우주 쓰레기와 근지구 천체(NEO) 충돌 위험 탐사 (r1)

우주 쓰레기는 크게 운용 중인 인공위성, 사용이 종료된 위성체, 발사체 상단부와 같은 대형 물체에서부터, 분리된 페인트 조각이나 고체 추진제 잔여물 같은 미세 물체까지 매우 다양한 종류로 존재한다. 크기에 따라 그 특성과 위협 수준이 크게 달라진다.

1cm 이상의 우주 쓰레기는 운용 위성이나 우주정거장에 치명적인 손상을 입힐 수 있어 집중적으로 추적되고 관리된다. 반면, 수밀리미터 이하의 미세 파편은 수가 너무 많아 개별 추적이 불가능하지만, 고속으로 비행하는 우주선 표면에 침식적 손상을 누적시킨다.

우주 쓰레기의 크기 분포는 일반적으로 작은 물체일수록 그 수가 기하급수적으로 증가하는 경향을 보인다. 이는 큰 물체 간의 충돌이나 폭발 사고가 수많은 작은 2차 파편을 생성하기 때문이다. 이러한 파편 구름은 케슬러 증후군이라 불리는 연쇄 충돌 현상을 촉발할 수 있는 잠재적 위험 요소이다.

우주 쓰레기는 지구 주변 공간에 고르게 분포하지 않는다. 그 밀집도는 고도와 궤도 경사각에 따라 크게 달라지며, 이는 역사적인 우주 활동의 패턴과 궤도 역학의 특성에 의해 결정된다.

가장 밀도가 높은 영역은 저궤도(LEO, 지상 약 2,000km 이하)이다. 특히 600km에서 1,000km 사이의 고도는 수명이 긴 쓰레기가 집중적으로 쌓이는 지역이다. 이 고도대에는 수많은 통신위성, 관측위성, 그리고 과거 임무의 잔해들이 밀집해 있다. 정지궤도(GEO, 지상 약 35,786km) 역시 중요한 인공위성들이 집중되어 있어, 상대적으로 적은 수의 대형 쓰레기가 존재하지만 그 영향은 매우 크다. 중간궤도(MEO, 약 2,000km에서 GEO 아래까지)는 GPS나 갈릴레오 위성항법시스템 같은 항법위성군이 운영되는 영역으로, 쓰레기 밀도는 LEO나 GEO보다 낮지만 궤도 안정성에 위협이 될 수 있는 물체들이 존재한다.

이러한 밀집도 분포는 직접적인 위험을 초래한다. 우주 쓰레기가 많은 지역에서는 운용 중인 위성과의 충돌 확률이 높아지며, 한 번의 충돌이 수만 개의 새로운 파편을 생성하는 케슬러 증후군의 가능성을 높인다. 따라서 우주 상황 인식(SSA)과 우주 쓰레기 추적 네트워크는 이러한 고밀도 지역을 특히 집중적으로 감시한다.

근지구 천체는 그 궤도 특성에 따라 주로 세 가지 유형으로 분류된다. 이 분류는 천체의 궤도 긴반지름, 근일점 거리, 원일점 거리를 기준으로 하며, 각 유형은 특정한 궤도 패턴을 보인다.

가장 내부 궤도를 도는 것은 아텐 소행성군이다. 이들의 궤도 긴반지름은 지구의 궤도 긴반지름(약 1 천문단위)보다 작으며, 원일점 거리는 지구의 근일점 거리(0.983 AU)보다 크다[5]. 이는 아텐 군의 궤도가 대체로 지구 궤도 안쪽에 위치하지만, 공전 주기의 일부에서는 지구 궤도를 가로질러 외부로 나갈 수 있음을 의미한다. 대표적인 예로는 2012 DA14가 있다.

지구 궤도를 완전히 가로지르는 궤도를 가지는 것은 아폴로 소행성군이다. 이들의 궤도 긴반지름은 1 AU보다 크지만, 근일점 거리는 지구의 원일점 거리(1.017 AU)보다 작다. 따라서 이들의 궤도는 지구 궤도와 교차하며, 상당수의 잠재적 위험 천체가 이 그룹에 속한다. 유명한 소행성 아포피스는 아폴로 군에 속한다.

