[우주] 밤하늘 8번째로 밝은 별, 알고보니 통신위성 우주항공

가장 밝은 물체 톱10에 위성이 합류
가로-세로 8m인 태양광 반사판 때문
“지상에서의 천문 관측에 중대 위협”
미 애리조나주의 한 천문대에서 찍은 블루워커 3호 위성의 궤적. 네이처에서 인용
미 애리조나주의 한 천문대에서 찍은 블루워커 3호 위성의 궤적. 네이처에서 인용

달과 태양계의 행성을 제외하고 밤하늘에서 가장 밝은 물체 톱10에 위성이 합류했다.

칠레 아타카마대가 중심이 된 국제연구진은 2022년 9월 고도 500km의 저궤도에 배치된 미국의 민간 통신위성 블루워커 3호를 130일간 추적한 결과, 이 위성의 최대 겉보기 밝기 등급이 0.4로 나타났다고 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다.

과학전문지 ‘뉴사이언티스트’에 따르면 이는 밤하늘에서 가장 밝은 8번째 별에 해당하는 밝기다. 비슷한 밝기의 별로는 지구에서 11.5광년 거리의 작은개자리 알파별 프로키온, 지구에서 139광년 거리의 에리다누스자리 알파별 아케르나르가 있다.

연구진에 따르면 위성의 겉보기 밝기는 발사 초기엔 북극성과 같은 2등급이었으나 두달 후인 11월 0.4등급까지 높아졌다. 겉보기 밝기는 숫자가 작을수록 더 밝다. 1개 등급의 밝기 차이는 2.5배다. 위성의 밝기는 햇빛을 따라 위성이 자세를 바꾸면서 변해 12월 말 6등급으로 떨어졌다가 올해 4월 다시 0.4등급으로 높아졌다.

국제천문연맹은 지구 저궤도에 있는 인공위성의 최대 밝기를 7등급 이하에서 관리해줄 것을 권고하고 있다. 이 기준에 따르면 블루워커 3호 위성의 밝기는 기준치를 4백배 이상 웃돈다.

고도 500km의 저궤도에 배치된 블루워커 3호 위성의 태양광 패널. AST 스페이스모바일 제공
고도 500km의 저궤도에 배치된 블루워커 3호 위성의 태양광 패널. AST 스페이스모바일 제공

내년엔 25개 추가 발사 예정

블루워커 3호 위성은 미국의 통신업체 AST 스페이스모바일이 지구 저궤도에 쏘아 올린 5G 이동통신 위성의 시제품이다. 이 회사는 내년부터 이 시제품을 바탕으로 한 통신위성 블루버드를 잇따라 발사해 저궤도 모바일 통신망을 구축할 계획이다.

이 위성이 이렇게 밝게 빛나는 것은 64㎡ 크기의 태양광 패널 때문이다. 연구진의 일원인 지그프리드 에글 박사는 ‘뉴사이언티스트’에 “이는 내년부터 가동될 칠레 베라루빈천문대를 비롯한 지상 망원경의 천문 관측에 심각한 위협”이라며 “이렇게 밝은 인공물체가 많이 있다면 대규모 데이터 손실이 발생할 수 있다”고 말했다. 또 위성이 망원경 시야에 있는 동안은 주기적으로 관측을 중단해야 한다. 위성에서 나오는 무선 신호와 적외선은 전파 망원경에도 방해가 된다.

문제는 이 위성이 일으킬 우주 빛공해가 이제 시작일 뿐이라는 점이다. 스페이스모바일은 2024년 초 위성 5기를 시작으로 내년에 총 25기의 블루버드 위성을 배치할 계획이다. 계획대로라면 내년 밤하늘에서 8번째로 밝은 물체가 25개 추가된다는 얘기다. 스페이스모바일이 구축할 위성 광대역 통신망은 이를 포함해 총 90기의 위성으로 구성된다.

저궤도에 배치된 블루워커 3호 위성을 확대 촬영한 사진. 블루워커 3호의 무게는 1.5톤, 크기는 가로와 세로 각 8m다. 네이처 제공
저궤도에 배치된 블루워커 3호 위성을 확대 촬영한 사진. 블루워커 3호의 무게는 1.5톤, 크기는 가로와 세로 각 8m다. 네이처 제공

업체 “위성 방향 조정 등 해법 모색중”

연구진은 논문에서 “갈수록 더 크고 더 밝은 위성을 발사하려는 추세가 확산되고 있다”고 경고했다. 예컨대 아마존은 내년에 총 3200여개의 위성으로 구성된 저궤도 인터넷 ‘프로젝트 카이퍼’ 구축을 위한 통신위성 발사를 시작한다. 저궤도 인터넷 선발업체인 스페이스엑스는 이미 5000기가 넘는 위성을 궤도에 올려보낸 데 이어, 앞으로 지금보다 더 많은 위성을 발사한다는 계획이다.

스페이스모바일 대변인은 성명을 통해 “나사(미 항공우주국), 천문학자 그룹과 협력해 해법을 모색하고 있다”고 밝혔다. 그는 전파망원경 관측에 피해를 끼칠 수 있는 지역에서는 서비스를 제외하고, 위성의 방향을 조정해 밝기를 최소화하는 것 등을 예로 들었다. 또 앞으로 빛 반사를 방지하는 막도 입히겠다고 덧붙였다.

스타링크의 경우엔 천문학자들의 빛공해 비판에 대응해 태양광 패널을 어두운 색으로 입혀 위성의 밝기를 절반 정도 줄였다. 스타링크 위성의 밝기는 블루워커 3호의 약 0.7%에 불과하다.

*논문 정보

https://doi.org/10.1038/s41586-023-06672-7

The high optical brightness of the BlueWalker 3 satellite. Nature (2023).


참고

https://www.nature.com/articles/d41586-023-03054-x

https://www.space.com/bluewalker-3-prototype-satellite-brightest-objects-sky

https://cosmosmagazine.com/space/bluewalker-3-nature-magnitude-0-4/

https://www.newscientist.com/article/2395238-astronomers-alarmed-by-satellite-that-outshines-all-but-seven-stars/?

https://www.sciencealert.com/one-of-the-brightest-things-in-the-night-sky-is-now-a-satellite-launched-in-2022?

https://www.inverse.com/science/10-brightest-objects-sky-satellite-more-coming?

https://press.springernature.com/the-high-optical-brightness-of-the-bluewalker-3-satellite/26094554

https://cosmosmagazine.com/space/bluewalker-3-nature-magnitude-0-4/

논문 보기

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06672-7

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