인간이 만든 위성은 한때 낮은 지구 궤도(레오)에서 드문 것으로,1950 년대 우주 시대의 새벽에 행성 주위를 도는 소수의 위성이었습니다.하지만 지금은 수천 개의 위성이 지구 주위에 모여 들고 더 많은 위성이 합류하기를 기다리고 있습니다.
그래서,그것에 정확한 숫자를 넣어,얼마나 많은 위성이 지구를 공전하고,얼마나 많은 가까운 미래에 그들과 합류 할 수 있을까? 그리고 일단 이 위성들이 모두 우주선이 되면,어떤 종류의 문제를 야기할 수 있을까요?
소련이 1957 년 세계 최초의 인간이 만든 위성 인 스푸트니크를 발사 한 후 느리지 만 꾸준한 인공위성이 레오에 진입했으며 2010 년대까지 매년 10~60 개가 발사되었으며 매사추세츠 로웰 대학의 물리학 교수 인 수 프리야 차크라 바티는 1957 년 세계 최초의 인공위성을 발사했다.Space.com,라이브 과학 자매 사이트. 그 이후로,그 비율은 2020 년에 레오에 발사 된 1,300 개 이상의 새로운 위성과 2021 년에 발사 된 1,400 개 이상의 위성으로 급증했다고 차크라 바티는 썼다. 유엔의 우주 물체 지수에 따르면 2021 년 9 월 현재 레오에는 총 약 7,500 개의 활성 위성이 있었다.
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붐비는 시장
지구에서 최대 1,424 마일(2,000 킬로미터)에 이르는 레오 지역의 위성 수는 향후 수십 년 동안 기하 급수적 인 속도로 계속 증가 할 것입니다. 이는 민간 기업들이 각각 수천 개의 개별 위성을 포함하는 자체 메가 별자리를 설정하고 있기 때문입니다.이 위성은 더 빠른 온라인 네트워크를 개발하고 기후 변화 모니터링과 같은 다양한 서비스를 제공하는 데 사용될 것입니다.
이 증가 된 활동은 주로 비용을 떨어 뜨리기 때문에 일어나고 있다고 브리티시 컬럼비아 대학의 천문학 자 아론 볼리는 말했다. “우리는 스페이스엑스,원웹,아마존,스타넷/게릴라전이 위성 프로그램의 모든 단계를 포함할 때 총 65,000 개의 결합된 위성을 제안했다는 것을 알고 있다”고 볼리는 라이브 사이언스에 말했다. 그리고”100,000 개가 넘는 위성이 제안되었다”고 그는 덧붙였다.
2021 년 10 월 르완다는 320,000 개 이상의 위성을 포함 할 수있는 자체 메가 별자리 인 시나몬을 발표했습니다. 이 프로젝트가 현실이 될 수 있습니다 때 불분명하지만,국가는 르완다 우주국의 트윗에 따르면,프로젝트를 시작할 수있는 권한을 요청했습니다.
그러나,이 모든 새로운 위성들은 2021 년 5 월 볼리가 공동 주도하고 과학 보고서 저널에 발표 된 메가 별자리에 대한 연구에서 강조된 바와 같이 많은 새로운 이슈를 가지고 있습니다.
“그것은 우주 교통 관리 문제를 야기하고,우주 파편의 확산을 악화시킬 것이며,천문학과 별을 방해하고 있으며,로켓 발사와 재진입은 대기 오염을 일으킨다”고 볼리는 말했다. “우리는 여전히 영향의 정도를 이해하려고 노력하고 있습니다.”
우주 교통 및 파편
앞으로 수십 년 동안 더 많은 위성이 궤도에 진입함에 따라 충돌 횟수와 그 이후의 우주 파편이 급증 할 것입니다. 레오 파편의 적어도 128,000,000 조각이 이미 있습니다. 그 중 약 34,000 은 런던의 자연사 박물관에 따르면 4 인치(10 센티미터)가 넘으며 미래에는 더 많은 것이있을 것입니다.
“그 많은 위성의 안전한 작동은 큰 도전이 될 것”이라고 볼리는 말했다. “중요한 우주 파편을 생성하는 하나의 특정 궤도에서의 사고는 광범위한 궤도에 영향을 줄 가능성이 있습니다.”
충돌 만이 우주 파편의 유일한 원천은 아니며,위성은 레오에서 강렬한 자외선에 장기간 노출되어 파괴 될 수 있다고 볼리는 말했다.
우주 파편은 다른 위성뿐만 아니라 다른 우주선에 심각한 손상을 일으킬 가능성이 있습니다. 2021 년 6 월,국제 우주 정거장은 로봇 팔에 구멍을 뚫은 파편 조각에 맞았습니다.
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결국,레오 위성의 수는 우리가 새로운 로켓을 발사 할 수없는 지점까지 레오 주변의 우주 파편을 흩어 버릴 충돌의 가출 사슬로 이어질 수 있습니다. 이 가능성은 케슬러 증후군으로 알려져 있으며,많은 천문학 자들은 우주 파편을 통제 할 수 없다면 인류가 다중 행성 종이되는 것을 막을 수 있다고 우려하고 있습니다.