지구 궤도 바깥쪽에 주로 위치하지만 가까이 접근하는 군은 아모르 소행성이다. 이들의 궤도는 지구와 화성 사이에 위치하며, 근일점 거리가 지구의 원일점 거리(1.017 AU)보다 크지만 1.3 AU보다는 작다. 따라서 이들의 궤도는 지구 궤도와 교차하지 않지만, 지구에 매우 근접할 수 있다. 최초로 발견된 근지구 천체인 433 에로스는 아모르 군에 속한다.

이 분류는 경계 조건에 기반한 것으로, 천체의 궤도 요소가 시간에 따라 변할 수 있음을 유의해야 한다. 예를 들어, 행성의 섭동이나 야르콥스키 효과 등에 의해 아모르 군 천체가 궤도를 변경하여 아폴로 군으로 재분류될 수 있다.

잠재적 위험 천체(Potentially Hazardous Object, PHO)는 주로 근지구 천체(NEO) 중에서 지구와 충돌할 가능성이 있어 상당한 지역적 피해를 초래할 수 있는 천체를 지칭합니다. 특히 소행성에 초점을 맞춘 용어인 잠재적 위험 소행성(Potentially Hazardous Asteroid, PHA)의 기준이 명확히 정의되어 있습니다.

PHA로 분류되기 위해서는 두 가지 궤도 역학적 조건과 물리적 조건을 동시에 만족해야 합니다. 첫째, 천체의 궤도가 지구 궤도와 최소 궤도 교차 거리(MOID)가 0.05 천문단위(AU) 미만이어야 합니다. 이는 약 750만 킬로미터에 해당하며, 지구와 달 사이 거리의 약 19.5배에 해당하는 거리입니다. 둘째, 천체의 절대 등급(H)이 22.0보다 밝아야 합니다. 이는 대략 지름이 140미터 이상인 소행성에 해당하는 크기 기준으로, 이러한 크기의 물체가 지구 대기권을 통과해 지표면에 충돌할 경우 광범위한 지역에 파괴적인 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.

이 기준은 충돌 가능성과 충돌 시 발생할 에너지를 종합적으로 고려하여 설정되었습니다. MOID 0.05 AU는 장기적인 궤도 진화를 고려할 때 미래에 지구와 충돌 궤도에 진입할 수 있는 '가능성'의 문턱값으로 작용합니다. 한편, 크기(절대 등급) 기준은 충돌 시 발생할 운동 에너지와 그에 따른 파괴력을 반영합니다. 지름 140미터 급의 소행성이 지구에 충돌할 경우, 수 메가톤(TNT 환산) 규모의 에너지를 방출하여 해안가 도시 하나를 파괴할 수 있는 수준의 지역적 재난을 초래할 수 있습니다[6].

PHA 목록은 꾸준히 업데이트되며, 현재 수백 개의 천체가 이 범주에 포함되어 있습니다. 이들의 궤도는 아텐, 아폴로, 아모르 그룹 모두에서 발견됩니다. PHA로 분류된다고 해서 반드시 지구와 충돌할 것이 예측되는 것은 아니며, 단지 충돌 가능성이 제로가 아니고 충돌 시 피해 규모가 상당할 수 있다는 것을 의미합니다. 따라서 이들은 지속적인 관측과 궤도 정밀 측정의 우선 순위 대상이 됩니다.

궤도 결정은 우주 쓰레기나 근지구 천체(NEO)의 미래 위치를 예측하기 위한 핵심 과정이다. 관측 데이터를 바탕으로 케플러의 법칙을 따르는 타원 궤도 요소(궤도 긴반지름, 이심률, 궤도 경사각 등)를 계산하여 천체의 운동을 수학적으로 모델링한다. 그러나 이 결정 과정에는 여러 요인으로 인한 불확실성이 항상 존재하며, 이 불확실성은 시간이 지남에 따라 누적되어 예측 정확도를 떨어뜨린다.

주요 불확실성 요인은 다음과 같다.

