지구 온난화, 저궤도 위성 배치 공간 82% 감소 가능성(3.12)

AP통신이 MIT 보고서를 인용해 보도한 내용에 따르면, 지구 온난화가 계속될 경우 저궤도(LEO: Low Earth Orbit)에 위성을 배치할 수 있는 공간이 82% 감소할 가능성이 있다고 합니다.

🔍 이유와 배경

1. 대기 밀도의 증가
   • 온난화가 진행되면 성층권과 중간권의 기온이 변화하면서 대기의 밀도가 달라집니다.
   • 대기 밀도가 높아지면 저궤도를 도는 위성들의 저항이 커져, 위성이 더 빨리 궤도를 이탈하거나 수명이 단축될 수 있습니다.
2. 우주 쓰레기 증가
   • 위성들이 예상보다 빨리 궤도를 벗어나면서 충돌 위험이 커지고, 우주 쓰레기가 늘어날 가능성이 있습니다.
   • 이는 새로운 위성을 발사하고 배치하는 데도 제약을 가할 수 있습니다.
3. 위성 운용 비용 상승
   • 궤도를 유지하기 위해 더 많은 연료가 필요하고, 위성의 설계와 운영 비용이 증가할 수 있습니다.

🌍 실제 영향

• 통신, 기상 관측, 내비게이션 등 위성 기반 기술에 차질 발생
• 스페이스X, 원웹(OneWeb) 같은 기업들의 위성 인터넷 서비스 운영에 어려움
• 국가 안보 및 우주 탐사 계획에도 영향 가능성

 

위성의 궤도는 고도, 공전 주기, 목적 등에 따라 여러 가지로 나뉩니다. 주요 궤도의 종류를 아래와 같이 설명할 수 있습니다.

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🔹 1. 저궤도(LEO, Low Earth Orbit)

• 고도: 약 160~2,000km
• 공전 주기: 약 90~120분
• 특징:
  • 지구와 가까워 해상도가 높은 이미지 촬영 가능
  • 공전 속도가 빠르고, 하루에 여러 번 같은 지역을 통과
  • 상대적으로 낮은 발사 비용
  • 공기 저항이 있어 시간이 지나면 궤도가 낮아지므로 궤도 유지 필요
• 대표적인 위성:
  • 통신 위성 (스타링크, 원웹)
  • 지구 관측 위성 (랜즈샛, 센티넬)
  • 정찰 위성 (미국 KH-11, 러시아 레제우트)
  • 우주정거장 (ISS: 약 420km)

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🔹 2. 중궤도(MEO, Medium Earth Orbit)

• 고도: 약 2,000~35,786km
• 공전 주기: 약 2~12시간
• 특징:
  • 저궤도보다 넓은 지역을 커버 가능
  • GPS, 내비게이션 위성 등에 주로 사용
  • 적당한 유지 비용과 커버리지 장점
• 대표적인 위성:
  • GPS 위성 (미국 GPS, 유럽 갈릴레오, 러시아 GLONASS, 중국 Beidou)
  • 위성 전화 서비스 (이리듐, 글로벌스타 등)

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🔹 3. 정지궤도(GEO, Geostationary Earth Orbit)

• 고도: 35,786km (정확히 적도 위)
• 공전 주기: 24시간 (지구 자전과 일치)
• 특징:
  • 지구에서 보면 항상 같은 위치에 고정되어 있음
  • 넓은 지역을 커버 가능하지만, 데이터 전송 지연(latency)이 있음
  • 위성 발사 비용이 높고, 배치가 어려움
• 대표적인 위성:
  • 통신 위성 (방송, 인터넷 중계 - 디렉TV, 인텔샛)
  • 기상 위성 (미국 GOES, 일본 히마와리, 한국 천리안 위성)

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🔹 4. 타원궤도(Highly Elliptical Orbit, HEO)

• 고도: 최저 500km~1,000km / 최고 30,000km 이상
• 공전 주기: 12~24시간
• 특징:
  • 타원형 궤도를 따라 이동 → 특정 지역에서 더 오래 머무름
  • 북극 및 남극 지역 감시용으로 활용
  • 정지궤도보다 높은 경사각을 가져 극지방에서도 사용 가능
• 대표적인 위성:
  • Molniya 궤도 위성 (러시아 통신 및 정찰 위성)
  • Tundra 궤도 위성 (미국과 러시아의 기상 및 감시 위성)

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🔹 5. 극궤도(Polar Orbit)

• 고도: 200~1,000km
• 특징:
  • 남극~북극을 통과하는 경로
  • 지구 전역을 촬영할 수 있어 지구 관측, 정찰, 기상 목적에 활용됨
  • 태양 동기 궤도(Sun-Synchronous Orbit, SSO)로도 활용됨
• 대표적인 위성:
  • 지구 관측 위성 (NOAA, 랜즈샛, 센티넬, 천리안 2B호 등)
  • 군사 정찰 위성

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🔹 6. 태양 동기 궤도(SSO, Sun-Synchronous Orbit)

• 고도: 600~800km
• 특징:
  • 극궤도의 일종으로, 항상 같은 태양광 조건에서 지구를 관측 가능
  • 기상 관측, 지구 환경 모니터링 등에 사용
• 대표적인 위성:
  • 지구 관측 및 환경 위성 (센티넬, 랜즈샛, NOAA 위성)

현재 지구 궤도에는 다양한 고도와 목적에 따라 수많은 인공위성이 운용되고 있습니다. 아래는 궤도 종류별 특징과 현재 위성 수량을 정리한 표입니다:

저궤도 (LEO)	160~2,000	90~120분	지구와 가깝고 빠름	통신, 정찰, 지구 관측, ISS	약 11,000개
중궤도 (MEO)	2,000~35,786	2~12시간	GPS, 넓은 커버리지	내비게이션, 통신	N/A
정지궤도 (GEO)	35,786	24시간	지구에서 보면 고정됨	방송, 통신, 기상	552개
타원궤도 (HEO)	500~30,000+	12~24시간	특정 지역 집중 관찰	군사 감시, 기상	N/A
극궤도 (Polar)	200~1,000	90~120분	극지방 포함한 지구 전역 감시	지구 관측, 정찰	N/A
태양 동기 궤도 (SSO)	600~800	90~100분	일정한 태양광 아래 지구 촬영	기상, 환경 모니터링	N/A

 

• 저궤도(LEO): 2023년 6월 11일 기준, 유엔 우주사무국(UNOOSA)에 따르면 지구 궤도를 도는 인공위성은 총 11,780개이며, 이 중 대부분이 저궤도에 위치해 있습니다.
• 정지궤도(GEO): 같은 기간 기준으로, 정지궤도에는 552개의 인공위성이 위치해 있습니다.
• 중궤도(MEO), 타원궤도(HEO), 극궤도(Polar), 태양 동기 궤도(SSO): 이러한 궤도에 위치한 위성의 정확한 수량은 공개된 자료에서 확인하기 어렵습니다. 특히, 중궤도에는 GPS와 같은 내비게이션 위성이 주로 위치하며, 타원궤도는 특정 지역을 집중 관찰하는 위성이 사용합니다. 극궤도와 태양 동기 궤도는 지구 관측 및 환경 모니터링 목적의 위성이 활용됩니다.