"우주 쓰레기 걱정 마"…우주 파편 방호용 복합 소재 개발 [우주로 간다]

우주선과 우주비행사를 우주 쓰레기로부터 보호할 수 있는 다기능 복합 소재가 개발됐다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 최근 보도했다. 보도에 따르면, 미국 조지아주에 본사를 둔 항공우주기업 아토믹-6(Atomic-6)는 섬유-수지 제조 방식을 통해 우주 파편과의 충돌에도 견딜 수 있는 복합 소재 '스페이스 아머(Space Armor)'를 개발했다. 회사 측은 "위성과 우주비행사들은 궤도 상에서 수백만 개의 추적 불가능한 초고속 입자들로부터 끊임없이 위협받고 있다”며, "고속도로에서 앞유리에 부딪히는 자갈처럼 궤도 파편 또한 언제든 충돌해 우주선에 심각한 손상을 입힐 수 있다"고 밝혔다. 특히 우주 쓰레기는 고속도로 자갈과는 달리 시속 2만5천㎞ 이상 속도로 충돌할 수 있다. 이처럼 빠른 속도의 물체와 우주선이 충돌한다면 연료 탱크에 구멍이 나거나 배터리와 기타 부품이 파손될 수 있다. 트레버 스미스 아토믹-6 최고경영자(CEO)는 “복합재료는 오랫동안 초고속 미소유성체(MMOD) 방호를 위한 해결책으로 주목받아왔다”며, “아토믹-6는 제품 설계와 복합 소재 기술을 결합하여 그 비전을 현실로 만들어냈다”고 밝혔다. 또, 그는 섬유와 수지를 결합해 복합소재를 만드는 '섬유-수지 제조 방식'은 통신 장비를 보호할 뿐만 아니라 통신 신호를 통과시킬 수 있는 '전파 투명성'도 보장해준다고 설명했다. 이는 위성과 지상 간 임무 수행에 필수적인 무선 통신 신호를 방해하지 않으면서 우주선을 안전하게 보호할 수 있다는 의미다. 스미스는 "스페이스 아머는 육각형 타일로 제공되지만, 실제로는 원하는 거의 모든 모양으로 제작할 수 있다"고 밝혔다. 한편, 수십 년간 우주 쓰레기의 공격을 막기 위해 '휘플 실드(Whipple Shield)'가 널리 사용돼 왔다. 이는 이 구조물은 1940년대 미국 천문학자 프레드 휘플이 처음 고안해 오늘날에도 여전히 사용되고 있다. 휘플 실드는 보통 알루미늄으로 제작돼 충돌 시 초기 충격을 흡수하는 역할을 하나 금속으로 만들어져 충돌 시 파편이 생긴다. 이 파편 잔해는 다른 위성이나 우주비행사를 공격할 수 있는 유해한 2차 파편이 된다. 아토믹-6의 스페이스 아머는 지구에서 광범위한 초고속 충돌 테스트를 거쳤다. 이 시험에는 특수발사 장치를 이용해 우주 쓰레기와의 고속 충돌을 재현했다. 스미스는 내년에 아토믹-6가 스페이스 아머 타일을 위성 고객과 함께 실제 궤도에 올려 테스트할 예정이라고 밝혔다.