이러한 불확실성은 일반적으로 공분산 행렬을 통해 정량화되며, 궤도 예측은 단일 경로가 아닌 가능한 궤도의 집합체(궤도 궤적군)로 표현된다. 시간이 흐를수록 이 궤적군은 점점 더 넓게 퍼져 나가, 먼 미래의 위치 예측은 매우 낮은 정확도를 갖게 된다. 따라서 장기적인 충돌 위험 평가는 확률론적 접근 방식을 필수적으로 요구한다[7].

토리노 척도와 팔레르모 척도는 근지구 천체(NEO)의 지구 충돌 위험을 정량화하고 공개적으로 전달하기 위해 설계된 두 가지 주요 척도이다. 두 척도 모두 충돌 확률과 충돌 시 발생할 운동 에너지(크기에 비례)를 고려하지만, 목적과 적용 방식에 차이가 있다.

토리노 척도는 0부터 10까지의 정수 값으로 구성되며, 공공 커뮤니케이션을 주요 목적으로 한다. 이 척도는 충돌 확률과 충돌 시 예상되는 운동 에너지를 결합하여 단순한 색상 코드(흰색, 녹색, 황색, 주황색, 적색)와 함께 직관적인 위험 등급을 제공한다. 대부분의 발견체는 위험이 없음을 의미하는 0등급(흰색)에 할당된다. 등급이 1(녹색)로 상승하면 천체가 주시 대상이 됨을 의미하며, 4등급 이상(주황색~적색)은 점점 더 심각한 위협을 나타낸다. 역사상 4등급을 초과한 기록은 없다[8].

반면, 팔레르모 척도는 전문가들을 위한 기술적 척도로, 상대적인 위험 수준을 로그 척도(대수 척도)로 표현한다. 이 척도는 특정 근지구 천체의 잠재적 충돌 위험을, 같은 크기의 천체가 향후 수십 년 동안 배경 충돌 확률에 의해 무작위로 발생시킬 것으로 예상되는 위험과 비교한다. 팔레르모 척도 값이 0이면 해당 천체의 위험이 배경 위험 수준과 동일함을 의미한다. 값이 +2.0이면 배경 위험보다 100배 더 위험함을 나타내며, -2.0은 배경 위험의 1/100 수준에 해당한다. 일반적으로 팔레르모 척도 값이 -2.0 미만인 경우는 주목할 필요가 없는 것으로 간주한다.

두 척도는 상호 보완적으로 사용된다. 일반 대중에게는 토리노 척도가 위험의 정도를 쉽게 전달하는 반면, 과학자와 의사결정자들은 팔레르모 척도를 사용해 위험 평가의 우선순위를 정하고, 불확실성이 줄어들면서 변화하는 위험 수준을 정밀하게 모니터링한다. 새로운 관측 데이터가 수집되면 두 척도 값은 모두 재계산되어 천체의 궤도가 더 정확히 결정됨에 따라 일반적으로 등급이 하향 조정된다.

지상 기반 관측은 우주 쓰레기와 근지구 천체를 탐지하고 궤도를 추적하는 가장 기본적이며 핵심적인 수단이다. 광학 관측과 레이더 관측은 상호 보완적인 기술로, 각각 다른 특성의 물체와 거리에 최적화되어 있다.

광학 관측은 주로 망원경을 이용해 천체나 인공물이 태양광을 반사하는 빛을 포착한다. 이 방법은 수십만 킬로미터 떨어진 소행성이나 혜성과 같은 근지구 천체 탐지에 매우 효과적이다. 특히 넓은 시야를 가진 망원경으로 하늘을 반복적으로 촬영하여 움직이는 천체를 발견하는 '스카이 서베이' 방식이 주로 사용된다. 그러나 광학 관측은 야간에만 가능하며, 구름이나 대기 상태에 영향을 받고, 매우 작거나 어두운 물체를 탐지하는 데 한계가 있다.

