[우주] 태양 극지 탐사선 `솔라 오비터' 출발 우주항공

Solar_Orbiter_liftoff_card_full.jpg » 솔라 오비터를 싣고 이륙하는 아틀라스5 로켓. 유럽우주국 제공


미국 항공우주국(나사)의 태양탐사선 `파커 솔라 프로브'(Parker Solar Probe =PSP)가 발사된 지 18개월만에 또 다른 태양탐사선이 발사됐다.
유럽우주국(ESA)은 9일 밤 11시3분(미 동부시각 기준, 한국시각 10일 오후 1시3분) 미 플로리다주 케이프커내버럴공군기지 케네디우주센터 41번 발사대에서 태양탐사선 `솔라 오비터'(Solar Orbiter, 약칭 SoLo)를 띄웠다.
태양 표면에 가장 가까이 다가가는 걸 목표로 한 파커 탐사선과 달리 `솔라 오비터'는 사상 처음으로 태양 극지를 주요 표적으로 삼는다. 태양 극지 탐사는 태양의 자기장 활동의 전모를 파악하는 데 아주 중요하다. 이를 위해 무게 1.8톤의 솔로에는 태양의 대기(코로나)를 촬영하고 자기장과 태양풍, 태양 에너지 입자 등을 측정 10가지 과학 장비가 탑재돼 있다. 태양은 1초에 약 500만톤의 수소를 연료로  쓰는 거대한 핵융합로다. 여기서 발생하는 플라스마의 영향으로 태양의 자기장이 뒤엉키고, 태양폭풍이 발생해 지구 통신과 전력망에까지 영향을 미친다. 이를 우주기상이라고 부르는데, 그 열쇠를 쥐고 있는 것이 바로 태양 자기장 활동이다.
솔로 역시 파커와 마찬가지로 지구와 금성의 중력을 이용하는 중력도움비행(플라이바이) 방식으로 태양에 서서히 다가가며 임무를 수행한다. 특히 나중엔 수성 궤도 안으로 진입해 본격적인 태양 극지 촬영 임무를 수행한다. 2025년 3월 2029년 7월까지 네차례에 걸쳐 태양 극지 궤도를 통과할 예정이다.

Solar_Orbiter_pillars.jpg » 솔라 오비터 활동 상상도. 유럽우주국 제공
2018년 8월 발사한 파커 탐사선은 지금까지 네 차례 근일점 비행을 하며 점점 태양을 향해 다가가고 있다. 앞으로 2025년까지 총 24번 근일점 비행을 통해 태양 표면 616만km 지점까지 다가갈 예정이다. 반면 솔로의 최근접 거리는 4200만km다. 금성의 중력도움 비행을 통해 2년 후 이 궤도에 도착한다. 이 지점까지 가려면 탐사선은 지구궤도 위성보다 13배 더 강력한 햇빛을 견뎌내야 한다. 이를 위해 섭씨 500도에도 견딜 수 있는 방열판이 관측장비를 보호한다. 이 방열판은 티타늄, 탄소섬유, 알루미늄으로 만들었다.

솔라 오비터가 태양의 극궤도를 온전하게 도는 것은 아니다. 지구를 출발한 뒤 극궤도를 돌도록 방향을 틀려면 큰 에너지가 필요한데, 이를 감당할 연료를 지구에서부터 싣고갈 수는 없기 때문이다. 다만 중력도움 비행을 통해 7년에 걸쳐 서서히 25도까지 방향을 튼 뒤, 2단계 임무기간에 33도까지 각도를 기울여 돈다.

 솔라 오비터는 5억유로(5억5천만달러), 파커는 15억달러 프로젝트다. 솔라 오비터의 운영과 통제는 독일 다름슈타트에 있는 유럽우주운영센터(ESOC)가 맡는다.
솔라 오비터에 앞서 미 항공우주국은 지난해 말 하와이 마우이섬의 해발 3천미터 할레아칼라 화산 정상에 이노우에 태양망원경(DKIST=Daniel K. Inouye Solar Telescope)을 시험가동하기 시작했다. 이노우에 망원경은 태양 자기장 활동을 상세하게 관측하는 망원경이다. 
솔라 오비터가 발사되면 인류는 파커 솔라 탐사선, 이노우에망원경과 함께 태양 관측의 3각 편대를 확보하게 된다. 이 3가지 관측 장비들은 서로의 자료를 보완하며 우주기상에 대한 예측력을 크게 높여줄 것으로 기대된다.


참고

https://www.nature.com/articles/d41586-020-00365-1?

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