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우주·항공

[우주칼럼] "밥솥 크기 태양돛으로 우주쓰레기 제거"… 항우연, 태양돛 기반 궤도이탈 장치 개발

 

[뉴스스페이스=김시민 기자] 한국항공우주연구원(항우연, KARI, Korea Aerospace Research Institute)은 지구 저궤도(LEO)에서 급증하는 우주쓰레기를 포획·제거하는 태양돛 기반 궤도이탈 장치를 개발해 지상 시연에 성공했다. 이 장치는 기존 고가 위성의 일회성 사용 한계를 극복하며, 청소 위성과 장치를 분리해 재사용성을 대폭 높인 혁신적 접근이다.

 

장치 스펙: 소형화와 거대 전개력


전기밥솥 크기의 소형 장치가 전개 시 약 25㎡ 규모의 태양돛을 펼쳐 추진제 없이 태양광과 미세 대기 상호작용으로 쓰레기를 대기권 재진입시킨다. 견인판 부착 견인 기능과 안정적 포획 기능을 탑재해 접근·잡기·이탈 과정을 자동화했다. 여러 장치를 한 대의 청소 위성에 탑재하면 반복 임무로 경제성을 5~10배 향상시킬 전망이다.

 

LEO 쓰레기 위협: 추적 객체 5만개 돌파

 

2026년 기준 LEO에는 10cm 이상 객체 약 5만4,000개, 1~10cm 쓰레기 120만개, 1mm~1cm 1억4000만개가 떠돌며 총 질량 1만5,800톤을 초과한다. 추적 가능한 카탈로그 객체는 4만3,510개로 LEO가 83% 이상을 차지하며, 충돌 위험으로 산업 피해액이 최대 420억 달러에 달할 수 있다. 항우연 기술은 이러한 '쓰레기 폭탄' 환경에서 지속 가능한 우주 접근을 보장한다.

 

글로벌 비교: KARI의 선도적 경제성


ESA의 ClearSpace-1은 2026년 95kg Proba-1 위성 제거를 목표로 하나, 항우연처럼 재사용형 소형 돛 미탑재로 비용이 높다. NASA ACS3(2024)는 9m 돛 실증에 그쳤으나 KARI는 2025년 10m 돛 개발 후 25㎡로 업그레이드했다. TugSat 개념(AIAA 연구)처럼 큐브샛 기반 태양돛 제거를 현실화하며, 랑데부·도킹·심우주 추진으로 확장 가능하다.

 

미래 파급: 지속 우주 경제의 열쇠


항우연 이상철 원장은 "태양돛 기술로 우주 환경 관리와 활동 확대를 지속하겠다"고 밝혔다. LEO 혼잡화 속 스타링크 등 9,616개 활성 위성 운영(2026.2)이 위협받는 가운데, 이 장치는 연간 수백건 충돌 회피 비용을 절감할 전망이다. 글로벌 우주 산업 1.8조 달러 보호에 기여하며 한국의 우주강국 도약을 가속화할 전망이다.

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