지난 2일 중국 우주정거장인 톈궁1호가 수명을 다하고 추락했다. 무게만도 8.5t이어서 자칫 인명피해가 발생할까 전 세계의 걱정거리였는데 다행히 칠레부근 태평양에 떨어졌다. 톈궁1호는 2011년 9월 고도 350㎞ 궤도에 쏘아 올려졌다. 그 궤도에서 안정적인 원운동을 하려면 궤도 진입속도가 초속 7.7㎞ 정도 돼야 한다. 중력과 원심력이 균형을 맞추는 속도다. 그런데 지상 350㎞ 상공은 전리층 영역으로 태양풍이 불어와 오로라가 생성되기도 한다. 희박하지만 공기가 존재해서 인공위성은 공기 마찰에 의해 속도를 조금씩 잃어버린다. 이를 보상해주기 위해 인공위성에는 추진 연료가 실려 있다. 이 연료가 모두 소진되면 속도는 점점 줄어들고 원심력은 감소한다. 중력에 의해 궤도는 점차 낮아지고 결국에는 대기권에 재진입해 추락한다. 저궤도 인공위성의 고도는 200∼2000㎞ 정도인데, 수명이 끝난 후 수년에서 수백년 정도의 시간이 지나면 지구로 추락해서 사라진다. 따라서 이 영역에서의 우주 쓰레기 문제는 시간이 해결해준다. 인공위성이 고도 70∼80㎞의 대기권에 재진입할 때 3000도 이상의 엄청난 열이 발생한다. 재진입 속도는 대략 초속 7∼8㎞ 정도다. 인공위성의 입장에서는 지구의 대기가 초속 8㎞로 부딪히는 셈이다. 이는 수만도 정도의 열에너지에 상응하는 속도로, 충돌 시 고열이 발생하는 원인이다. 대기권 재진입을 위해서는 이를 견디는 기술이 필요하다. 세라믹 계열의 내화 타일이 사용되기도 하는데 쉽지 않은 기술이다. 북한에서 대륙 간 탄도 미사일 개발이 성공했는지 여부도 바로 대기권 재진입 기술이 완성됐는지에 달려 있다. 아직 확실히 판명되지는 않았는데, 아주 어려운 기술이라는 것을 짐작할 수 있다. 재진입 기술이 적용되지 않으면 대부분 타버린다. 톈궁1호는 무게가 8.5t으로 규모가 매우 커서 타버리고 남은 잔해가 지표에 떨어졌다. 이남영 칼럼니스트
인공위성에 실려있는 추진 연료가 모두 소진되면 어떻게 되는거야?
속도는 점점 줄어들고 원심력은 감소한다.