추락하는 인공우주물체 모니터링

우주환경감시기관은 우리나라 국민과 재산에 피해를 줄 수 있는 대형 인공우주물체의 추락상황이 발생하는 경우, 위험요소가 추측될 때 우주위험대응 매뉴얼에 따라 추락상황실을 개소한다. 상황실에서는 추락상황을 분석하고 정보를 전파하여 위기경보에 따라  범부처가 국가위험에 준비하고 대응할 수 있도록 지원하고 있다. 

상황실에서는 공개된 관측자료를 바탕으로 우주물체를 식별하고, 궤도주기를 계산하여 대기권 재진입 시점을 예측하고, 대기권 재진입 시에는 물체의 예측한 궤도와 파편생성을 고려하여 지상 추락지점과  추락예상시간을 실시간 분석한다. 우주 및 대기환경 등과 같이 추락에 영향을 미치는 많은 요인들로 수개월 전부터 추락시점과 지점을 정확하게 예측하는 것은 어렵기 때문에 인공우주물체의 지구 선회마다 관측된 궤도정보를 분석•축적하며 예측오차범위를 줄여나가면서 가까운 미래에  한반도 부근에 추락할 가능성이 있는지에 대한 예측 정확성을 높여나간다.

매 분석 정보는 SNS와 홈페이지 등(클릭)을 통해 신속하게 전파함으로써 국가적 차원의 사고발생시 우주위험대책본부를 설치하여 해당 부처와의 협력을 통해 공동대응을 하게 된다.

추락하는 과정은?

대기권에 진입하면 초당 8km로 움직이며, 마찰로 인해 섭씨 3천도에 가깝게 가열되는데, 고도 78km에 이르면 분해(Break-up)가 시작되어 무게와 표면적에 따라 넓게 흩어져* 6~30분 이내 지상(혹은 바다)에 떨어지게 된다.  발사당시 1톤이상의 인공우주물체나 열에 강한 소재의 경우는 전소되지 못하고, 무게의 약 10~40%의 파편들이 빠른 속도*로 지상(혹은 바다)에 추락한다. 

 * 표면적이 넓고, 가벼운 것은 최소 시속 30km정도로, 상대적으로 표면적이 작고, 무거운 것은 시속 300km까지로 다양 

그동안에는 다행히 지구의 2/3는 바다이기 때문에 지상에 떨어질 확률이 상대적으로 낮은 편이고,  인적이 드문 곳에 추락하여 인공우주물체로 인한 큰 인명 및 재산 피해는 없었다. 

[ 궤도별 지상 추락까지의 시간 및 지상충돌범위 (클릭) ] 

추락 예측 수준은?

상황실에서는 한반도 부근에 추락할 가능성을 예측하는 것이 목표이다. 이를 위해 인공우주물체의 지구 선회마다 관측된 궤도정보를 분석•축적하며 예측오차범위를 줄여나간다. 현재 기술 상 추락시점과 지점을 수개월 전부터 정확하게 예측하는 것은 어렵다. 저궤도상에 있는 위성의 운동에 영향을 끼치는 우주환경 요인이 너무 많고, 지구 대기권과의 본격적인 마찰로 인해 열이 발생하여 잔해물이 발생하기 시작하는 고도120~ 78km 대기는 태풍을 예측하기 어려운 것과 비슷한 맥락으로 변수가 너무 많기 때문이다.

우주물체실제 추락에 가까워지면(고도 120km부터) 관측 및 궤도 분석 정보가 쌓여 추락 예측시간(D)으로 부터  1~2시간 전에야 비교적 정확한 추락 시간의 예측을 할 수 있다. 하지만 정확한 추락 지점에 대해서는 어전히 어렵다. 초속 7~8km의 빠른 속도로 추락하는 터라 10분의 오차범위로도 거리는 약 9천~1만2천km 차이 나기 때문이다. ( 참고 : 한국~칠레 약 18,000km)