, 아스트로스케일과 같은 혁신적인 기업들의 도전은 필수적입니다. 앞으로 그들의 기술이 어떻게 발전하며 우리의 우주를 깨끗하게 만들지 기대해봅니다.