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中우주정거장 '톈궁' 이르면 내일 오전 5시 추락···장소는?

 중국 우주정거장 톈궁(天宮) 1호의 추락이 하루 앞으로 다가왔다. 1일 한국천문연구원 우주위험감시센터에 따르면 톈궁 1호는 한국시각 2일 오전 9시12분쯤 태평양 상공에 떨어질 것으로 예상된다.  하지만, 오차범위가 플러스 마이너스 4시간이라, 이르면 오전 5시쯤에 추락할 수도 있다. 현재는 지구 상공 160~170㎞ 궤도를 초속 8㎞의 속도로 돌면서 조금씩 고도를 낮춰가고 있다. 
 
톈궁1호 추락궤적

톈궁1호 추락궤적

톈궁 1호는 원래 고도 340㎞의 저궤도 상공을 돌고 있었으나, 2016년 11월 이후부터 조금씩 고도가 떨어지기 시작했다. 
 
천문연에 따르면 추락하는 톈궁 1호는 고도 100㎞의 대기권에 진입할 때쯤 육안으로 볼 수 있다. 이때부터 대기 마찰이 심하게 일어나면서 열과 함께 빛이 발생하게 되고, 고도 70~80㎞ 사이에서 폭발을 일으켜 조각조각 흩어지게 될 것으로 예상된다. 이 때 파편은 전방으로 3000㎞까지, 좌우로는 70㎞까지 퍼져나간다. 톈궁 1호의 정확한 추락 지점을 알기 어려운 이유다. 톈궁(天宮) 1호가 100㎞ 고도에서 지상까지 추락하는 데는 30~60분밖에 걸리지 않을 것으로 예측된다.

 
톈궁 1호 추락 전개도

톈궁 1호 추락 전개도

천문연 관계자는 “소형 위성은 대기권에서 마찰로 다 타서 없어지지만, 버스 크기에 달하는 톈궁 1호의 경우 연료탱크 등 단단한 부분이 일부 지상에 떨어질 수 있다”면서도 “아직까지 인공위성 등 인공우주물체의 추락으로 지상에서 피해를 입은 사례는 없다”고 말했다.
 
톈궁 1호는 중국 최초의 우주 정거장이다. 2011년 9월 중국의 창정 2F 로켓에 실려 주취안 위성발사센터에서 발사됐다. 톈궁 1호의 계획 수명은 2년이지만, 2011년부터 2016년 3월까지 임무를 수행했다. 이후 2016년 9월부터 기계ㆍ기술적 결함이 발생하면서 통제 불능 상태에 들어갔다. 톈궁 1호 무게 8506㎏, 길이 10.4m에 달한다.  
 
톈궁 1호의 추락 가능 지역은 남북위 43도 사이이며, 한국 영토에 떨어질 확률은 약 3600분의 1 정도다.
 
한국천문연구원의 자료를 바탕으로 톈궁 1호의 추락과 관련한 궁금증을 풀어봤다.
 
톈궁 1호는 왜 떨어지나요?
톈궁1호 추락 상상도

톈궁1호 추락 상상도

 .중국 최초의 우주정거장인 톈궁1호’는 340㎞ 저궤도에서 랑데부ㆍ도킹, 우주인 거주 등의 임무 수행 이후 2016년도부터 추락하고 있습니다. 우주 속에 존재하는 희박한 대기와의 마찰과 지구중력으로 인해 서서히 고도가 낮아지며 지구로 추락 중입니다. 우주물체의 형상 특성과 우주 기상, 대류권 기상 등의 변수가 있지만 대체적으로 고도 900㎞이상에 있는 우주물체는 1000년 이상, 고도 500㎞의 경우는 대략 20년 정도 수명을 갖다가 고도 250㎞부터는 지구 대기권으로 진입하는 과정을 시작해 고도 200㎞의 우주물체는 1~수일내로, 고도 78㎞ 쯤에 이르른 우주물체는 60~30분 만에 지상(또는 바다)에 추락합니다.  
 
텐궁 1호 추락에 따른 위험성은?
톈궁1호 지상궤적

톈궁1호 지상궤적

1t 이상 무게를 갖는 인공우주물체(인공위성, 우주화물선 등)의 경우 대기권 마찰에도 전소되지 못하고 약 10~40%의 파편들이 발생합니다. 톈궁 1호의 무게는 8.5t입니다. 지구 대기권에 접어들면서 약 초속 7~8㎞의 속도로 움직이며, 마찰로 인해 섭씨 3000도에 가깝게 가열되는데, 고도 78㎞에 이르면 분해(Break-up)가 시작되며 무게와 표면적에 따라 넓게 흩어져 30~60분 이내에 지상 혹은 바다에 떨어지게 됩니다. 표면적이 넓고, 가벼운 것은 최소 시속 30㎞정도로 떨어지고, 상대적으로 표면적이 작고, 무거운 것은 시속 300㎞ 속도로 떨어지는등 속도는 다양합니다. 다만, 현재까지 인공우주물체의 추락으로 인한 인명피해 사례는 전 세계적으로 알려진 바가 없습니다.
 
