지난 5월 20일, 미국 항공우주국(NASA)은 2015년에 태양에 660만km까지 접근해 태양을 탐사하겠다는 계획을 언론에 발표했다.
세계는 인류가 달에 가기 전인 1959년부터 태양탐사를 시작했다. 과학자들은 지구에서 일어나고 있는 이유를 알 수 없는 허리케인이나 각종 정전사고등의 원인으로 태양의 흑점에서 나오는 태양폭풍을 의심했다. 과학자들은 태양탐사를 통해 태양폭풍 및 코로나 등에 대한 많은 정보를 얻어 이를 통해 ‘우주날씨’를 미리 알아내면 기상이변으로 인한 지구상의 큰 피해를 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다.
NASA가 개발중인 태양 탐사선은 기존 탐사선보다 10배 이상 빠른 시속 72만km로 우주를 비행할 수 있다. 탐사선은 이 속도로 7년 동안 비행해 태양 주변에 도달한 뒤 660만km의 궤도를 돌며 기상이변으로 여겨지는 태양 폭풍과 코로나를 관찰하게 된다.
이 탐사선 개발에 가장 어려운 점은 태양의 엄청난 고열을 견디도록 설계하는 것이다. 태양 탐사선이 예정된 궤도에서 정상적으로 작동하려면 섭씨 1400도 이상의 온도를 견딜 수 있어야 한다. NASA는 이를 위해 미국 존스홉킨스대와 공동으로 열에 강한 탄소 화합판을 개발할 예정이다.
인류의 첫 태양탐사선은 1959년 발사된 ‘파이어니어 5호’다. 비록 3개월 만에 고장났지만 ‘파이어니어 5호’는 세계 최초로 태양활동을 관측했고 1965년 발사된 ‘파이어니어 6호’는 지구보다 가까운 공전궤도에서 태양을 돌며 태양표면의 폭발로 생긴 에너지 입자를 관측했다.
또 1974년에는 미국과 독일이 공동으로 개발한 헬리오스 1호가 태양에 4700만km까지, 2호가 1976년 4300만km까지 각각 접근해 태양활동을 관찰하기도 했다.
미국과 유럽이 공동으로 개발해 1990년 발사한 태양 탐사선 율리시스호는 최초로 태양의 극지역을 통과하는데 성공, 최초로 태양의 남극과 북극의 모습을 밝혔다.
현재 가장 활발히 활동하는 태양 탐사선은 유럽에서 쏘아올린 ‘소호’(SOHO)와 미국의 쌍둥이 탐사선 ‘스테레오 A·B’ 호다.
1995년 발사된 소호는 지구에서 1500만km 떨어진 곳에서 탐사를 진행했다. 이곳은 라그 랑제점이라 불리는 곳으로 태양과 지구의 인력이 거의 같은 지점으로 외부의 힘이 거의 작용하지 않기 때문에 움직이지 않고 태양을 관측할 수 있다.
소호에는 자체적으로 자료를 처리해 초당 200킬로비트(kbits)의 속도로 자료를 전송하는 장치가 있어 태양에서 발생하는 현상을 관측해 지구에 예보한다. 이는 태양의 흑점에서 갑자기 대폭발이 일어나면 이를 지구에 알려 혹시 모를 위험을 경고하는 것. 태양에서 일어나는 ‘코로나’와 같은 폭발현상은 고에너지의 입자가 분출되는 형태로 지구의 안전을 위협하는 위험요소다.
2006년 10월 발사된 미국의 스테레오 A·B호도 태양 표면의 폭발 활동을 촬영해 지구에 그 영향이 닿기 전 영상을 보낸다. 쌍둥이 탐사선은 각각 지구 공전궤도의 안쪽과 바깥쪽에 자리잡고 태양 주위를 돌며 ‘우주 날씨’를 전하고 있다.
특히 두 탐사선은 서로 다른 위치에서 같은 현상을 관측하기 때문에 태양표면 활동의 3차원 영상을 만들 수 있고, 이에 우주 날씨 예보가 더 정확해진 셈이다. 재난 예보가 수많은 인명을 구하듯 정확한 태양탐사를 통한 우주 날씨 예보는 지구의 항공기와 인공위성의 통신장애, 이유를 알 수 없는 갑작스러운 정전사태로 인한 사고를 막아 주는 등 인류에 도움을 주는 고마운 수단이 될 것이다.
(글:전동혁 과학칼럼니스트, 자료제공:한국항공우주연구원)
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