1억 7천만 개의 우주 쓰레기를 어떻게 청소합니까?

지난 3월 NASA는 우주 쓰레기에 대한 가장 포괄적인 재무 분석을 발표했습니다. 처음으로 이 보고서는 지구 궤도에서 가장 빠르게 증가하는 위험 중 하나에 맞서 싸우기 위한 다양한 경로의 재정적 비용과 이점을 조명합니다.

우주 경제는 엄청나지만 가장 큰 과제 중 하나는 아주 작은 것입니다. 우주 잔해는 니켈 크기의 물체와 충돌해도 치명적인 피해를 입힐 수 있습니다. 현재 역사상 어느 시점보다 더 많은 물체가 궤도에 진입하고 있습니다. 이로 인해 위성과 기존 잔해 간의 충돌 가능성이 높아집니다. 입법/규제 노력부터 기술적 노력에 이르기까지 잔해를 관리하고 완화하는 다양한 접근 방식이 있었습니다.

우주에서의 활동이 증가함에 따라 우주에서 가장 접근하기 쉬운 영역인 저지구궤도(LEO)에 잔해가 점점 더 위협이 되고 있습니다. 궤도에는 최대 1억 7천만 개의 파편이 있을 수 있으며, 대부분은 현재 기술의 한계로 인해 추적하기에는 너무 작지만 위험은 적지 않습니다. 우리가 추적할 수 있는 55,000개의 잔해 중 사용된 로켓 부스터, 활성 위성, 죽은 위성 등 27,000개 이상의 물체가 국방부의 글로벌 우주 감시 네트워크(SSN)에 의해 모니터링됩니다.

LEO에서 물체가 이동하는 속도(약 17,000mph)로 인해 탁구공과 같은 작은 물체의 충격도 심각한 손상을 입히거나 기존 인프라를 완전히 파괴하여 추적 및 감지 가능한 크기의 조각을 더 많이 생성할 수 있습니다. 지난 달에 두 번, 국제 우주 정거장은 충돌을 피하기 위해 기동을 수행해야 했습니다. 즉각적인 LEO 정체 외에도, 현재의 잔해가 궤도 쓰레기의 성장 및 자기 복제 폭포를 생성하는 케슬러 증후군의 위험 또한 증가할 가능성이 있습니다. 정치 지도자들이 관심을 갖기 시작했습니다. 이 문제에 대한 의회 지도자 중 한 명인 John Hickenlooper 상원의원(D-CO)은 "이미 궤도에 있는 잔해의 위협 때문에 단순히 미래에 더 많은 잔해를 방지하는 것만으로는 충분하지 않습니다."라고 말했습니다. 충분한."

잔해를 제한하기 위한 기술적 노력에는 재사용 가능한 로켓과 조종 가능한 위성 제작이 포함됩니다. 특정 위성은 위성 운영자, 위성을 관리하는 개인 또는 단체를 통해 위치를 조정할 수 있습니다. 예를 들어, 국제 우주 정거장은 잔해를 피하기 위해 소위 궤도 내 기동을 수행했습니다. 청소 요구 사항을 충족하기 위해 업계에서는 지상 레이저 넛지, 우주 예인선 및 우주 레이저와 같은 잔해물 청소 기술을 개발했습니다. 정책은 신흥 상업 우주 산업의 급속한 성장을 따라가지 못했습니다. 업계에서는 비용이 불확실하기 때문에 새로운 기술을 사용하고 효과적으로 구현하는 것을 주저합니다.

이용 가능한 공간 내 개체 수에 대한 강력한 데이터에도 불구하고 잔해 청소(교정) 방법에 대한 포괄적인 비용 편익 분석이 이루어진 적이 없습니다. 이 새로운 NASA 분석은 기술 비용과 비용 회수 시간을 제공하여 업계에 새로운 기술을 효과적으로 구현하는 방법에 대한 더 나은 아이디어를 제공합니다.

보고서를 작성하기 위해 NASA 과학자들은 청소에 투입된 비용과 사용된 청소 방법을 일치시키는 데 걸리는 시간을 기반으로 위성 운영자에게 부과되는 경제적 위험 우주 잔해를 지정하는 모델을 만들었습니다. 그런 다음 과학자들은 이 모델을 두 가지 시나리오에 적용했습니다. 즉, 큰 잔해 분해 및 잔해 제거(우주에서 가장 크고 가장 관심이 높은 상위 50개 물체 제거)의 우선 순위를 지정하고 작은 잔해 제거를 목표로 합니다(1~10cm 깊이에서 100,000개의 잔해 조각 제거). 크기).

조사 결과 1. 작업자의 위험을 줄이려면 작은 잔해물을 제거해야 하며, 큰 잔해물은 밀어서 충돌을 방지해야 합니다.

처음에는 비용이 많이 들더라도 작은 잔해를 제거하면 10년 이내에 순 이익을 얻을 수 있습니다.

초기 투자금을 신속하게 조달할 수 있고 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

초기 투자금을 신속하게 조달할 수 있고 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

NASA의 모델은 추적 불가능한 잔해에 대한 잔해 제거 노력이 즉각적인 이점을 얻을 수 있음을 나타냅니다. 추적 가능한 잔해의 경우 초기 비용을 충당하는 데 3~4년밖에 걸리지 않습니다.