레이더 관측은 전파를 목표물에 발사하여 반사된 신호를 수신하는 방식으로, 우주 쓰레기와 같은 지구 가까운 인공물체의 정밀한 추적에 필수적이다. 레이더는 주야간과 기상 조건에 관계없이 관측이 가능하며, 목표물까지의 거리, 속도, 크기, 형태, 심지어 회전 상태까지 추정할 수 있다. 특히 저궤도(LEO)와 지구 정지 궤도(GEO)를 도는 수 센티미터 크기의 작은 우주 쓰레기를 탐지하고, 그 궤도를 매우 정밀하게 결정하는 데 사용된다. 대표적인 레이더 관측 시설로는 미국의 골드스톤 태양계 레이더와 아레시보 천문대가 있었으나, 후자는 2020년에 붕괴되었다.

이러한 지상 기반 관측 데이터는 궤도 결정과 충돌 위험 평가의 기초 자료가 되며, 전 세계의 관측망을 통해 정보가 공유되고 통합된다.

우주 기반 감시 임무는 지상 관측의 한계를 극복하고, 특히 태양 방향이나 낮 시간대에 위치해 지상에서 관측이 어려운 근지구 천체를 탐지하기 위해 설계된다. 지상 망원경은 대기 간섭과 낮-밤 주기, 기상 조건에 제약을 받지만, 우주 공간에 위치한 관측 장비는 이러한 제약에서 자유롭다. 이러한 임무는 주로 광시야 망원경을 탑재한 소형 위성 형태로, 지속적으로 하늘의 넓은 영역을 스캔하여 새로운 천체를 발견하고 기존 천체의 궤도를 정밀하게 추적하는 데 목적이 있다.

주요 임무 사례로는 NASA의 NEOWISE 임무가 있다. 이는 광시야 적외선 탐사 망원경(WISE)을 활용한 임무로, 적외선 영역에서 천체의 열辐射을 관측하여 크기와 알베도 정보를 추정하는 데 유리하다. 유럽우주국(ESA)이 제안한 NEOMIR 임무는 지구에서 보았을 때 태양 부근에 위치한 잠재적 위험 천체를 탐지하는 데 특화된 적외선 관측 임무 개념이다. 또한, NASA의 계획 중 하나인 NEO Surveyor 임무는 근지구 천체 탐사에 특화된 우주 기반 적외선 망원경으로, 140미터 이상 크기의 위험 천체 90% 이상을 발견하는 것을 목표로 한다.

우주 쓰레기 감시 분야에서는 ESA의 아이 위성과 같은 실험적 임무가 수행되었다. 이 위성은 레이저 거리측정 기술을 시험하여 우주 쓰레기 궤도의 정밀도를 높이는 데 기여했다. 미래에는 우주 쓰레기의 위치와 궤도를 실시간으로 모니터링하는 전용 우주 기반 감시 네트워크 구축이 논의되고 있다. 이러한 우주 기반 감시 체계는 궁극적으로 토리노 척도 상의 위험 평가 정확도를 높이고, 충돌 가능성에 대한 조기 경보 시간을 대폭 연장하는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다.

우주 쓰레기 추적 네트워크는 지구 궤도를 도는 인공 물체를 체계적으로 감시, 추적, 카탈로그화하는 지상 및 우주 기반 시스템의 집합체이다. 이 네트워크의 주요 임무는 위성 운영자에게 충돌 회피 기동을 위한 정확한 궤도 정보를 제공하고, 재진입 사건을 예측하며, 궤도 환경에 대한 데이터를 축적하는 것이다.

주요 운영 주체는 국가별 군사 및 우주 기관이다. 가장 방대한 공공 카탈로그를 유지하는 것은 미국 우주군의 18우주감시전대이다. 이들은 전 세계에 분포한 레이더와 광학 센서 네트워크를 활용해 직경 약 10cm 이상의 물체를 추적한다. 러시아도 자국의 우주 감시 네트워크를 운영하며, 유럽 우주국(ESA)은 독일의 테이센크루프 레이더와 스페인의 광학 지상국 등으로 구성된 자체 감시 체계를 구축하고 있다. 민간 기업들도 상업용 추적 서비스를 제공하며, 레이저 거리측정과 협력 관측을 통해 데이터 정확도를 높이고 있다.

