[임정우 기자]









▲ 전남 고흥군 나로우주센터 발사대에서 기립된 한국형 발사체 누리호의 모습. 누리호는 2021년 첫 발사 이후 네 번째 발사까지 성공하며 한국 독자 우주발사체 기술의 기반을 마련했다.


ⓒ 한국항공우주연구원



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지난 11월 27일 새벽, 네 번째 누리호가 고흥 나로우주센터에서 발사에 성공했다. 전남 지역이 '우주산업 전초기지'로 부상하고 있다는 평가 속에 전국민적인 기대가 높다.

같은 시기 미국·유럽 언론과 학계에서는 전혀 다른 뉴스가 쏟아진다. 로켓이 뿜는 그을음, 블랙카본이 항공기나 지상 오염원보 온라인릴게임 다 최대 500배 강한 온난화 효과를 가진다는 연구, 위성과 로켓이 대기권으로 재진입하며 남기는 금속 입자가 성층권에 쌓이고 있다는 관측 결과, '메가 콘스터레이션'과 우주관광이 오존층 회복을 늦춘다는 경고다.
한국의 누리호는 현재로선 '극히 미미한' 배출원이다. 하지만 미국이 이미 겪고 있는 갈등과 환경 부담을 피하려면, 지금이 규칙을 릴게임5만 세울 마지막 기회일지 모른다는 지적이 나온다.

미국이 먼저 치른 우주개발의 환경적 대가









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▲ 미국 텍사스 보카치카 해안에 위치한 스페이스X ‘스타십’ 발사장 전경. 주변에는 국립야생동물보호구역과 습지 생태계가 인접해 있어, 발사 충격·소음·파편에 대한 환경·지역 공동체의 우려가 꾸준히 제기되고 있다.


ⓒ SpaceX

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우주개발 산업의 환경적 대가가 만만치 않다는 사실은 시장의 선두주자인 미국의 사례를 통해 이미 자명하다.

스페이스X의 초대형 로켓 '스타십' 발사장은 미국 텍사스주 보카치카에 있다. 국립야생동물보호구역과 주립공원, 습지와 해안사구가 맞닿은 곳이다. 바다거북, 철새, 희귀 고양잇과 동물이 서식하는 지역이기도 하다.
2023년 최초 통합 발사 때 로켓이 폭발하면서 발사대 콘크리트와 파편이 넓은 범위로 튀어 나갔다. 초지와 습지를 덮쳤고, 소음·진동·화재로 인근 야생동물 서식지가 훼손됐다는 현장 보고가 이어졌다.
환경단체와 원주민 단체는 미 연방항공청(FAA)을 상대로 "정식 환경영향평가(EIS) 대신 완화조치가 붙은 간이 평가로 허가를 내줬다"고 소송을 제기했다. 2025년 9월 연방법원은 FAA의 손을 들어줬다.

법적으로는 해당 절차가 적법하다는 판결이 났다. 하지만 국가 우주 프로젝트가 습지·철새·원주민 공동체 위에 세워질 수 있다는 사실을 선명하게 보여준 사건이다.










▲ 하와이 제도 인근 해역 위성 이미지. 유네스코 세계자연유산인 파파하나우모쿠아케아(Papah?naumoku?kea) 해양보호구역이 포함되어 있으며, 미국 연방항공청(FAA)이 스타십 로켓 파편 낙하 가능 구역을 이 일대까지 확대한 것을 두고 환경·원주민 단체의 반발이 이어지고 있다.


ⓒ NASA




2025년, 미국 FAA는 스타십을 연 25회까지 발사하도록 허용하면서, 로켓 파편이 떨어질 수 있는 해역을 하와이 북서쪽까지 크게 확대했다. 이 해역에는 유네스코 세계자연유산인 파파하나우모쿠아케아(Papahānaumokuākea) 해양보호구역과 하와이 원주민에게 성지로 여겨지는 섬들이 포함된다.

