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수성보다 더 가까이서 태양 지켜볼 우주망원경 금주 발사된다

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수성보다 더 가까이서 태양 지켜볼 우주망원경 금주 발사된다

2020.02.10 13:27
유럽우주국과 미국항공우주국이 공동으로 개발한 태양 탐사선 솔라 오비터가 9일 오후 11시 3분(한국시간 10일 오후 1시 3분)에 발사된다. 처음으로 태양 공전궤도면을 벗어나 극지의 표면과 대기까지 상세히 관측할 것으로 기대된다. ESA 제공
유럽우주국과 미국항공우주국이 공동으로 개발한 태양 탐사선 솔라 오비터가 9일 오후 11시 3분(한국시간 10일 오후 1시 3분)에 발사된다. 처음으로 태양 공전궤도면을 벗어나 극지의 표면과 대기까지 상세히 관측할 것으로 기대된다. ESA 제공

사상 처음으로 태양의 북극과 남극을 상세히 관측하는 태양 관측선이 10일 오후(한국시간) 발사된다. 태양 표면의 폭발 현상과 태양 대기(코로나) 등을 처음으로 상세히 관측할 수 있을 것으로 기대된다.


유럽우주국(ESA)이 주도하고 미국항공우주국(NASA)이 공동으로 개발에 참여한 태양 탐사선 ‘솔라 오비터’가 10일 오후 1시 3분 미국 플로리다주 케이프 캐너버럴기지에서 아틀라스5 발사체에 실려 발사된다. 


솔라 오비터는 태양을 공전하며 표면 및 태양 방출 물질을 관측하는 탐사선으로, 수성의 공전 궤도 안쪽까지 접근해 태양을 상세히 관측한다. 이 지점은 태양 지름의 약 60배에 해당하는 거리다. 특히 기존 대부분의 태양 탐사선이 태양의 적도 위에서 태양 주변을 공전했던 것과 달리 비스듬한 궤도면을 공전할 계획이다. 이를 통해 그 동안 직접 관측하지 못했던 태양의 북극과 남극 지역을 자세히 관측한다는 계획이다.


솔라 오비터는 10일 발사된 이후 여러 차례 행성의 중력도움(플라이바이)을 받아 궤도를 수정하며 임무 궤도에 들게 된다. 초기에는 지구와 비슷한 비교적 먼 거리를 돌지만, 두 차례에 걸친 금성 플라이바이와 한 차례 지구 플라이바이를 거쳐 2022년부터는 수성보다 안쪽 궤도에 진입해 태양을 근접 관측한다. 이후 본격적인 관측에 들어가 2030년까지 7년간 태양을 관측한다. 이 과정에서도 7차례의 플라이바이를 더 거치며 점점 궤도면을 수정해, 태양 적도면과 최대 33도 기울어진 상태로 태양을 관측하게 된다. 이 과정에서 태양의 북극과 남극도 보다 자세히 관측할 수 있다. 임무는 7년으로 계획돼 있지만, 연장을 통해 추가로 3년을 더 활동할 계획이다. 


솔라 오비터는 ‘플레어’로 대표되는 태양 표면에서 일어나는 각종 폭발 활동과 자기장 변화, 그리고 표면 폭발 과정에서 만들어져 태양계 안에 흩뿌리는 전자와 이온 등 입자를 관측하는 임무를 맡고 있다. 태양 방출 입자가 만드는 ‘태양풍’과 자기장, 입자 관측기기를 탑재했다. 태양 코로나를 관측하기 위한 영상 촬영 장치와 극자외선 및 엑스선 촬영 장비 등 영상 장비를 탑재하고 있다. 


현재 태양 주변에는 NASA가 2018년 발사한 태양 탐사선 ‘파커 솔라 프로브’가 활동 중이다. 솔라 오비터는 파커 솔라 프로브와 협동 연구도 할 계획이다. 파커 솔라 프로브는 태양 지름의 약 10배 거리까지 접근할 계획으로 역사상 태양을 가장 가까이 접근하는 관측선이 될 예정이다. 
태양은 지구에서 가장 가까운 별로 천문학자들은 태양을 상세히 관측하기 위해 우주에 관측선을 띄워 관측해 왔다. 특히 태양에서 나오는 각종 입자들은 지구 자기장이 형성한 ‘보호막’에 가려져 지상에서는 제대로 측정하기가 어려웠기 때문에, 우주 관측이 필수였다. 지구 주변을 도는 인공위성 형태의 관측선을 이용해 태양풍을 관측하는 임무도 있었지만, 태양에 직접 관측선을 보내 태양 주변을 돌면서 관측하는 임무도 여러 찰 시도됐다. 


지금도 활동하며 태양 표면에서 일어나는 각종 폭발 현상을 상세하게 촬영하고 있는 NASA의 태양활동관측위성(SDO)이 지구를 돌며 태양을 관측하는 대표적인 탐사선이다. 미국이 1962~1975년 사이에 8기 발사해 플레어 등을 관측한 ‘궤도태양관측선(OSO)’ 역시 지구 저궤도를 돌며 태양을 관측했다. 2006~2007년 각각 발사된 NASA의 ‘스테레오(STEREO) A,B’ 역시 지구 주변을 돌며 태양분출현상(코로나질량방출)’ 등의 현상을 연구했다. 일본이 1991년 발사한 관측선 ‘요코’를 발사했다. 유럽연합이 1995년 발사했던 소호(SOHO) 탐사선은 ‘라그랑주점’ 주변을 도는 독특한 궤도에서 태양을 관측했다.

 

NASA의 태양활동관측위성 SDO가 촬영한 부분일식 - NASA 제공
NASA의 태양활동관측위성 SDO가 촬영한 부분일식 - NASA 제공

태양을 주변을 돌며 태양을 직접 관측하기 위한 첫 탐사선은 1960년대에 발사된 미국의 파이어니오 6~9 시리즈다. 1960년 발사된 5호는 태양이 방출하는 전자 등을 검출했다. 이후 9호까지 태양 표면에서 일어나는 폭발 현상과 자기장 변화, 그에 의한 지구의 통신 교란 등을 연구했다.
1974년과 1976년 각각 발사된 독일(구 서독) 우주국 및 NASA의 태양관측선 헬리오스-A와 B는 태양에 근접해 관측을 시도했다. 이들은 이번 솔라 오비터가 접근한 것과 거의 비슷한 수준인 태양 지름의 63배 거리까지 접근해 태양을 자세히 관측했다. 

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