테더제궤도이탈 (Tether Deorbit)

한 줄 정의: 위성이나 잔해물에 긴 전도성 줄(테더)을 부착하여 지구 자기장과의 상호작용으로 궤도를 낮춰 대기권으로 재진입시키는 궤도 이탈 방식을 말합니다.

쉽게 풀면

궤도상의 위성을 낮추려면 보통 엔진을 이용한 추진제 연소가 필요하지만, 별도의 연료 없이도 궤도를 낮추는 방법이 있습니다. 테더제궤도이탈은 위성에 길고 가는 전도성 줄을 매달아 지구 자기장 속에서 움직이게 하는 방식입니다. 이 줄이 지구 자기장을 가로지르면서 전류가 흐르고, 이 전류와 자기장의 상호작용으로 위성의 속도를 서서히 줄이는 힘(항력)이 생겨 궤도가 자연스럽게 낮아지게 됩니다. 낚싯줄을 물속에 늘어뜨려 물의 저항으로 배를 서서히 멈추게 하는 것과 비슷한 원리라고 생각할 수 있습니다.

왜 중요한가

테더제궤도이탈은 추가 연료 없이도 임무종료후처리를 실행할 수 있는 방법으로 주목받고 있어, 위성의 추진제 탑재량을 줄이면서도 잔해물경감지침을 준수할 수 있는 대안으로 연구됩니다. 또한 능동적잔해물제거 임무에서 대상 잔해물의 궤도를 낮추는 수단으로도 검토됩니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"본 연구는 전도성 테더의 길이와 전류 세기에 따른 궤도 이탈 소요 시간을 시뮬레이션하였다."

테더의 길이나 전류 크기에 따라 궤도를 낮추는 데 걸리는 시간이 어떻게 달라지는지 계산한 연구입니다.

"테더제궤도이탈 장치를 소형위성에 탑재함으로써 별도의 추진 시스템 없이 임무종료후처리를 수행할 수 있었다."

추진 시스템이 없는 소형위성도 테더 장치를 이용해 임무 종료 처리를 할 수 있다는 설명입니다.

조금 더 깊게 보면

테더제궤도이탈에 사용되는 테더는 전기가 흐르지 않는 단순한 항력 증가용 테더와, 전류를 흘려 전자기력을 이용하는 전도성 테더로 나뉩니다. 비전도성 테더는 넓게 펼쳐진 형태로 대기 저항 자체를 늘려 궤도를 낮추는 방식이고, 전도성 테더는 지구 자기장과의 전자기 상호작용을 이용하는 방식이라는 차이가 있습니다. 궤도 고도가 낮을수록 이러한 방식의 효과가 더 크게 나타나는 경향이 있습니다.

주의할 점

테더제궤도이탈은 궤도를 낮추는 데 상당한 시간이 걸릴 수 있고, 길게 펼쳐진 테더 자체가 다른 위성이나 잔해물과 충돌할 새로운 위험 요소가 될 수 있다는 점도 함께 고려되어야 합니다.