충분한 STM 접근 방식이 완벽한 것보다 나은 이유

우주 교통 관리 프레임워크가 어떤 형태로 등장하든(보다 공식적인 것이 있다고 가정하면) 완벽하지 않을 것입니다. 모든 영역에서 사고를 제거하는 트래픽 관리 프레임워크는 없습니다. 우주에서 의도하지 않은 충돌이 발생합니다.

우주 교통 관리(STM)는 위험을 제거하는 것이 아니라 완화하는 것이어야 합니다. 또한 미국 우주상업국(US Office of Space Commerce)과 개방형 아키텍처 데이터 저장소(Open Architecture Data Repository)가 모든 사고를 예방할 것이라는 기대도 있어서는 안 됩니다. 수익 체감의 법칙에 따르면 모든 STM 프레임워크는 위험 감소의 점진적인 이득을 위해 더 많은 리소스가 필요한 지점까지만 충돌 위험을 완화합니다. 자원이 제한되어 있고 STM 프레임워크가 우주 지속 가능성에 대한 전체 위험의 일부만 완화한다는 점을 감안할 때 미국 정부는 우주 쓰레기 관리(SDM) 노력을 포함하는 우주 지속 가능성에 대한 신중한 위험 감소 접근 방식을 이끄는 데 집중해야 합니다. 우주 쓰레기의 완화 및 복구. 우주 지속 가능성에 대한 가장 실용적인 접근 방식은 우주 지속 가능성에 대한 잔여 위험이 관리 가능하지만 완벽하지는 않은 STM 및 SDM 노력 전반에 걸쳐 "충분히 좋은" 위험 감소 전략을 추구하는 것입니다.

우주에서 제로 충돌을 보장하고 모든 위험을 제거하는 두 가지 솔루션이 있습니다. 우주에서 제로 활동을 수행하거나(너무 늦게) 우주에서 새로운 활동을 크게 제한하고 매우 제한적이고 통제된 STM 프레임워크를 만드는 것입니다. 두 옵션 모두 실용적이지도 허용되지도 않습니다. 실제로 우주 활동은 빠르게 성장하고 있으며 사회가 그 활동을 중시한다면 그에 따른 위험을 감수해야 합니다. STM 프레임워크를 개선하면 이러한 증가하는 위험의 일부를 완화할 수 있지만, 국제 사회가 무제한 자원으로 이상적인 STM 프레임워크를 추구하더라도 이를 제거할 수는 없습니다.

다른 도메인에 있는 다른 모든 트래픽 관리 프레임워크의 현실을 고려하십시오. 미국의 강력한 자동차 안전 표준 및 교통 규정에도 불구하고 매년 수만 건의 차량 충돌이 발생합니다. 해양 영역에서는 수세기에 걸친 경험과 국제 해상 충돌 방지 규정의 제도화에도 불구하고 매년 수백 건의 우발적 충돌이 해상에서 발생합니다. 항공에서는 엄격한 항공 교통 관제와 인간의 안전에 대한 높은 관심에도 불구하고 2000년 이후 여러 차례 공중 충돌이 발생했습니다. 위험을 제거하지 마십시오.

틀림없이, 미국 항공 교통 관리 프레임워크는 STM의 모델로서의 유용성을 보여주며 최근까지 흠잡을 데 없는 평판을 얻었습니다. 그러나 항공 교통의 높은 수준의 안전은 의심할 여지 없이 효율성을 희생시켰습니다. 이코노미스트 매거진은 69년에서 2012년 사이에 미국 항공편 지연 시간이 2017% 증가했다고 보고했습니다. 중국도 비슷한 추세를 보였습니다. Eurocontrol에 따르면 유럽에서는 항공편 지연 및 취소로 인해 2019년에 20억 달러 이상의 경제 손실이 발생했습니다. 우주 교통 관리를 위해 유사한 시스템을 에뮬레이트하는 것은 우주 산업이 기꺼이 받아들여야 하는 유사한 의미를 수반할 것입니다.

비효율성에 더하여, 항공 교통 모델을 STM에 적용하는 것은 규모와 범위 모두에서 우주 교통을 엄격하게 통제할 수 있는 비현실적인 국제 정부의 능력으로 인해 어려움을 겪고 있습니다. 예를 들어, 상업용 항공 활동이 상부 E 등급 및 하부 C 등급 영공으로 확장됨에 따라 FAA는 본질적으로 비용 및 능력 관점에서 이러한 고도를 관리할 능력이 없다고 표시했습니다. 모든 충돌을 방지하는 수준에서 모든 궤도 활동을 효과적으로 제어하려면 엄청난 비용이 수반되는 상당한 능력이 필요할 것이며, 그러한 국제적 틀을 만들기 위해 기존 지정학적 장벽을 극복하는 것은 불가능할 것입니다.