텐궁 1호이 언제 추락할지, 어디에 추락할지 정확히 예측은 가능한가요?
현재 기술 상 추락시점과 지점을 수개월 전부터 정확하게 예측하는 것은 어렵습니다. 저궤도상에 있는 위성의 운동에 영향을 끼치는 우주환경 요인이 너무 많고, 지구 대기권과의 본격적인 마찰로 인해 열이 생겨 잔해물이 발생하기 시작하는 고도 120㎞~78㎞ 대기는 변화요인이 너무 많아 예측하기 어렵습니다. 태풍을 예측하기 어려운 것과 비슷한 맥락입니다. 실제 추락에 가까워지면(고도 120㎞부터) 궤도 분석 정보가 쌓여 추락 예측시간의 오차범위가 ±9~±25분 정도로 좁혀지지만 추락지점은 여전히 예측이 어렵습니다. 초속 7~8㎞의 빠른 속도로 추락하는 터라 10분의 오차범위로도 거리는 약 9000~1만2000㎞ 차이가 나기 때문입니다.  
 
텐궁 1호에 위험물질이 포함되어 있나요?
인공위성, 로켓 및 항공기의 주 연료인 무수히드라진(N2H4)이 포함되어 있을 수 있습니다. 무수히드라진은 상온에서는 물과 비슷한 상태이나 암모니아와 비슷한 냄새가 나며, 산소 없이도 인화·폭발이 가능하고, 독성물질로 가스나 액체가 피부 점막 호흡기에 직접 노출되면 제독이 필요합니다. 그러므로 추락 예상일에 큰 고철 연료통과 비슷한 모양의 물건을 발견하면 유해화학물질이 포함될 가능성도 배제할 수 없으므로 절대 만지지 말고, 119로 신고해 주시기 바랍니다.  만일, 흡입시는 공기가 신선한 곳으로 옮기고, 마신 사람이 호흡하지 않을 경우 인공호흡을 실시한 후 즉시 병원으로 이송하십시오. 또한 눈이나 피부 접속시는 최소 15분 동안 충분히 씻어내고 병원으로 이송하십시오.  
 
 
우주에서 지상으로 떨어진 인공물체에 실제로 사람이 다친 적은? 
지난 40년 동안 총 5400t 이상의 인공우주물체 파편이 지상에 떨어진 것으로 추측되지만 이로 인한 인명피해 보고 사례는 없습니다.  
 
한반도에 떨어질 수 있나요?
-한반도가 최종 추락지역에 포함되는지의 여부는 실제 추락완료시각 1~2시간 전에야 알 수 있기 때문에 만일의 사태에 대비, 언론 등을 통해 상황을 예의주시할 필요가 있습니다.  한국천문연구원 우주위험감시센터에서는 고도 250㎞부터 관심단계로 분류하여 추락 중인 톈궁의 상세궤도를 집중분석하고 있으며, 상황이 종료될 때까지 인터넷(www.nssao.or.kr/situation/complete)과 트위터@KASI_NEWS를 통해 알릴 계획입니다.  =
 
톈궁 1호 추락시 무엇을 해야 하나요?
고도 100㎞ 이하부터 초속 7~8㎞로 대기권에 진입 후 지상 추락까지는 약 10~30분 이내 소요 됩니다. 그러므로 최소한 인공위성 추락 최초 예상시점 부터 인공위성 추락에 대비해 본인의 주요 생활반경을 중심으로 행동요령과 비상연락망을 사전에 숙지하여야 합니다. 추락예상시간대에서 하늘로부터 강한 빛이 느껴지면 똑바로 보지 않고 머리를 보호하면서 충격에도 튼튼하고 물건이 떨어지지 않는 곳으로 대피합니다. 우리나라 부근으로 추락해 피해가 발생하는 경우, 방송과 재난문자로 안내가 발송될 예정입니다. 이 가운데 큰 고철 연료통과 비슷한 생김새의 추락 잔해물을 발견하면 유해 화학물질이 포함될 가능성이 있으므로 119로 신고해 주시기 바랍니다.  
 
최준호 기자 joonho@joongang.co.kr 
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