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인류 첫 ‘태양 탐사선’, 태양 온도의 신비 밝혀낸다

2018.08.28 09:30

미국 항공우주국(NASA)이 인류 최초의 태양 탐사선 ‘파커(Parker)’를 쏘아 올렸습니다. 태양계의 중심이자 지구 생명의 근원인 태양의 신비를 풀기 위해 우주여행을 떠난 것입니다.


 태양 탐사선, 60년 걸려 제작됐다


지난 8월 12일, 미국 플로리다주 케이프 커내버럴 공군기지를 출발한 자동차 한 대 크기의 파커 탐사선은 10월 초에 금성을 지나 발사 3개월 뒤인 11월에 태양 궤도에 진입합니다. 탐사선의 이름은 60년 전에 태양풍의 존재를 밝혀낸 우주 물리학자 유진 파커(91) 박사에게서 따온 것입니다.


인류 역사 최초로 태양 탐사선 발사에 성공한 것은 과학 기술의 진화와 4차 산업혁명이 탄생시킨 기술의 승리입니다. 탐사선은 엄청난 태양 온도와 우주방사선, 태양의 강력한 중력을 견뎌야 하기 때문이다. 탐사선 제작에만 60년이 걸렸습니다.


l 태양으로 떠나는 파커 탐사선 (출처: https://www.youtube.com/watch?v=AlyuSwRSVHU)


 태양은 어떤 신비로움 가졌나?


태양은 스스로 빛을 내는 별입니다. 또한, 우리에게 있어 어머니와 같은 존재이죠. 태양이 내는 빛이 지구를 따뜻하게 만들어 주지 않는다면, 지구의 모든 생명은 존재할 수 없습니다. 지구뿐만 아니라 다른 행성과 위성, 소행성, 혜성 등 태양계의 전 가족이 태양으로부터 에너지를 받아 스스로의 모습을 유지하고 있습니다.


태양은 지름이 지구보다 109배나 큽니다. 무게는 태양계 전체의 99%를 차지하는데요. 태양의 내부는 안쪽부터 핵, 복사층, 대류층이 있습니다. 태양의 표면을 광구라고 부르는데, 가장 바깥쪽에는 개기일식 때 희게 빛나는 부분인 코로나가 있습니다. 이 코로나의 온도는 150만도 이상으로 추정되는데요. 태양 표면이 6,000도인 것과 비교해 250배 이상 뜨겁습니다.



파커 탐사선은 태양과 620만km 떨어진 곳까지 다가갈 예정입니다. 이때, 탐사선 선체의 온도가 1,400도까지 치솟는데, 파커는 이를 견딜 수 있게 되어 있습니다. 용암(700도~1,400도)보다 뜨거운 열을 견디기 위한 ‘열 방패’가 장착돼 있기 때문입니다.


 특수 탄소 복합소재 2천 도를 이기다


지난 1958년, NASA를 창설할 때부터 태양 탐사는 기본 목표였으며, 4차 산업혁명으로 첨단 기술이 동원된 덕분에 60년 만에 꿈의 실현에 나서게 됐습니다.


탐사선에는 어떤 혁신이 숨어있을까요?

파커 탐사선 성공의 열쇠는 고열에 견딜 수 있는 특수 탄소 복합소재에 있습니다. 이 소재로 2.4m 크기의 보호판, 즉 ‘열 방패’를 만들어 탐사선을 감쌈으로써, 선체가 녹는 것을 막습니다. 여기에 열을 반사하는 특수 페인트를 표면에 입히고, 2천 도에도 녹지 않는 텅스텐과 티타늄 합금으로 선체를 만들었습니다. 제작비는 총 15억 달러(약 1조 7천억 원)에 달하죠.


● 스스로 전기를 만들고 오류를 바로잡는다


탐사선에는 태양전지판 냉각시스템과 오류 관리 시스템이 장착돼 있습니다. 이 때문에 스스로 태양열을 이용해 전력을 생산하고, 우주선이 장기간 지구와 통신할 수 없는 상태에서도 우주선을 보호할 수 있습니다. 또한, 코스를 자체적으로 정정할 수도 있죠.


l ‘파커 솔라 프로브’가 태양 탐사 활동하는 모습을 그린 상상도 (출처: NASA)


● 탐사선, ‘뉴욕-서울 1분 주파 속도’로 돈다


탐사선이 태양 중력에 빨려 들어가면 실효성이 없습니다. 이를 막기 위해 파커 탐사선은 시속 71만 6천km의 엄청난 속도로 태양 주위를 돌게 되는데요. 뉴욕에서 서울까지 혹은 시카고에서 베이징까지 1분 정도에 주파할 수 있을 정도의 빠른 속도입니다. 인간이 만든 비행체 중 가장 빠르죠.


 태양 탐사선의 목적은 무엇일까?


NASA는 파커 탐사선의 임무 명칭을 `태양에 닿기`(Touch the Sun)로 정했습니다. 파커 탐사선을 발사한 이유는 태양 코로나의 미스터리를 풀기 위한 것인데요. 우선, 태양 대기 속으로 들어가 태양 대기의 가장 바깥층을 구성하고 있는 코로나가 태양 표면보다 수백, 수천 배 더 뜨거운 이유를 규명하게 됩니다.


또한, 태양풍의 원인을 밝혀내게 됩니다. 태양풍은 태양에서 방출되는 전하를 띤 강한 바람으로 대규모 지자기 폭풍을 일으키는 것으로 지구를 멸망시킬 위력을 가진 것으로 지목되고 있습니다. 초속 800km의 빠른 속도로 지구까지 밀려와 통신 장애와 위성 손상, 정전을 불러오는데, 아직 원인이 밝혀지지 않고 있습니다.



파커 탐사선은 태양풍이 어떤 과정으로 생성되는지, 엄청난 속도로 가속되는 원인은 무엇인지에 대한 해답을 제공해줄 전망입니다. 이렇게 되면 우주 날씨 예보의 정확도가 높아지고 태양풍의 피해도 줄일 수 있습니다.


파커 탐사선은 7년 임무를 목표로 2025년까지 태양 주위를 24바퀴 돌며 관측을 수행하게 됩니다. 임무를 마치면 스스로 태양 속으로 산화하는데요. 탐사선에는 성공을 기원하는 전 세계인 110만 명의 이름과 함께 논문 한 편이 담긴 실린 메모리 카드가 들어있습니다. 태양 탐사선이 7년 동안 밝혀낼 태양의 신비가 기대됩니다.


글 l 최은수 미래 경영전략학 박사·MBN 산업부장 (mk9501@naver.com)


최은수 박사는 10년 뒤 승자의 길을 제시한 필독서 '4차 산업혁명 그 이후 미래의 지배자들'을 비롯해 21세기 예언서 '넥스트 패러다임' , '제4의 실업' 등 18권의 책을 저술한 미래경영 전략학 박사 겸 관광학 박사로 네이버 미래이야기(post.naver.com/mk9501) 칼럼리스트이다. 현재 MBN 부국장 겸 산업부장으로 활동하고 있다.


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Posted by IT로 만드는 새로운 미래를 열어갑니다 LG CNS
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