이 네트워크들은 단일 센서가 아닌, 서로 다른 원리를 가진 다양한 센서를 결합하여 운영한다. 주요 센서 유형과 특징은 다음과 같다.

이러한 네트워크의 한계는 주로 크기와 수에 있다. 현재 기술로는 수천만 개에 달하는 1cm 미만의 작은 파편을 체계적으로 추적하는 것이 불가능하며, 이들은 여전히 운영 중인 위성에 심각한 위협이 된다. 또한, 데이터 공유의 제한과 국제적 표준화 부족은 전 지구적 위험 평가와 대응을 복잡하게 만드는 요인이다. 따라서, 센서 기술의 고도화와 함께 국제 협력을 통한 데이터 공유 체계 강화가 지속적으로 요구된다.

작은 크기의 우주 쓰레기나 근지구 천체는 지구 대기권에 돌입할 때 대부분 완전히 소멸된다. 고속으로 대기와의 마찰을 일으키며 발생하는 강력한 열과 압력이 물체를 가열하고 분해시키기 때문이다. 이 현상을 유성 또는 별똥별이라고 부르며, 일반적으로 직경 수 미터 이하의 물체는 지표면에 도달하지 못한다[11].

대기권 돌입 과정에서 물체가 받는 열과 역학적 하중은 그 크기, 속도, 돌입 각도, 그리고 구성 재질에 크게 의존한다. 돌입 속도가 빠를수록, 돌입 각도가 수직에 가까울수록 가열률과 하중은 극대화된다. 물체의 내부 구조가 약하거나 균일하지 않으면 공중 분해가 더 쉽게 일어난다. 반면, 금속 성분이 높은 물체나 조밀한 암석은 더 깊은 고도까지 생존할 가능성이 있다.

대기권의 보호 효과는 지구 표면을 작은 충돌체로부터 상당 부분 보호하지만, 직경数十 미터 이상의 물체는 분해되지 않고 지표에 충돌할 수 있다. 이러한 잔해 또는 운석은 지구 생태계와 인류 사회에 실질적인 위협이 될 수 있다. 따라서 잠재적 위험 천체의 크기와 구성 성분을 정확히 파악하는 것은 충돌 위험을 평가하고 피해를 예측하는 데 핵심적인 요소이다.

지표 충돌 시 발생하는 피해 규모는 충돌체의 크기, 구성 물질, 속도, 충돌 각도, 그리고 충돌 지점의 지형과 인구 밀도 등 여러 변수에 의해 결정된다. 일반적으로 직경이 약 25미터 미만인 소행성이나 유성체는 대기권에서 대부분 분해되거나 작은 파편으로 지표에 도달하여 국지적인 피해만을 초래한다. 반면, 직경이 140미터를 넘는 천체는 지역적 또는 대륙 규모의 심각한 피해를 일으킬 가능성이 있으며, 직경 1킬로미터 이상의 천체는 전 지구적인 기후 변화와 문명에 대한 위협을 초래할 수 있다[12].

피해 추정은 주로 운동에너지 방출량을 기반으로 한다. 충돌 에너지는 TNT 환산 톤수나 메가톤수로 표현되며, 이는 폭발 높이, 충돌구 형성, 지진파, 공중 분사물 생성 등을 모델링하는 데 사용된다. 주요 피해 메커니즘은 다음과 같다.

피해 규모를 정량화하기 위해 여러 시뮬레이션 도구가 개발되었다. 예를 들어, NASA의 '충돌 효과 프로그램'은 충돌체의 물리적 매개변수를 입력받아 충돌구 크기, 열복사 범위, 지진 규모 등을 계산한다. 이러한 모델은 잠재적 인명 피해와 경제적 손실을 평가하고, 위험 완화 정책의 우선순위를 설정하는 데 중요한 기초 자료를 제공한다.

