우주 공간을 떠도는 수많은 우주 파편은 인공위성이나 우주선에 충돌하면 장비가 손상되거나 탑승자의 생명을 위험하게 만들 수 있다. 이런 점에서 우주선을 보호하기 위한 보호막 개발이 필요할 수 있다.

미 항공우주국 나사(NASA)는 위성 궤도 상에 떠도는 우주 파편을 가정해 작은 알루미늄 덩어리를 6.9km/sec 속도로 우주선 보호막 소재에 부딪치게 하는 실험을 실시하고 있다. 우주 파편과 미소 운석으로부터 우주선을 보호하기 위한 보호막이 실제로 우주선을 보호할 수 있는지 알아보기 위한 것이다.





국제우주정거장이 위치한 저궤도에는 우주 파편이 2,700톤이나 존재하고 있다. 고도를 높인 정지궤도까지 도달하면 우주 파편의 무게는 3,600톤에 달한다. 조사 가능한 범위로 따지면 2만 2,000여 개에 이르는 우주 파편이 지구 주변을 돌고 있다. 1mm짜리 작은 파편이라도 우주 공간에선 믿을 수 없는 속도로 비행하는 탓에 충돌하면 엄청난 충격을 낳는다.

국제우주정거장에 충돌하는 우주 파편의 평균 속도는 9.7km/sec이며 최고 속도는 16km/sec에 달한다. 또 국제우주정거장에 충돌하는 건 우주 파편 뿐 아니라 평균 속도가 23km/sec에 달하는 작은 운석도 포함되어 있다. 이런 미소 운석의 최대 속도는 무려 72km/sec에 달한다고 한다.









이런 우주 파편과 미소 운석으로부터 우주선이나 인공위성을 안전하게 보호하기 위해 존슨우주센터 내 HVIT(Hypervelocity Impact Technology) 팀이 보호막 테스트를 진행하고 있다. 작은 파편도 인공위성이나 우주선에 막대한 피해를 줄 수 있는 만큼 이들은 새로운 디자인 테스트나 기술을 진행한다.

예를 들어 초기 실험에선 다층 구조 실드가 단일 구조 실드보다 뛰어난 방어 성능을 보여줬다. 최근 조사에선 다층 구조 내 차폐 재질을 바꿔 내구성을 높였다. 시험에 사용한 보호막 소재는 국제우주정거장의 새로운 도킹 포트 PMAs(Passive Mating Adapters)로 2017년 초 채택될 예정이다.

우주선 보호는 늘어나는 우주 파편에 대한 위험 대책으로 필수라고 할 수 있다. 이 팀은 35년 전 설립되어 지금까지 1만 회가 넘는 충돌 테스트를 반복하고 있다고 한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.

윤신철 칼럼니스트  creact17@gmail.com

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