환경단체와 원주민, 해양생물학자들은 폭발·파편·연료·충격파가 해양 포유류·바닷새·산호 생태계에 미칠 영향을 우려한다. 보다 엄격한 환경영향평가와 원주민 동의 절차를 요구하고 있다.
미국이 겪고 있는 갈등은 우주산업의 속도가 지역 생태계와 공동체의 의사결정 속도를 추월해 버릴 때 무엇이 벌어지는지를 보여준다. 이제 우주산업에 첫 걸음을 뗀 한국의 입장에서는 초기에 규제를 세우지 않으면 발생할 문제들을 들여다 볼 수 있는 창이기도 하다.
누리호의 탄소배출량, 연간 온실가스의 0.00003%
그렇다면 누리호를 위시한 한국의 상황을 숫자로 짚어보자.
한국항공우주연구원(KARI)과 과학 전문 매체 자료에 따르면, 누리호는 전체 질량 200톤 가운데 케로신 연료 약 56.5톤, 액체산소 산화제 126톤을 사용한다. 케로신(항공유) 1kg이 완전히 연소되면 CO₂ 약 3.15kg이 발생한다. 56.5톤에 이 계수를 적용하면 약 178톤의 CO₂가 나온다는 계산이 선다. 한국의 연간 온실가스 배출량은 최근 약 6.9억~7억 톤 수준으로 집계된다. 178톤은 그중 0.00003%에 불과하다. 절대적인 양으로 따졌을 때 누리호가 배출하는 CO₂의 양이 많다고 하기는 힘들다.
독일항공우주센터(DLR) 출신으로 현재 독일 뮌헨연방군대학교 열역학연구소에서 로켓 배출을 연구하는 손민 연구원은 "절대적인 양만 놓고 보면 현재까지는 미미하다고 말할 수 있다"고 필자와의 인터뷰에서 말했다. 그러나 절대적인 양에 가려진 다른 면에 대한 지적도 잊지 않았다.
"도로와 항공운송 배출물은 대류권(고도 약 10~11km)에서 순환하며 비교적 빠르게 희석되지만, 로켓은 고도 수십~수백 km까지 상승하면서 성층권과 중간권 상부까지 배기가스를 분포시킨다. 특히 1단 발사체는 약 80~90km까지 연소하며 배출가스를 남기는데, 이 영역은 대류권에 비해 대기 순환이 매우 제한적이어서 오염물질이 장기적으로 체류할 가능성이 매우 크다. 절대량이 적더라도 '순환이 거의 없는 고고도에 잔류한다'는 차이가 과소평가되고 있다."
누리호의 CO₂ 총량만 보면 한국 연간 온실가스 배출량의 0.00003% 수준이지만, 환경적 부담의 핵심은 어디에, 무엇이, 어떤 형태로 뿌려지는지에 달렸다는 뜻이다.
배출량이 전부가 아닌 이유… '성층권 배출'이 문제다
누리호와 같은 로켓은 고도 수십~수백 km 상공까지 올라가며 엔진을 계속 분사한다. 케로신 로켓은 기체 오염물질과 함께 블랙카본(그을음)을 성층권에 직접 주입한다.
2022년 6월 국제학술지 <지구의 미래>에 발표된 UCL·MIT 공동연구에서 연구진은 우주관광 로켓에서 나온 그을음 입자가 지상·항공기에서 나온 그을음보다 입자당 약 500배 강한 온난화 효과를 낼 수 있다고 계산했다. 이 '500배'라는 수치는 같은 양의 입자라도 성층권에서는 지상과 비교할 수 없을 만큼 강력하게 태양 복사를 흡수하고 대기를 가열한다고 연구진은 밝혔다. 성층권에 떠 있는 미세 입자 하나하나가, 지상 배출과는 전혀 다른 방식으로 복사 에너지 흐름을 바꾼다는 뜻이다.손 연구원은 이 점을 다음과 같이 설명한다.
