2024-08-26
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머스크를 비판하는 이유가 하나 더 있다.
스타링크로 대표되는 저궤도 위성이 늘어날수록 오존층에 손상을 줄 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 피해 규모가 커지면 지난 수십 년 동안 몬트리올 의정서를 통해 얻은 이익이 무산될 수 있다고 덧붙였습니다.
“모두 머스크 잘못이다”
알루미늄은 위성과 발사체에 사용되는 가장 일반적인 재료 중 하나입니다. 저궤도 위성은 임무가 끝나면 궤도를 벗어나 대기권으로 진입해 불타 분해된다. 이 과정에서 심한 마찰과 고온으로 인해 산화알루미늄 나노입자가 대량으로 방출됩니다. 이들 입자는 주로 50~85km 떨어진 중간권(mesosphere)에서 형성되며 점차 오존층이 있는 성층권으로 내려간다.
사이테크데일리
실제로 알루미나 자체는 오존 분자와 직접적으로 반응하지 않지만, 오존과 염소의 반응을 촉매하며, 여기서 생성되는 활성 염소가 오존 분자를 파괴합니다.
연구자들은 [1]을 발견했습니다.일반적인 소형 위성(250kg)을 예로 들면, 대기권에 재진입할 때 약 30kg의 산화알루미늄 입자가 방출됩니다.연구진은 또한 2022년 대기권에 떨어지는 저궤도 위성의 수를 기반으로 약 17톤의 산화알루미늄 입자가 중간권으로 방출된 것으로 추정했습니다. 앞으로 궤도자원 확보 경쟁이 더욱 치열해질 것이라는 점을 고려하면,매년 360톤 이상의 알루미나가 대기로 방출됩니다.
연구자들은 위성에서 방출된 산화알루미늄 입자가 중간권에서 오존이 위치한 성층권에 도달하는 데 약 30년이 걸린다고 계산했습니다. 이는 알루미나에 의해 촉진되는 오존 파괴 효과가 어느 정도 지연된다는 것을 의미합니다.
데이터에 따르면 지구 저궤도에 있는 위성의 수가 계속 증가함에 따라 위성 연소로 인해 방출된 산화알루미늄으로 인한 오존층 손상이 지난 수십 년 동안 몬트리올 의정서를 통해 달성한 이득을 무효화할 수 있음을 시사합니다.2022년 기준으로 위성이 대기권에 떨어지면서 대기 중 알루미늄 함량이 29.5% 증가했습니다.
그러나 연구자들은 또한 다음과 같이 지적했다.현실적으로 위성 연소에 의해 생성된 알루미나에 대한 데이터를 얻는 것은 거의 불가능하기 때문에 모델에서는 알루미나 입자의 최대 생성을 가정하는데, 이는 '최악의 시나리오'입니다.
노력이 헛된가?
1970년대에 과학자들은 염화불화탄소(CFC)와 같은 인공 화합물이 대기에서 분해되어 염소 원자를 방출하며, 이는 오존과 화학적으로 반응하여 오존층을 고갈시킬 수 있다는 사실을 처음으로 발견했습니다. 이러한 발견은 광범위한 관심과 연구를 촉발시켰습니다.
이 이론은 1974년 과학자 Mario Molina와 Sherwood Rowland에 의해 처음 제안되었습니다.
그리고 1985년에 조 파먼(Joe Farman)과 다른 영국 남극 탐험대원들은 지상 관측 장비를 통해 남극 상공의 오존 농도가 크게 감소하는 것을 발견했습니다.
그 후 NASA 위성 데이터는 이러한 관찰을 확인했으며 남극 대륙에 심각한 오존 구멍이 존재한다는 사실을 추가로 확인했습니다.
오존층의 형성은 복잡한 자연 과정입니다. 태양 복사에서 나오는 자외선은 성층권의 산소 분자(O2)와 상호 작용하여 두 개의 산소 원자(O)로 분해됩니다. 이 산소 원자는 다른 산소 분자와 결합하여 오존(O₃)을 형성합니다.
이 과정은 계속되어 오존층의 안정성을 유지하는 동적 균형을 형성합니다. 오존은 태양의 자외선(UVB-C 및 UVB-B)을 흡수하여 식물과 동물을 보호할 수 있습니다. 동시에 자외선은 오존층에 흡수된 후 열로 변환되어 성층권의 온도를 상승시키며, 이는 결국 지구의 기후 시스템에 영향을 미치고 기후를 조절하는 역할을 합니다.
따라서 오존홀의 발견을 계기로 국제사회는 대책 마련에 나섰고,이는 궁극적으로 CFC를 포함한 오존층 파괴 물질의 단계적 제거를 목표로 하는 1987년 몬트리올 의정서의 서명으로 이어졌습니다.
