아마존 위성의 천문 관측 방해 (IAU 밝기 기준, SpaceX 비교, 규제 필요성)

 

아마존 위성의 천문 관측 방해 (IAU 밝기 기준, SpaceX 비교, 규제 필요성)
아마존 위성의 천문 관측 방해 (IAU 밝기 기준, SpaceX 비교, 규제 필요성)

우주 인터넷 시대의 도래와 함께 예상치 못한 부작용이 과학계의 우려를 낳고 있습니다. Amazon Leo 위성 constellation이 천문학 연구에 실질적인 장애를 일으키고 있다는 연구 결과가 발표되면서, 위성 통신 확장과 우주 관측 보호라는 두 가치 사이의 본질적 충돌이 수면 위로 떠올랐습니다. 육안으로는 거의 보이지 않는 이 위성들이 대형 망원경과 우주 관측소에는 명확한 방해 요소로 작용한다는 사실은, 기술 발전의 이면에 숨겨진 과학적 대가를 재조명하게 만듭니다.

## Amazon Leo 위성의 IAU 밝기 기준 초과 문제

International Astronomical Union(IAU)이 설정한 밝기 기준은 satellite megaconstellation과 천문학 연구의 공존을 위한 최소한의 안전장치입니다. 그러나 2025년 1월 12일 온라인 저장소 Arxiv에 게재된 연구는 Amazon Leo 위성들이 이 기준을 명백히 초과하고 있음을 밝혀냈습니다. 약 2,000건의 관측 데이터를 분석한 결과, 391마일(630킬로미터) 고도에서 운영되는 이 위성들의 평균 겉보기 등급은 6.28로 측정되었습니다. 이는 육안 관측 한계를 넘어서지만, 천문 관측 장비에는 충분히 감지될 만큼 밝은 수준입니다.

더욱 주목할 점은 관측 사례의 약 25%에서 위성들이 망원경 없이도 관찰 가능한 밝기로 나타났다는 사실입니다. 연구를 주도한 IAU Center for Protection of the Dark And Quiet Sky의 천문학자 Anthony Mallama는 "밝은 위성들은 특히 Vera C. Rubin Observatory 같은 지상 기반 관측소에서 진행되는 대규모 천문학 조사에 문제가 된다"며, "Hubble Space Telescope 같은 궤도 관측소에도 간섭을 일으킬 수 있다"고 지적했습니다.

이 문제의 심각성은 단순한 '방해'라는 추상적 표현을 넘어섭니다. 위성이 망원경의 시야를 가로지를 때, 해당 순간 수집되던 천체 데이터는 영구적으로 손실되거나 복잡한 보정 과정을 거쳐야 합니다. 특히 long-exposure 촬영을 필요로 하는 심우주 관측에서는, 단 한 번의 위성 통과로도 수 시간의 관측 작업이 무용지물이 될 수 있습니다. 현재 Amazon은 겨우 180기의 위성만을 배치했지만, 최종적으로 3,200기 이상으로 constellation을 확장할 계획입니다. 이는 문제가 현재보다 10배 이상 악화될 수 있음을 의미합니다. 더욱이 향후 위성들은 366마일(590킬로미터)의 더 낮은 고도에서 운영될 예정인데, 이는 지구에서 관측되는 밝기를 더욱 증가시킬 것입니다.

## SpaceX Starlink 및 다른 constellation과의 밝기 비교

Mallama와 동료 연구자들은 이전부터 다른 satellite network의 밝기를 추적해왔습니다. 현재 약 9,500기의 위성으로 가장 큰 constellation을 보유한 SpaceX의 Starlink가 주요 비교 대상이었습니다. 분석 결과, Amazon Leo 위성들은 AST SpaceMobile의 BlueBird 위성들보다는 상당히 어둡지만, 대부분의 Starlink 위성들보다는 약간 어두운 수준인 것으로 나타났습니다. Starlink 위성들은 약 300마일(480킬로미터)의 더 낮은 고도에서 운영되지만, 궤도 특성상 지구 그림자에 머무는 시간이 길어 실제 관측 방해는 상대적으로 적다는 장점이 있습니다.

특히 주목할 만한 것은 AST SpaceMobile의 BlueBird 위성들입니다. 690평방피트(64평방미터)의 안테나를 장착한 이 위성들은 밤하늘에서 가장 밝은 인공 물체로 기록되고 있으며, 차세대 모델은 안테나 크기가 2,400평방피트(223평방미터)에 달해 문제가 더욱 심각해질 전망입니다. Tucson의 Silverado Hills Observatory 소속이며 어두운 하늘 보호 전문가인 John Barentine은 Amazon Leo 위성들이 특히 twilight 시간대에 눈에 띄게 밝아 보인다고 지적했습니다. 이 시간대는 많은 천문 관측이 시작되거나 종료되는 중요한 시점입니다.

