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태양풍 비밀 파헤친다…NASA, 11일 첫 태양 대기 탐사선 발사

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2018년 08월 10일 19:22 프린트하기

11일(현지 시간) 발사될 예정인 미국항공우주국(NASA)의 태양 탐사선 ‘파커 솔라 프로브’ 상상도. - NASA 제공
11일(현지 시간) 발사될 예정인 미국항공우주국(NASA)의 태양 탐사선 ‘파커 솔라 프로브’ 상상도. - NASA 제공

사상 최초로 태양 대기층에 진입해 코로나(태양풍) 등 태양에서 일어나는 다양한 현상을 파헤칠 탐사선이 곧 우주로 떠난다. 지구, 화성 등 태양계 행성들과 태양 간의 상호작용은 물론이고 별(항성)과 항성계에 관한 새로운 단서를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
 
10일 미국항공우주국(NASA)은 미국 플로리다 주 케이프커내버럴 공군기지 케네디우주센터에서 역사상 가장 가까이서 태양을 관측하게 될 태양 탐사선 ‘파커 솔라 프로브’를 11일 새벽 3시 33분경(현지 시간) 발사할 예정이라고 밝혔다. 
 
파커 솔라 프로브는 시속 70만 ㎞로 태양 주위 고타원궤도를 따라 돌며 점점 태양에 접근한다. 첫 번째 근접 지점에는 3개월 뒤인 11월경 도달할 예정이다. 향후 7년 동안 태양 주위를 24바퀴 돌아 도달하는 최종 궤도에서는 태양 표면에서 불과 620만 ㎞ 떨어진 지점까지 근접하게 된다. 

태양은 지구와 가장 가까운 별이지만 탐사선이 섭씨 150만 도가 넘는 태양 대기층에 직접 들어가 태양을 관측하는 것은 이번이 처음이다. 니키 폭스 미국 존스홉킨스 응용물리학연구소(APL) 연구원은 “태양을 비롯한 별은 수십 년 간 미지의 영역이었다. 별의 역학을 이해할 수 있는 기회가 될 것”이라고 말했다.
 
파커 솔라 프로브의 핵심 관측 대상인 코로나는 태양에서 플라스마 대기가 방출되는 현상이다. 코로나 플라스마는 전자와 양성자, 중이온 등으로 이온화된 가스다. 탐사선 이름인 ‘파커’는 미국 천문학자 유진 파커 시카코대 물리학과 명예교수(91)의 이름에서 따왔다. 파커 교수는 태양의 코로나는 태양 표면의 작고 무수한 나노 플레어(폭발)에 의해 가열돼 발생한다는 현 천문학계 정설을 처음 제안한 주인공이다.

 

태양 탐사선 ‘파커 솔라 프로브’ 내부. 검정색 부분이 탄소복합소재로 이뤄진 열-방사선 차폐막이다. - 미국항공우주국 제공
태양 탐사선 ‘파커 솔라 프로브’ 내부. 검정색 부분이 탄소복합소재로 이뤄진 열-방사선 차폐막이다. - 미국항공우주국 제공

파커 솔라 프로브에는 전자기장과 플라스마, 고에너지 입자들을 관측할 수 있는 장비들과 태양풍의 모습을 영상으로 담을 수 있는 카메라 등이 탑재돼 있다. 이 장비들로 태양의 대기 온도와 표면 온도, 방사선 등을 정밀 관측한다. 어떻게 에너지가 코로나를 통해 이동하고, 무엇이 태양풍과 고에너지 입자들을 가속시키는지, 왜 태양보다 태양 대기가 3배 이상 뜨거운지 등 천문학계에 던져진 난제를 풀기 위해서다. 이는 통신 장애, 방사선 피해 등 지구에 영향을 줄 수 있는 우주환경 변화를 예측하는 데도 도움이 된다.
 
애덤 스자보 NASA 고다드우주비행센터 파커솔라프로브 임무 연구원은 “NASA는 수십 년 동안 태양 코로나에 탐사선을 보내는 임무를 계획했다. 하지만 그동안은 우주선을 뜨거운 태양 열로부터 보호할 수 있는 기술이 부족해 번번이 실패했다”며 “최근 소재기술의 발달 덕분에 드디어 태양에 탐사선을 보낼 수 있게 됐다”고 말했다. 

 

파커 솔라 프로브의 표면은 고열과 태양 방사선을 막아 주는 11㎝ 두께의 탄소복합소재 차폐막이 감싸고 있다. 플라스마 가스의 온도는 140만 도에 이르지만 연구진은 가스층의 밀도가 낮아 실제 탐사선 표면이 가열되는 온도는 1300도 수준일 것으로 보고 있다. 탐사선 내부는 29도를 유지할 수 있도록 설계됐다.
 
파커 솔라 프로브는 대표적인 대형로켓 중 하나인 유나이티드론치얼라이언스(ULA)의 ‘델타 Ⅳ 헤비’에 실려 발사된다. 화성에 보낼 때보다 55배 많은 에너지가 필요하다는 게 NASA 측의 설명이다. 지구와 태양 사이의 평균 거리는 약 1억5000만 ㎞다. 한편 파커 솔라 프로브에는 이번 임무를 응원하는 전 세계 일반인들 110만 여 명의 이름이 저장된 칩도 실렸다.

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