STM 프레임워크는 또한 다른 교통 관리 모델, 특히 항공 교통 모델과 크게 다릅니다. 왜냐하면 우주는 매우 낮은 궤도 고도 위의 자가 치유 환경이 아니기 때문입니다. 5735월에 있었던 중국동방항공 XNUMX편과 같이 항공기에 기계적 문제가 있어 충돌하더라도 다른 항공 교통 활동에는 영향을 미치지 않습니다. 그러나 완벽하게 작동하는 위성이 사라지면 완벽한 STM 프레임워크가 완전히 완화할 수 없는 심각한 위험이 됩니다. 위성이 파편화되면 위험이 배가됩니다.

충분한 STM 프레임워크는 여전히 상당한 양의 충돌 위험을 완화할 수 있지만, 충분한 SDM 프레임워크(현재 필요한 위치에 훨씬 뒤쳐져 있음)가 수반되는 경우에만 가능합니다. 우주 교통 관리와 우주 쓰레기 관리는 우주 지속 가능성에 대한 총체적 위험을 줄이기 위해 함께 작동합니다. 우주 지속 가능성 위험 관리에 대한 이러한 접근 방식을 고려할 때 미국 정부는 Secure World Foundation의 Brian Weeden이 2020년 XNUMX월 House Science 우주 및 항공 소위원회에 대한 증언에서 의회가 추구하도록 촉구한 것과 유사한 XNUMX분할된 우주 지속 가능성 계획을 추구해야 합니다.

미국 정부는 3년 대통령이 발표한 SPD-3(Space Policy Directive-2018)을 신속하게 구현하는 보다 공식적인 국가 STM 프레임워크를 추구해야 합니다. 또한 거대 별자리의 예상치 못한 급격한 증가와 우주 산업에 대한 민간 투자의 끊임없는 성장.

예를 들어, 국제 해상 충돌 방지 규정의 규칙 7과 유사하게 위성 운영자가 위험을 예측하고 사전에 완화하며 충돌이 발생하지 않도록 충분한 조치를 취해야 하는 라이선스 또는 규칙 요구 사항(대부분의 상업 공간) 업계는 이미 실행하고 있으며 예측 가능성과 명확성을 높여 위험을 크게 줄일 수 있습니다.

또한, 이 국가 STM 프레임워크에 대한 노력은 다음 세 가지 이유로 충돌 위험을 크게 줄입니다.

• 그것은 국제적 접근보다 훨씬 더 빨리 나타날 수 있습니다.
• 궤도에 있는 운영 위성의 절반 이상에 적용됩니다(이는 미국 관할 하에 있기 때문에).
• 이는 다른 국가가 모방할 수 있는 효과적인 안전 모델 역할을 하여 궁극적으로 국제 STM 프레임워크를 향한 실행 가능한 경로를 촉진할 것입니다.

미국 정부는 SPD-3가 지시하는 것보다 더 빠르게 SDM 노력, 특히 우주 쓰레기 정화를 추구해야 합니다. SPD-3가 ADR(Active Debris Removal) 노력을 장기적인 접근 방식으로 발전시키고 있음에도 불구하고 미국 정부는 지금 노력을 시작해야 합니다. 그러나 유럽우주국, 일본항공우주국, 영국우주국(UKSA)의 기존 노력과 함께 우주쓰레기 수습을 추진해야 한다. XNUMX개의 우주국 모두 미국에서 선두를 달리고 있습니다.

이제 ADR 기능을 개발하면 STM 프레임워크의 한계가 분명해지고 충돌이 불가피할 때 충돌 후 정리 작업을 수행하기에 충분한 ADR 용량이 확보됩니다. 한편, ADR 기능은 추가 우주 쓰레기 생성에 상당한 위험을 초래하는 대형 로켓 본체 및 기타 고위험 방치 물체를 제거함으로써 우주 지속 가능성에 대한 총체적 위험을 더욱 줄일 수 있습니다.

어느 쪽이든, 지금 공간 복원 노력을 개발하기 위한 의도적인 노력이 있어야 합니다. 미국 정부는 지원을 약속함으로써 기존 노력에 박차를 가할 수 있습니다.