2025년 11월 학술지 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society에 발표된 Mallama의 이전 연구는 더 포괄적인 그림을 제시합니다. 745마일(1,200킬로미터)의 높은 고도에서 운영되는 OneWeb 위성들을 제외하면, 현재 운영 중인 모든 인터넷 constellation들이 IAU 권장 밝기 한계를 초과하고 있습니다. 여기에는 중국의 Qianfan과 Guowang 프로젝트도 포함됩니다. 이는 위성 인터넷 사업이 전 세계적으로 확산되면서, 천문 관측 방해가 특정 기업이나 국가의 문제가 아닌 글로벌 이슈로 부상했음을 보여줍니다. "보이지 않으면 문제없다"는 직관은 과학적 측정 앞에서 무력해졌고, 이제 우리는 수치화된 데이터를 근거로 이 충돌을 다루어야 하는 시점에 도달했습니다.

## 기업의 자발적 협력과 향후 규제 필요성

Amazon은 천문학계와의 대화에 상대적으로 적극적인 태도를 보여왔습니다. Mallama는 "Amazon과 SpaceX 같은 위성 운영자들은 천문학 커뮤니티와 협력하여 위성의 밝기를 줄이는 작업을 하고 있다"고 평가했습니다. 구체적인 방법으로는 우주선 하부를 거울처럼 만들어 태양광을 지구가 아닌 우주로 반사시키는 기술, 그리고 지상 관측자가 햇빛에 비춘 면을 보지 않도록 위성 구성 요소의 방향을 조정하는 방식 등이 적용되고 있습니다. Barentine도 2023년 Amazon의 첫 테스트 위성 발사 이후 엔지니어들이 위성이 지구로 반사하는 빛의 양을 줄이는 데 성공했다고 긍정적으로 평가했습니다.

그는 "Amazon Leo는 constellation 설계 초기 단계에서 천문학자들과 대화를 수립한 사례"라며, "이러한 노력이 일정한 성과를 거둔 것을 보는 것은 고무적"이라고 말했습니다. 실제로 SpaceX도 2019년 첫 Starlink 배치 이후 천문학자들이 위성 궤적으로 얼룩진 망원경 이미지를 공개하며 경종을 울리자, 위성 밝기를 줄이는 작업에 착수했습니다. 이는 기업과 과학계 사이에 대화 채널이 작동할 수 있음을 보여주는 긍정적 신호입니다.

그러나 자발적 협력만으로 충분한지에 대해서는 근본적인 의문이 남습니다. Amazon의 계획대로 constellation이 3,200기 이상으로 확대되고, SpaceX, 중국의 프로젝트들, 그리고 Jeff Bezos의 Blue Origin이 계획 중인 5,400기 규모의 TeraWave constellation까지 고려하면, 저궤도는 곧 수만 기의 위성으로 포화될 것입니다. 기술적 완화 조치가 아무리 발전해도, 위성 수의 기하급수적 증가 속도를 따라잡기는 구조적으로 어렵습니다. 더욱이 모든 기업이 Amazon처럼 협력적일 것이라는 보장도 없습니다.

이런 맥락에서 국제적 규제나 강제 기준의 필요성이 대두됩니다. 현재 IAU의 권장 기준은 법적 구속력이 없는 가이드라인에 불과합니다. 우주 환경의 공공성을 고려할 때, 위성 배치에 대한 국제적 합의와 명확한 기준 설정이 요구되는 단계에 접어든 것으로 보입니다. 천문학은 단순한 학문적 관심을 넘어 인류의 우주 이해와 미래 기술 발전의 토대입니다. 위성 통신의 사회적 편익이 크다 하더라도, 그것이 과학적 관측 능력을 영구적으로 훼손하는 대가를 치러야 한다면, 우리는 장기적 손실을 감수하는 것일 수 있습니다.

결론적으로, Amazon Leo 위성의 밝기 문제는 기술 발전과 과학적 가치 사이의 조정이 정책과 규범의 영역으로 확장되어야 함을 시사합니다. 기업의 자발적 노력은 중요하지만, 그것만으로는 증가하는 constellation의 누적 효과를 통제하기 어렵습니다. 측정 가능한 피해가 이미 발생하고 있는 만큼, "보이지 않으면 괜찮다"는 안이한 태도를 넘어 우주 공간의 지속 가능한 이용을 위한 국제적 합의가 시급히 필요한 시점입니다.

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[출처]

Amazon's internet-beaming satellites are bright enough to disrupt astronomical research, study finds: https://www.space.com/space-exploration/satellites/amazons-internet-beaming-satellites-are-bright-enough-to-disrupt-astronomical-research-study-finds

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