“케슬러 효과가 켜지는 순간이 분명하지 않을 것”이라고 볼리는 말했다. “오히려 파편 생성 및 파편 제거 속도의 불균형으로 인한 점진적인 전환입니다.”그러나 일부 증거는 이미 레오에서 활성 파편 제거 보류를 복용 케슬러 증후군을 방지하기 위해 필요하다고 제안,그는 덧붙였다.
그러나,레오에서 우주 파편을 제거하는 것은 물류 도전하고 과학적인 미국에 따르면,제거의 방법에 동의 아직 없다.
발사 및 재진입
우주 산업은 항공 산업과 같은 다른 산업보다 훨씬 낮은 탄소 발자국을 가지고 있습니다. 가디언에 따르면 평균 로켓 발사는 220~330 톤(200~300 미터 톤)의 탄소를 지구 대기로 방출합니다. 비교를 위해 평균 장거리 상업 비행은 승객 당 약 2~3 톤(1.8~2.7 미터 톤)의 탄소를 방출하며 매년 수천만 건의 항공편이 있습니다.
그러나 위성을 발사하는 데 필요한 로켓에 대한 수요가 증가함에 따라 로켓 발사로 인한 탄소 배출량은 매년 5.6%증가했다.
그리고 환경 문제를 제기하는 것은 단지 위성 발사가 아닙니다. 인공위성이 결국 궤도에서 떨어지고 지구 대기로 다시 들어감에 따라 화학 물질도 대기로 방출된다고 볼리는 말했다.
메가 별자리에 대한 볼리의 연구에 따르면,미래에는 위성 재진입이 운석보다 지구 대기에 알루미늄과 같은 특정 원소를 더 많이 증착시킬 수 있다. 과학자들은 이것이 어떤 영향을 미칠 수 있을지 확신하지 못하지만,오존층의 구멍을 일으킨 에어로졸로 인한 클로로 플루오로 카본의 방출과 같은 대기의 화학 물질에 대한 인간의 원인 변화는 잘 끝나지 않는 경향이 있습니다.
또한,인공위성이 대기로 다시 들어감에 따라,그들은 또한 지상에 심각한 손상을 일으킬 수 있습니다. 그러나,현대 인공위성은 재진입에 더 작은 조각으로 끊기 위하여 디자인된다,그래서 더 적은 물자는 표면에 그것을 만든다. 그리고 일반적으로 떨어지는 우주 쓰레기는 지구 표면의 약 71%를 차지하는 물 속에 떨어집니다.
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빛 오염
앞으로 증가 된 위성 활동이 지구에서 명확하게 볼 수 있습니다. 금속 물체는 지구 표면을 향해 빛을 반사하는 거울처럼 행동 할 것이며,그 수는 밤하늘에 대한 우리의 시각을 크게 바꿀 것입니다.
2021 년 9 월 볼리가 공동 저술한 빛 공해에 관한 연구에 따르면 밤하늘의 빛의 8%가 미래에 인공위성에서 나올 수 있다. 이 연구는 또한 브리티시 컬럼비아와 파타고니아와 같은 북위 및 남위 50 도 근처의 장소가 제안 된 위성의 궤도로 인해 다른 위치보다 위성 광 오염에 더 심각한 영향을받을 수 있음을 발견했습니다.
“이것은 하늘에 대한 우리의 관점에 대한 근본적인 변화이기 때문에 더 큰 조사가 필요하다”고 토론토 스카 버러 대학의 천문학 자 한노 레인은 성명서에서 말했다. “그것은 모든 사람이 경험하게 될 것입니다.”
미래에,볼리는 하늘의 10 개의 별들 중 1 개가 실제로 위성이 될 수 있으며,이는 계속해서 하늘을 재배열시킬 것이라고 말했다.”
위성들은 아마추어 항성뿐만 아니라 전문 천문학자들의 관측에도 간섭할 것이다. “일부 천문학적 연구는 중간 정도의 영향 만 볼 수 있지만 광범위한 조사에 대한 영향은 상당 할 수 있습니다.”라고 볼리는 말했다.
균형 찾기
레오에 투입되는 위성의 예측 속도는 지속 불가능하지만 위성은 우리에게 중요한 서비스를 제공한다는 것은 분명합니다.”우리는 위성과 깊이 연결되어있다”고 볼리는 말했다. “위성은 우리의 공급망,금융 거래,기상 모니터링,기후 과학,글로벌 커뮤니케이션 및 수색 및 구조에서 중요한 역할을합니다.”
따라서,우리는 혜택과 영향의 균형을 할 수있는 방법을 찾을 필요가,볼리는 말했다.
“나는 위성 발사에 대한 완전한 정지가 효과가 없을 것이라고 생각한다”고 볼리는 말했다. “그러나 우리가 더 나은 국제 규칙을 가질 때까지 상황을 늦추고 10 만 위성의 배치를 지연시키는 것은 신중할 것입니다.”
원래 라이브 과학에 게시.