‘구조 실패’ 우주망원경, 오늘 지구 추락…사람 다칠 확률은 2100분의 1?

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미국항공우주국(나사)이 사상 처음으로 궤도를 높이는 구조 작전에 나섰다가 실패했던 우주망원경 '닐 게럴스 스위프트 관측선'(이하 스위프트)이 4일(현지 시각) 지구 대기권으로 추락한다. 2004년 11월 발사된 지 약 22년만이다.

나사가 예상하는 대기권 진입 시점은 4일 오전 3시30분(한국시각 오후 5시30분)이다. 나사는 실제 재진입 시각에는 약 11시간의 오차가 있을 수 있다고 밝혔다.

나사는 무게가 약 1.5톤인 스위프트의 몸체는 대부분 대기권에서 타 없어지겠지만 일부 부품은 지표면까지 도달할 것으로 전망했다.

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타지 않고 살아남은 파편의 충돌 지점은 재진입 시점에 따라 달라진다. 나사 계산에 따르면 스위프트의 궤도비행 경사각이 낮기 때문에, 파편이 대기권에 진입할 수 있는 위치는 남위 20.6도와 북위 20.6도 사이다. 이 지역은 대부분 바다이지만 아프리카, 남·동남아시아, 중남미의 인구 밀집 지역도 포함된다.

나사는 추락으로 인해 사람이 피해를 입을 가능성은 약 2100분의 1로 매우 낮은 수준이라고 밝혔다. 그러나 나사의 궤도 잔해물 관련 규정에 따르면 잔해물로 인한 인명 피해 위험은 1만분의 1을 넘지 않아야 한다. 한국(북위 33~38도)은 스위프트 추락 영향권 밖에 있다.

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고도 78k 상공에서 본체 산산조각

스위프트는 우주에서 가장 강력한 폭발 현상인 감마선 폭발을 관측하기 위해 2004년 발사됐다. 원래 계획한 임무 기간은 2년이었지만, 이를 훨씬 넘어 20년이 넘는 기간 동안 활동했다.

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애초 고도 690km 상공에서 관측 비행을 하고 있었으나, 2024년 말 예상보다 강력한 태양 활동으로 분출된 고에너지 입자들의 영향을 받아 고도가 빠른 속도로 낮아지기 시작했다. 이에 나사는 우주기업 캐털리스트 스페이스와 계약을 맺고, 스위프트의 궤도를 끌어 올릴 로봇팔을 갖춘 우주선 링크를 제작해 지난 7월 발사했으나 오작동을 일으켜 스위프트 접근에 실패했다. 나사는 지난 10월20일 스위프트의 고도가 275km로 떨어지자, 이후 관측 활동을 중단하고 안전 모드로 전환시켰다.

스위프트는 고도 120km에서 대기권에 진입하면 불과 몇분 안에 최후를 맞는다. 영국 정밀부품업체 어큐 컴포넌츠의 딘 슬레이든 항공우주 엔지니어는 스페이스닷컴에 “대기와의 마찰열로 불타듯 빛나면서 태양전지판과 안테나가 먼저 떨어져 나가고, 고도 78km 안팎에서 본체가 산산조각날 것”이라고 말했다.

나사 대변인은 계측기 받침대 등 티타늄으로 만들어진 부품이나 니켈로 만들어진 거울 조립체는 타지 않고 파편으로 살아남을 수 있다고 말했다. 위성 추적업체 레오랩스의 대런 맥나이트 선임연구원은 스위프트의 파편이 지상에 위험을 줄 가능성은 작다고 봤다.

급증하는 재진입…”위성 설계부터 바뀌어야"

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미국 천체물리학자 조너선 맥도웰 집계로는 2026년 9월 말 기준 가동 중인 위성은 약 1만7천기로, 2020년보다 5배 안팎 늘었다. 이 가운데 전체의 3분의 2인 1만1천여기가 스페이스엑스의 저궤도 인터넷 군집위성 스타링크다. 스타링크의 설계 수명은 약 5년이다.

궤도물체 추적 업체 킵트랙에 따르면 수명이 다 되거나 고장난 위성까지 합치면 전체 위성 수는 10월 기준으로 2만290기에 이른다. 로켓 잔해와 파편까지 합치면 궤도를 도는 물체는 훨씬 더 늘어난다.

전문가들은 궤도를 도는 위성 등이 급증함에 따라 앞으로 대기권 진입 횟수도 덩달아 늘어나는 것에 대한 대비를 촉구했다. 맥나이트 연구원은 저궤도 군집위성이 늘면서 연간 재진입 물체 수가 5년 전보다 10배로 늘었다고 말했다. 슬레이든 엔지니어는 수명이 끝난 위성이 스스로 외딴 바다로 진입하거나 아예 완전히 타 없어지도록 설계하는 '소멸 설계(design for demise)'가 갈수록 중요해질 것이라고 강조했다.