"케로신처럼 탄소수가 높은 연료는 연소 후 블랙카본을 상당량 배출한다. 일부 연구에서는 이 블랙카본의 복사강제력이 CO₂보다 수천~수만 배 이상 클 수 있다고 추정한다. 고고도에 뿌려지는 소량의 입자라도 기후계에는 훨씬 큰 비선형 효과를 만들 수 있다."
블랙카본만이 아니다. 로켓의 섭씨 2000도 이상의 고온 화염은 질소산화물(NOx)을 만들어낸다. NOx는 지상에선 미세먼지와 오존 생성의 핵심 물질이지만, 고고도 로켓 배출 NOx의 실제 영향은 아직 연구가 충분하지 않아 불확실성이 크다.
연소 과정에서 배출되는 수증기도 문제다. 높은 고도에서 빙결해 작은 얼음 결정과 비행운 형태로 장기간 머물며 태양 복사에 영향을 줄 수 있다.
여기에 위성·로켓 잔해 재진입 문제가 겹친다. 2023년 국제학술지 PNAS에 실린 연구는 성층권 에어로졸(황산 입자) 중 약 10%에서 알루미늄·나이오븀·하프늄 등 특수 금속이 검출됐다고 보고했다. NOAA·NASA 연구진은 이 금속 성분이 위성·로켓 재진입에서 나온 합금과 일치한다는 사실을 확인했다. 250kg급 위성 1기가 대기권에서 타면서 알루미나(Al₂O₃) 입자 30kg 안팎을 만들어 수십 년간 성층권에 머물 수 있다는 추정도 나온다. 지구가 한 번도 경험해 보지 못한 고고도 오염이다.
즉, 우주산업이 배출하는 탄소의 양은 비교적 적더라도, 한번의 발사가 끼치는 질적인 영향은 그 어떤 산업보다 심각할 수 있다는 뜻이다.
한편, 일부 해외 전문가들은 우주산업의 배출을 양적으로만 타 산업과 비교하는 것은 무리가 있다고 지적한다. 유니버시티 칼리지 런던 대기화학 연구자 엘루이즈 마리아스 교수는 "로켓 발사를 항공기 산업의 배출과 비교하는 것은 잘못됐다"며 "로켓의 그을음 입자는 항공기나 지상 오염원보다 기후에 훨씬 큰 영향을 미치기 때문에, 국제 항공편만큼 많은 로켓을 발사하지 않아도 비슷한 영향을 줄 수 있다"고 지적했다.
나로우주센터와 주변 환경: 측정 체계의 부재
나로우주센터는 전남 고흥 봉래면 해안에 위치한 국가 발사장이다. 부지 면적은 약 549만㎡다.법적 환경영향평가와 사후조사 체계는 존재한다. 고흥군·환경부 자료를 보면, 한국형 발사체 발사를 위한 추진기관 시험설비 등과 관련해 환경영향평가 준비서에서 대기·수질·지하수·토양·소음·진동 조사 지점을 구체적으로 설정하고 있다. 2017~2022년, 2023~2026년을 대상으로 한 '나로우주센터 사후환경영향조사 용역'도 발주됐다.
그러나 로켓 발사 효과만을 별도로 떼어 장기간 추적한 독립 생태·대기 연구는 찾기 어렵다. 국내 학술 데이터베이스와 언론 보도에서 누리호 발사 전후 조류 번식률 변화, 해양 포유류 출현 패턴, 저서생물 군집 변화 등을 수년 단위로 비교한 연구는 거의 눈에 띄지 않는다.
손민 연구원은 "현재 한국에는 로켓 배출의 성층권 영향에 대한 실측 데이터가 거의 없다. 측정 장비와 모델링 체계가 충분히 구축되지 않아, 실제 영향을 정량적으로 평가할 수 없는 상황"이라고 평가했다.
