ESA의 단편 다큐멘터리 영화 '우주 쓰레기: 위기인가?'의 스틸 이미지. / ESA

"지구의 일부 궤도는 치명적이고 빠르게 움직이는 파편들로 점점 더 소용돌이치고 있다."

유럽우주국 ESA가 현지시간 4월 1일 우주의 미래가 파편 때문에 위협받고 있다고 경고했다. 지난해 말까지 수집된 데이터를 바탕으로 제작한 '2025년 우주 환경 보고서(ESA Space Environment Report 2025)'를 통해서다. ESA의 우주파편사무국은 2017년부터 매년 우주 환경 보고서를 발행하고 있다.

지구 궤도는 기후 연구, 통신, 내비게이션 등 중요한 임무를 수행하는 우주선들로 둘러싸여 있다. 그런데 폐기된 위성과 로켓의 치명적인 파편으로 일부 궤도는 혼잡해졌다. 현재 약 4만 개 물체가 추적되고 있는데, 이 중 1만1000개는 활성 탑재체이다. 우주선이나 위성과 부딪혔을 때 고장을 일으킬 수 있는 1cm 이상 파편은 120만 개, 10cm 이상은 5만 개로 추정된다. 특히 550km 저궤도에서는 파편과 활성 위성 밀도가 비슷해졌고, 상업용 위성 군집이 크게 늘어나면서 상황이 악화되고 있다.

2024년에는 주요 '파편화 사건(fragmentation event)'으로 3000개 이상의 파편이 추가되었다. 이는 수명을 다한 위성의 폭발 위험을 줄이는 비활성화와 궤도 수명 단축 조치 등의 필요성을 보여준다. 주요 파편화 사건은 위성, 로켓 본체 등이 폭발, 충돌, 또는 기타 원인으로 조각나면서 대량의 우주 파편을 생성하는 큰 사건이다. 

이같은 파편화는 파편을 급증시켜 우주 환경을 위협한다. 추가 발사가 없어도 파편은 자연 재진입보다 빠르게 늘어났는데, 이를 '케슬러 증후군(Kessler syndrome)'이라 부른다. 이 연쇄 충돌은 궤도를 사용 불가능하게 할 수 있어 적극적 파편 제거가 시급한 실정이다.

ESA에 따르면, 지난해 위성이나 로켓 본체의 대기권 재진입은 하루 평균 3배 이상 늘었다. 상업 부문에서 완화 지침 준수가 개선되며, 로켓 본체의 90%는 25년 내, 80%는 ESA의 5년 내 궤도 비우기 기준을 따르게 된다. 통제된 재진입이 비통제된 경우를 앞섰다. 저궤도는 통신 군집으로 붐비며, 25%의 탑재체가 500km 미만에 있다. 달 탐사를 위해 지구와 달 사이 '시스루나 공간(cislunar space)'을 깨끗이 유지하는 것도 중요하다.

ESA는 2030년까지 제로 파편 접근법을 추진한다. 2023년 제로 파편 헌장에 19개국과 150개 단체가 동참했고, 기술 개발과 클리어스페이스(ClearSpace)-1 임무로 파편 제거를 실천한다. 파편 증가와 케슬러 증후군 위험 때문에 5년 내 궤도 비우기 같은 엄격한 기준을 따라야 하고 지속가능한 우주 임무를 위해서도 지구 궤도 청소는 필수적이라는 주장이다.