우주 쓰레기와 인공위성의 충돌 위험은 현대 우주 활동의 지속 가능성을 위협하는 주요 요소이다. 이 충돌은 케슬러 증후군으로 알려진 연쇄 충돌 현상을 유발할 가능성이 있어, 특정 궤도 영역이 더 이상 활용 불가능해질 수 있는 심각한 상황을 초래한다. 작은 파편이라도 상대 속도가 초속 수 킬로미터에 달하기 때문에 운영 중인 위성에 치명적인 손상을 입힌다. 이러한 충돌 사고는 2009년 이리듐 33 위성과 코스모스 2251 위성의 충돌 사례에서 확인되었듯이, 수많은 새로운 우주 쓰레기 파편을 생성하여 위험을 기하급수적으로 증가시킨다.

충돌 위험을 평가하고 완화하기 위해 여러 기술적 접근법이 사용된다. 위성 운영자는 궤도상의 물체 데이터베이스를 활용해 충돌 가능성을 사전에 계산하고, 필요시 위성의 궤도를 미세 조정하는 회피 기동을 수행한다. 이러한 예측의 정확도는 물체의 궤도 정보, 특히 우주 쓰레기의 경우 크기가 작을수록 추적이 어려워 불확실성이 커진다는 한계에 직면한다. 따라서 레이더와 광학 관측망을 통한 지속적인 감시 및 궤도 정보 갱신이 필수적이다.

위험 완화를 위한 물리적 방호 대책도 개발되고 있다. 위성의 중요 부위를 휘플 실드와 같은 충격 방어막으로 보호하거나, 위성 자체를 충돌에 더 견고하게 설계하는 방법이 연구된다. 그러나 근본적인 해결책은 새로운 쓰레기 생성을 방지하고 기존 쓰레기를 제거하는 것이다. 이를 위해 국제사회는 위성 임무 종료 후 궤도 이탈을 의무화하는 가이드라인을 채택했으며, 우주 쓰레기 제거(ADR) 기술 실증을 위한 여러 임무가 계획되고 있다.

이러한 위협에 대응하기 위해서는 우주 상황 인식(SSA) 데이터의 국제적 공유, 위험 평가 기준의 표준화, 그리고 새로운 위성 발사 시 우주 환경 보호를 위한 엄격한 규정 준수가 요구된다.

우주 쓰레기 제거(ADR) 기술은 지구 궤도상의 비활성 인공물체를 적극적으로 제거하여 케슬러 신드롬과 같은 연쇄 충돌 위험을 줄이고 궤도 환경을 보전하기 위한 다양한 방법을 포괄한다. 이 기술은 크게 접촉식과 비접촉식으로 구분되며, 대상 물체의 크기, 궤도, 구성 재료에 따라 적합한 방법이 선택된다.

접촉식 제거 기술은 제거체가 직접 우주 쓰레기에 물리적으로 결합하여 궤도를 변경하는 방식을 말한다. 대표적인 방법으로는 로봇 팔을 이용한 포획, 그물망 발사, 찌르기형 장치(하프) 투사, 태양 돛 부착 등이 있다. 포획 후에는 추진력을 가져 대기권으로 유도하여 함께 소멸시키거나, '묘지 궤도'로 이동시킨다. 이 방법은 제어가 정밀해야 하며, 표적과의 도킹 과정에서 충돌로 인해 추가 파편이 생성될 위험이 있다.

비접촉식 제거 기술은 물리적 접촉 없이 레이저나 이온 빔과 같은 에너지 빔을 조사하여 우주 쓰레기의 궤도를 변경하는 개념이다. 예를 들어, 지상 또는 위성에서 발사된 레이저를 쓰레기 표면에 조사하면 표면 재료가 승화하며 생성된 플라즈마가 반동력을 발생시켜 궤도 속도를 미세하게 변경한다[14]. 이 방법은 작은 파편을 처리하는 데 유리하지만, 고출력 에너지원과 정확한 조준 기술이 필요하다.

현재 여러 국가와 기업이 ADR 기술을 실증하기 위한 임무를 계획하거나 진행 중이다. 이러한 기술 개발과 함께, 누가 제거 비용을 부담하며, 표적 물체의 소유권과 책임 문제를 어떻게 해결할지에 관한 국제적인 법적·정책적 프레임워크 마련이 동반되어야 실용화가 가능해질 것이다.