지금은 발사 횟수가 적고, 나로우주센터가 인근 습지·보호구역과 직접 맞닿아 있지 않아 미국 보카치카만큼의 갈등은 없다. 하지만 민간 소형 발사체 발사장까지 고흥 일원에 추가로 조성되고 있다. 이런 상황에서 앞으로도 문제가 없을 것이라고 속단하는 것은 섣부른 낙관이다.
손 연구원은 "국내에서도 발사체 시험과 발사 횟수가 늘어날 경우, 해당 지역의 대기질 변화나 소음 영향에 대한 환경영향평가 체계를 선제적으로 마련해 두는 것이 중요하다"고 밝혔다.
지속가능한 우주시대를 위해 한국이 직면한 과제
누리호는 현재로선 전 세계 로켓 배출량의 극히 일부다. 하지만 케로신 연료, 성층권 직접 배출, 재진입 금속 오염이라는 측면에서 미국·유럽 로켓과 같은 문제 구조 안에 있다.
마리아스 교수는 "인류가 대기 상층부에 이만큼 많은 오염물질을 추가한 적이 없기 때문에 우리는 미지의 영역에 있다"며 "규제 없이 방치된다면 지구 대기에 심각한 영향을 미칠 수 있다"고 경고했다.
손민 연구원은 여기에 한국이 처한 현실을 덧붙였다. 손 연구원에 따르면 유럽은 이미 로켓 발사가 대기환경에 미치는 영향을 체계적으로 분석하는 프로젝트를 시작했고, 수소나 메탄 기반 발사체로 전환하며 친환경성을 무기로 삼으려 하고 있다. 유럽은 고체로켓 부스터 대신 메탄 기반 발사체로 전환하려는 계획을 가지고 있어, 향후 친환경성을 무기로 시장 진입장벽을 형성할 가능성이 크다는 전망이다.
손 연구원은 "한국이 우주 발사체 산업화를 본격적으로 추진하려면, 이러한 국제 환경규제에 대응할 수 있는 평가 체계와 기술적 준비가 반드시 필요하다"고 밝혔다.
한편, 손 연구원은 항공우주산업 전반의 환경영향평가 체계에서도 한국이 뒤처져 있다고 파악했다. 유럽위원회가 추진하고 있는 유럽 우주법(EuropeanSpace Law)과 최근 초안이 공개된 EU 우주 규정(EUSpace Act)은 전주기 환경영향평가(LCA)와 우주쓰레기 배출 감소를 포함한 다양한 환경 규제를 체계적으로 다루고 있다.
또한 유럽 우주국(ESA)은 2023년 그린 어젠다(Green Agenda) 프로그램을 시작해 파리 기후협정과 유럽 그린딜 목표에 맞춰 우주 분야에서도 시설관리, 시스템 설계, 조달, 공급망 등의 영역에서 기후 대응과 지속가능성에 기여하도록 하고 있다.
손 연구원은 "미국은 기술격차를 앞세운 가격 경쟁, 유럽은 강력한 환경규제를 기반으로 한 친환경 경쟁에 돌입한 반면, 대한민국은 아직 두 분야 모두에서 경쟁력이 충분하지 않은 상황"이라며 "장기적으로 이러한 격차를 줄이기 위해서는 보다 적극적인 정부 차원의 지원과, 연구소와 기업 간의 긴밀한 협력 체계 구축이 반드시 필요하다"고 강조했다.
마지막으로 손 연구원이 제시하는 원칙은 '개방성과 협업'이다. 그는 우주개발이 이제 국가 주도의 정부 과제를 넘어 산업으로 빠르게 확장되고 있다고 진단한다. 이에 따라 국내 산·학·연 간의 긴밀한 협업은 물론, 국제 파트너십도 적극적으로 수행할 필요가 있다는 설명이다.
그는 "지속가능성은 환경 문제와 밀접하게 연관된 만큼, 기술을 다루는 연구자들도 국제 정책 흐름을 꾸준히 살피면서, 환경 규제 변화에 맞춘 지속가능한 기술을 실제로 개발·적용해 나가는 것이 중요하다"고 밝혔다. 기자 admin@slotnara.info