[사이테크+] "위성 광공해 증가…우주망원경 천문 관측 성능 타격 우려"

美 연구팀 "10년 내 일부 우주망원경 관측 사진의 96%, 광공해로 손상 전망"

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 지구궤도를 돌며 우주를 관측하는 우주망원경의 최대 이점은 주변 광공해 등의 영향을 받지 않고 관측할 수 있다는 점이다. 하지만 인공위성이 급격한 늘어나면서 위성에 반사되는 빛 공해가 우주망원경의 천문 관측 성능을 심각하게 위협할 수 있다는 경고가 나왔다.

2030년대 말 4개 우주망원경의 관측 이미지 시뮬레이션 모습 2030년대 말까지 인공위성이 56만여기로 늘 경우를 시뮬레이션 결과 허블우주망원경(a)은 관측 이미지의 36.9%, 스피어엑스(b)와 쉰톈(c.Xuntian), 아라키스(d.ARRAKIHS) 우주망원경은 각각 관측 이미지의 96%가 위성 광공해로 손상될 것으로 예상됐다. [Nature, Alejandro S. Borlaff et al. 제공. 재판매 및 DB 금지]

미국 항공우주국(NASA) 에임스연구센터 알레한드로 볼라프 박사팀은 6일 네이처(Nature)에서 전 세계 위성 계획을 반영해 허블우주망원경 등 운영 중이거나 계획 중인 우주망원경 4개가 관측할 하늘을 시뮬레이션한 결과 우주망원경 일부는 10년 안에 관측 이미지의 96%가 위성 광공해로 손상될 것으로 예측됐다며 이같이 밝혔다.

연구팀은 이 결과는 지구 궤도를 도는 위성으로 인한 광공해를 최소화해야 우주망원경을 이용한 천문 연구가 성공적으로 이뤄질 수 있음을 시사한다며 위성으로 인한 빛 오염을 예측·모델링·보정할 수 있는 조치들이 필요하다고 제안했다.

지구 궤도를 도는 인공위성 수는 발사체 발달로 탑재체 발사 비용이 빠르게 감소하면서 2019년 2천기에서 현재 약 1만5천기로 증가했다. 계획 중인 위성이 모두 발사로 이어지면 2030년대 말에는 궤도 위 위성이 50만기에 이를 것으로 예상된다.

급속히 늘어나는 위성은 과학계에서 강한 우려를 불러일으켜 왔다. 위성에서 반사된 빛은 맨눈으로도 보일 수 있을 뿐 아니라 지상 천체망원경과 우주망원경에 매우 밝게 나타날 수 있기 때문이다.

연구팀은 위성의 반사광은 같은 궤도 공간을 사용하는 허블우주망원경 같은 우주 기반 관측시설의 관측 이미지에 선형 흔적을 남길 수 있다며 이전 연구들은 지상 천문 관측에 대한 위성의 영향은 다루었지만, 우주망원경에 미치는 영향은 간과돼 왔다고 지적했다.

우주망원경과 지구 저궤도에 제안된 위성들(2025년 6월 기준) 미항공우주국(NASA)의 허블우주망원경(HST)과 스피어엑스(SPEAREx), 유럽우주기구(ESA)의 아라키스(ARRAKIHS), 중국의 쉰톈(Xuntian) 우주망원경 궤도와 현재 계획중인 위성들. 색깔별 삼각형 표시 하나는 위성 10개를 의미한다. [Nature, Alejandro S. Borlaff et al. 제공. 재판매 및 DB 금지]

이들은 고도 400~800㎞에서 운영되는 NASA의 허블우주망원경(HST)과 스피어엑스(SPHEREx), 현재 계획 중인 유럽우주국(ESA)의 아라키스(ARRAKIHS), 중국의 쉰톈(Xuntian) 망원경이 위성 수가 증가할 때 관측하게 될 하늘을 시뮬레이션했다. 각 우주망원경의 고도는 허블이 약 535㎞, 스피어엑스 약 700㎞, 아라키스 약 800㎞, 쉰톈 약 400㎞이다.

시뮬레이션 결과 위성이 56만여기로 늘어날 경우 허블우주망원경은 관측 이미지의 약 36.9%가 위성 광공해에 오염되고, 나머지 세 우주망원경은 관측 이미지 중 96%가 위성 광공해로 손상될 것으로 예상됐다.

또 각 우주망원경이 촬영하는 한 장의 관측 이미지에 포착될 수 있는 위성 수는 허블우주망원경이 2.14기, 스피어엑스 5.64기, 아라키스 69기, 쉰톈은 92기에 달할 것으로 예측됐다.

연구팀은 이 결과는 위성 광공해가 우주망원경 운영에 점점 더 큰 위협이 되고 있음을 보여준다며 위성의 영향을 최소화하기 위해 위성으로 인한 빛 오염을 예측·모델링·보정할 수 있는 일련의 조치들이 필요하다고 말했다.

이어 유망한 해결책으로는 인공위성을 우주망원경보다 더 낮은 궤도에 배치하는 방안이 있을 수 있지만, 저궤도에 위성을 배치할 경우 위성에서 나오는 배출물이 지구 오존층에 영향을 줄 가능성이 있다고 덧붙였다.

◆ 출처 : Nature, Alejandro S. Borlaff et al., 'Satellite megaconstellations will threaten space-based astronomy', https://www.nature.com/articles/s41586-025-09759-5

scitech@yna.co.kr

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