[뉴스속 용어]日 올 여름 발사 예정 '리그노샛'

지구 대기권 재진입해 소각될 목조 위성, 우주 쓰레기 줄이기
스페이스X나 시그너스에 실려 발사, 6개월 간 임무 수행 예정

'리그노샛(LignoSat)'은 목련나무로 만든 목조위성이다. 가로·세로·높이는 약 10cm, 무게는 330g 정도의 커피잔 크기의 초소형 위성이다. '나무'를 의미하는 라틴어 'Ligne'와 '인공위성'을 뜻하는 'Stellite'의 합성어다.

리그노샛은 미국 항공우주국(NASA)과 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)가 우주 비행의 지속가능성을 높이기 위해 제작했다. 나무는 우주에서 타거나 썩지 않지만, 지구 대기권에 재진입하면서 고운 재로 소각되는 점을 활용해 우주 궤도에 넘쳐나는 쓰레기를 줄이기 위함이 궁극적 목표다.

목재로 만든 초소형 위성 내부에 각종 장비들이 들어있는 세계 최초의 목조 위성 '리그노샛'. [사진=일본 교토대학교 홈페이지]

NASA와 JAXA는 2020년 4월 일본 교토대학교 연구진과 벌목회사인 스미토모 임업, 전통 짜맞춤 공법 기술을 보유한 일본 가구공방인 코로다공방이 참여시켜, 목조 인공위성 발사를 목표로 내걸고 '우주 목재 프로젝트(LignoStella Project)'에 착수했다.

교토대 연구진은 최대한 안정적이고 균열에 강한 목재를 찾기 위해 스미토모 임업과 목련나무, 산벚나무, 솜털자작나무 등 총 3가지 목재로 샘플을 만들어 테스트를 진행했다. 그 결과 목련나무가 쪼개지거나 부서질 가능성이 가장 낮고, 가공성과 강도면에서 가장 우수한 것으로 나타났다.

현재 인공위성은 주로 가볍고 내구성이 뛰어난 알루미늄 합금 등의 소재를 사용한다. 임무를 마친 인공위성은 우주 쓰레기로 우주에 머물지 않도록 지구 대기권으로 떨어지게 돼 있다. 그러나 알루미늄은 대기권으로 진입할 때 산소와 반응해 산화알루미늄이 돼 작은 입자로 분해돼 40년 정도 대기권에 머무르며, 대량으로 축적돼 햇빛을 반사해 냉각화 등 지구의 기후변화를 일으키는 원인이 되기도 한다.

현재 지구 궤도에는 미작동 인공위성, 로켓 본체나 로켓에서 분리된 페어링과 부스터, 부서진 우주선 파편 등 우주 쓰레기를 포함한 인공물이 9300t 이상 떠다니고 있는 것으로 알려졌다. 우주 쓰레기는 저궤도에서 초속 7.4㎞, 정지궤도에선 3㎞의 총알보다 빠른 속도로 돌면서 지구와 정상 작동하는 위성에 큰 위협이 되고 있다.

리그노샛의 임무 수행 상상도. [사진=일본 교토대학교 홈페이지]

반면 목재는 수소와 탄소, 산소로 이뤄져 있기 때문에 대기권에 들어가도 수증기와 이산화탄소만 남아 친환경적이다. 또 목재는 전자파를 통과시켜 위성 내부에 안테나를 수납할 수 있고, 영하 100℃에서 영상 100℃까지 물성이 변하지 않으며, 안정성과 단열성이 매우 높다. 우주 공간에는 수분과 산소, 박테리아가 존재하지 않기 때문에 불에 타거나 썩지도 않는다.

17일(현지시간) 영국 가디언 등 주요 외신에 따르면, 일본 과학자들이 리그노샛의 발사를 앞두고 마무리 작업을 하고 있다고 보도했다. 연구팀은 지금까지의 연구 결과를 바탕으로 올여름 세계 최초의 목조 인공위성 리그노샛 1호기를 발사할 계획이다.

NASA와 JAXA는 2022년 3월부터 10개월간 국제우주정거장(ISS)에서 목조위성 샘플을 가지고 '목재 우주 노출시험'을 완료했다. 연구진은 지난해 5월 성명에서 "목재 표본 3가지를 테스트한 결과 우주 노출 후에도 변형이 없었다"면서 "우주라는 극한 환경에서 10개월간 노출됐음에도 갈라짐, 뒤틀림, 벗겨짐, 표면 손상 등 분해나 변형이 없었다"고 밝혔다.

구체적인 발사 일정 등은 공개되지 않았으나, 올여름 오비탈 사이언스의 화물우주선 시그너스나 스페이스X의 드래곤 수송선에 실려 발사된 후 6개월간 우주에서 임무를 수행하고, 대기권 상층부에 재진입해 불타 없어지는 운명을 맞을 것으로 전해졌다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr