지구-달 사이 우주 쓰레기 위험과 향후 탐사 과제

• 달 탐사 계획 증가로 지구-달 사이 공간(Cislunar space) 내 파편 충돌 위험이 현실적인 문제로 부상함.
• 중국과학원(CAS) 연구팀이 원거리 역행 궤도(DRO) 내 파편 분산 모델을 시뮬레이션하여 안전 지침을 제시함.
• 파편이 보호 구역에 진입할 확률은 낮으나, 고속 비행에 따른 충돌 위협이 존재하며 궤도 환경 보호 정책이 시급함.

우주 탐사 가속화와 잔해 위험

• NASA 아르테미스 프로그램, 중국·러시아의 국제달연구기지(ILRS) 등 각국의 달 기지 건설 및 유인 탐사 계획이 집중됨.
• 달 궤도선(인도 찬드라얀, 한국 다누리, 일본 하쿠토-R 등) 증가로 교통량이 늘어남에 따라 우주 쓰레기 발생 가능성 증대.
• 지구 저궤도(LEO)의 케슬러 증후군처럼 파편 간 충돌이 연쇄 반응을 일으켜 위협을 가속할 우려가 있음.

연구 모델 및 시뮬레이션 결과

• 연구진은 원형 제한 3체 문제(CR3BP)로 궤도를 구성하고 NASA 표준 파편 모델로 파편화를 시뮬레이션함.
• 30일간의 전파 과정을 위해 바이서큘러 제한 4체 문제(BCR4BP) 모델을 적용함.
• 30일간 파편 파편의 누적 비율은 3.5% 미만으로 낮게 유지됨.
• 달 뒷면 근처에서 발생한 파편화가 초기 충돌 위험이 더 높음.
• '보호 구역(반경 200km 도넛 형태)' 진입률은 평균 약 3%이며, 파편 제거에 최대 수주가 소요될 수 있음.

향후 대응 및 정책

• 충돌 위협은 주로 지속적인 궤도 동기화보다는 고속 비행에 의한 일시적 관통 이벤트임.
• 로켓 상단, 퇴역 위성 등 우주 쓰레기 방치 방지를 위한 국제적 합의 및 환경 보호 지침 마련 필요.
• 지속 가능한 달 탐사를 위해 LEO를 넘어 달 궤도까지 확장된 우주 환경 관리 규정이 필수적임.