천체 궤도 변경 기술, 일반적으로 편향 기술은 근지구 천체의 궤도를 조절하여 지구와의 충돌 가능성을 제거하거나 줄이기 위한 방법을 포괄한다. 이러한 기술은 충돌 위험이 확인된 천체에 적용되며, 그 효과는 충돌 예상 시점까지의 여유 시간과 천체의 크기, 구성, 궤도 특성에 크게 의존한다. 기술들은 크게 충격 방식과 비충격 방식으로 나뉘며, 각각 다른 물리적 원리를 기반으로 한다.

충격 방식은 우주선을 천체에 고속으로 충돌시켜 운동량을 전달하여 궤도를 변경하는 방법이다. 대표적인 예로 DART 임무가 있으며, 이는 이중 소행성계의 위성 디모르포스를 대상으로 운동량 전달 충돌 실험을 성공적으로 수행했다[15]. 또 다른 접근법은 천체 표면이나 근처에서 핵폭발을 일으켜 순간적인 큰 운동량을 전달하는 방안이 이론적으로 연구되었으나, 외기권조약 등의 국제적 규제로 인해 실제 실행 가능성은 낮다.

비충격 방식은 장기간에 걸쳐 미세한 힘을 가해 궤도를 서서히 변경하는 방법이다. '중력 트랙터' 개념은 우주선이 천체 근처에서 호버링하며 중력적 상호작용만으로 천체를 끌어당기는 방식이다. 이 방법은 표면 특성에 의존하지 않지만, 수년에서 수십 년의 긴 사전 준비 시간이 필요하다. 다른 비충격 방식으로는 우주선이 천체 표면의 물질을 집어 던지거나(질량 투척기), 이온 빔을 조사하거나, 천체 표면에 태양광 반사판을 부착하여 얀-오베르트 효과를 유발하는 방안 등이 제안되었다.

각 기술의 선택은 여러 요소에 따라 결정된다. 주요 고려 사항은 다음과 같다.

국제적인 협의를 통해 가장 위협이 큰 천체를 식별하고, 다양한 편향 기술을 개발 및 시험하며, 실제 위기 발생 시 신속한 의사결정 체계를 마련하는 것이 지구 방어 전략의 핵심 과제이다.

우주 쓰레기 제거와 근지구 천체 위협 대응은 본질적으로 국경을 초월한 문제이므로 국제적 협력이 필수적이다. 주요 우주국과 기관들은 정보 공유, 공동 관측, 표준 수립, 그리고 장기적인 정책 프레임워크 구축을 위해 다양한 플랫폼에서 협력한다.

조정과 표준화를 위한 핵심 기구로는 유엔의 유엔 외기권 평화적 이용 위원회(COPUOS)가 있다. COPUOS 산하의 과학기술소위원회(STSC)와 법률소위원회(LSC)는 우주 활동 지침, 우주 물체 등록, 그리고 우주 상황 인식(SSA) 데이터 교환에 관한 국제적 기준을 마련하는 논의를 주도한다. 또한, 국제우주정거장 운영을 통해 축적된 다국적 협력 경험은 위험 완화 임무 실행을 위한 모델을 제공한다. 주요 국제 협력 체계와 내용은 다음과 같다.

정책적 프레임워크 측면에서는 '사전 경고'와 '책임'의 원칙이 중요하다. 잠재적 충돌 위험에 대한 조기 발견 정보는 국제적으로 공유되어야 하며, 이는 유엔 외기조약에 명시된 평화적 이용 원칙과도 부합한다. 우주 쓰레기 제거와 관련해서는, 어떤 물체를 누가 제거할 수 있는지에 관한 법적 권한과 책임 문제(특히 소유권이 불분명한 파편 처리), 그리고 제거 과정에서 발생할 수 있는 2차 위험에 대한 규제가 해결 과제로 남아 있다. 현재의 협력은 주로 자발적 데이터 교환에 기반하고 있으나, 향후에는 보다 구속력 있는 국제 규범과 분쟁 해결 메커니즘을 수립해야 할 필요성이 제기된다.