SDM 노력의 일환으로 우주 쓰레기 완화는 여전히 중요합니다. 미국 정부는 ODMSP(Orbital Debris Mitigation Standard Practices)를 다시 수정해야 합니다. SPD-2019의 지침에 따른 3년 ODMSP의 개정은 압도적이었고 새로운 우주 교통 및 파편 문제에 충분하지 않았습니다. 그러나 위성 사업자가 현재의 표준과 목표를 충족함에 따라 미국 정부는 기존 표준이 더 달성 가능해지면 점진적 표준으로 ODMSP를 주기적으로 수정해야 합니다. 예를 들어, 임무 후 폐기 기간을 10년 또는 90년으로 수정하거나 성공률을 91%에서 XNUMX%로 늘리는 것입니다. 이 두 가지 모두 상업용 우주 산업이 이미 노력하고 있습니다.

우주 지속 가능성에 대한 총체적 위험을 줄이기 위해서는 세 가지 노력이 모두 필요합니다. 핵심은 이러한 각 노력에서 가장 큰 위험을 완화하는 것입니다. 가장 실용적이고 실현 가능하며 달성 가능한 방법입니다. 또한 STM 및 SDM에서 추가 위험 완화 노력을 위한 조건을 설정합니다.

어떤 사람들은 이 위험 관리 접근 방식을 냉소적인 것으로 규정하거나 우주 충돌이 어쨌든 국제적 STM 노력을 촉발할 것이라고 지적할 수 있습니다. 그러나 역사는 달리 나타냅니다. 2009년 이리듐-코스모스 충돌 이후 주요 안전 조치는 결합 평가 및 SSA 공유 프로그램을 위한 선별 및 통지 절차에 대한 미군의 일방적인 개선이었습니다. 또한, 우주 물체 간의 근접 접근 및 잠재적 충돌의 급속한 증가와 LeoLabs, COMSPOC, ExoAnalytics 등과 같은 상업용 SSA 및 STM 서비스 제공업체에 대한 수요 증가에도 불구하고 저명한 국제 우주 지속 가능성 프로그램은 주목을 받지 못했습니다.

또 다른 우려는 능동적인 잔해 제거와 같은 우주 정화 노력이 우주 위험 완화 및 STM 노력을 저해하고 더 나아가 요격 무기의 결과 없는 테스트를 가능하게 할 것이라는 점입니다. 그러나 John Klein이 자신의 저서인 우주 전략 이해에서 지적했듯이 파편을 치우는 것은 여전히 ​​쉬운 일이 아닙니다. 교통량이 많은 지역에서 지뢰를 제거하는 것과 유사하게 영향을 받은 지역을 체계적으로 제거하려면 많은 시간과 노력이 필요합니다.

충분히 좋은 STM 접근 방식은 일상적인 충돌을 용인할 수 있는 것으로 보지 않지만 우주에서의 활동 증가로 인해 일부는 불가피하다는 것을 받아들입니다. 이러한 관점에서 우주 지속 가능성에 대한 도전을 제시하는 것은 국제 사회의 리더이자 구성원으로서 미국의 약속으로 해결할 수 있는 문제로 구체화됩니다.

STM 및 우주 쓰레기 완화 노력은 미국이 우주 리더십을 유지하고 2021년 XNUMX월에 발표된 바이든 행정부의 미국 우주 우선 순위 프레임워크(US Space Priorities Framework)에 부합하는 주요 수단이 됩니다. 또한 우주 쓰레기 정화 노력은 미국의 핵심 수단이 됩니다 국가는 국제 사회에서 팀 플레이어가 되고자 하는 의지를 보여주면서 다른 국가가 이미 ADR 기능으로 달성한 성과를 지원하고 기여합니다.

미국은 우주 지속 가능성에 대한 잔여 위험을 관리할 수 있게 되는 STM 및 SDM 노력 전반에 걸쳐 충분한 위험 감소 전략을 추구해야 합니다. 완벽한 STM 프레임워크도, 완벽한 파편 완화 노력도, 완벽한 파편 개선 노력도 없습니다. 그러나 미래 세대를 위한 공간의 유용성을 보존하고 오늘날 인류를 위한 공간의 유용성을 극대화할 수 있는 실용적인 공간 지속 가능성 프레임워크가 있을 수 있습니다. 우리는 완벽을 추구하는 것이 선의 적이 되게 해서는 안 됩니다.

벤자민 슈타츠 조지 워싱턴 대학교 우주 정책 연구소 대학원생이자 미 육군 우주 작전 장교이자 미 공군 공군 사령부 및 참모 대학의 슈리버 우주 학자 졸업생입니다. 표현된 견해는 저자의 견해이며 국방부 또는 미 육군의 공식 정책이나 입장을 반영하지 않습니다.

이 기사는 원래 SpaceNews 매거진의 2022 년 XNUMX 월호에 실 렸습니다.