평년보다 따뜻했던 1984년과 극도로 추운 1997년(캐나다 우주국) 동안 북극에 있는 오존층 구멍
오존 회수는 오랜 과정입니다. 궁금한 점이 있을 수 있습니다. 약 40년 전 몬트리올 의정서가 오존층 파괴 물질의 생성과 사용을 금지했기 때문에 대기 중 함량은 매우 낮을 것입니다.
오존층 파괴 물질은 극도로 불활성이며 대량으로 대기에 방출된 후에도 수십 년에서 수백 년 동안 지속될 수 있습니다. 대기 중 이들 물질의 농도는 2000년경부터 서서히 감소하기 시작했습니다.
그러나 주의는 긍정적인 역할을 합니다. 2022년에 발표된 '오존층 파괴 과학 평가 보고서'[2]에 따르면 성층권 오존은 여전히 회복되고 있다.
오존층파괴물질의 시간추이도 "오존층파괴 과학평가보고서" |
남극 총오존층(표면에서 대기권 상부까지 공간의 수직 기둥에 있는 모든 오존 분자의 총량)은 2066년경 1980년 수준, 북극은 2045년경 수준으로 돌아올 것으로 예상되며, 전 세계적으로 평균값( 60°N–60°S)은 2040년경에 회복될 것으로 예상됩니다.
그러나 이 보고서에는 저궤도 위성의 잠재적 영향 요인이 포함되지 않았습니다.
범죄는 얼마나 되나요?
점점 더 많이 폐기되는 위성과 그 분해 및 폭발 과정에서 생성된 잔해, 그리고 위성 충돌 후의 "잔해물"이 사람들이 "우주 쓰레기"라고 부르는 것이 되었습니다. 우주 쓰레기는 사람들의 우주 탐험에 영향을 미칩니다. 더 심각한 연쇄 충돌을 피하기 위해 작업 중인 우주선은 이를 피하기 위해 항상 경계해야 합니다.
우주 정크 사업부丨NASA
"거대 별자리"에 대한 또 다른 설명이 있습니다. 궤도에 있는 수많은 위성이 밤하늘의 인공적인 "별"이 되었습니다. 사람들은 점점 더 순수한 어둠을 볼 수 있습니다. Samantha M. Lawler(2021)와 같은 과학자들은 65,000개의 위성에 대한 관측 통계 및 시뮬레이션을 수행했습니다. 위도 50°는 밤의 특정 기간 동안 위성이 "가장 큰 영향을 받는 지역"입니다. 가시광선 광원의 최대 8%.
저궤도 위성과 우주 잔해로 인한 빛 공해는 지상 천문 관측을 방해하여 데이터의 정확성과 과학 연구의 진행에 영향을 미칩니다[3]. 전망대의 위치도 어려워졌습니다.
'스타링크' 위성은 천문 사진에 줄무늬를 남겼다丨국립광적외선천문연구소
다행스럽게도 주요 기업들은 과학자들과 협력하고 위성의 반사율을 줄여 발생하는 빛 공해를 줄이는 새로운 기술 개발에 전념하고 있습니다. 일부 회사는 우주 쓰레기를 포획하고 처리하기 위해 우주로 나가기를 원하기도 합니다.
오존층 피해에 대해서는 이들 위성이 하늘에 어느 정도, 어떤 영향을 미치는지 입증하고 대책을 마련할 수 있는 증거로 더 많은 실제 데이터가 필요하다. 현재 위성 인터넷을 놓고 경쟁하는 "우주 경쟁"의 어떤 회사도(SpaceX뿐만 아니라) 이러한 "잠재적 영향"에 대응하지 않았습니다.
저궤도 별자리는 인터넷 범위, 기상 관측, 재난 모니터링, 항법 및 과학 연구에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 기술 프로모터가 기술의 방향을 통제하기 어려운 경우가 많습니다.
Starlink는 위성 광대역 서비스를 외딴 지역과 개발 도상국에 제공하지만 예기치 않게 Marubo라는 원시 아마존 부족이 봉투 샤머니즘과 마법에서 포르노 웹 사이트에 중독되는 데 이틀 밖에 걸리지 않았습니다.
참고자료
[1] Ferreira, JP, Huang, Z., Nomura, K.-i., & Wang, J. (2024). 메가 별자리 시대의 대기 재진입 중 위성 파괴로 인한 잠재적 오존 고갈. 지구물리학연구 편지, 51, e2024GL109280. https://doi.org/10.1029/2024GL109280
[2] 오존층 파괴에 대한 과학적 평가: 2022 - 요약: https://library.wmo.int/records/item/42105-scientific-assessment-of-ozone-depletion-2022-executive-summary
[3] Lawler, Samantha M., Aaron C. Boley 및 Hanno Rein. "근미래 위성 거대 별자리의 가시성 예측: 위도 50도 근처가 가장 심한 광공해를 겪을 것입니다." The Astronomical Journal 163.1(2021): 21.
