"안정적으로 위성통신 서비스하려면 지구 전리권 연구가 핵심"

곽영실 한국천문연구원 본부장
국내 몇 안 되는 전리권 전문가
"올해는 11년 만의 태양 극대기
전리권 변동성 특히 커진 시기
위성들 궤도 잃을 가능성 높아
국내 오로라 관측 기회 올지도"

26일 서울 중구 한국일보 본사에서 곽영실 한국천문연구원 기초천문연구본부장이 2024년 9월 발표한 슈퍼 태양 폭풍 관련 논문을 살피고 있다. 최주연 기자 juicy@hankookilbo.com

미국의 저궤도 위성통신 서비스 ‘스타링크’가 국내 출시를 준비하고 있는 가운데 우주산업 분야에선 위성의 궤도 이탈에 대한 관심이 커지고 있다. 서비스의 안정성과 직결되는 만큼 관련 연구와 기술 개발이 필요하다는 목소리가 나온다. 실제 지난 2022년엔 스타링크 위성 수십 기가 태양 폭풍과 대기 마찰의 영향으로 궤도를 잃었다.

위성 이탈 문제를 해결할 열쇠는 ‘전리권’ 연구다. 곽영실 한국천문연구원 기초천문연구본부장은 국내에서 전리권을 연구하는 몇 안 되는 과학자다. 전리권은 지구 대기 상층부로, 태양 활동에 따라 전자 밀도가 요동치는 영역이다. 올해는 11년 만의 태양 극대기라 전리권 변동성이 특히 커져, 위성 신호가 반드시 통과하는 이 영역의 작은 변화에도 통신이 흔들릴 수 있다.

지난 26일 서울 중구 한국일보를 찾은 곽 본부장은 “전리권의 정밀 예측이 위성통신 안정성의 핵심”이라고 말했다. 천문연은 자료 동화 기반 예측 모델을 개발해 전자밀도 등 실시간 전리권 변화 지수를 우주환경센터에 제공하고 있다. 태양 활동이 강해 전리권이 흔들리면, 고층 대기 밀도가 높아져 위성이 저항을 받아 궤도를 잃을 수 있다. 그는 "멀리 나가는 우주 탐사도 중요하지만, 지구 근접 전리권과 고층 대기 연구를 지속해야 하는 이유"라고 강조했다.

태양 활동은 우주 날씨에도 큰 영향을 미친다. 미국 항공우주국(NASA)은 최근 인공지능(AI) 기반 모델 ‘수리아’를 본격 가동하며 태양 관측 데이터를 학습해 우주 날씨를 예측하고 있다. 천문연 역시 2021년부터 우주환경 통합 모델을 개발 중이다. 단순 예측을 넘어 우주 날씨의 메커니즘까지 설명하겠다는 목표다. 1차 개발은 2027년 완료 예정이다.

온라인에서 쓰는 자신의 아이디를 ‘오로라 곽’이라고 지을 만큼 오로라에 매료돼 전리권 연구를 시작했다는 곽 본부장은 국내에서도 오로라를 볼 가능성이 여전히 있다고 했다. 태양 극대기에는 강력한 지자기 폭풍이 생기기 때문에 중위도 지역에서도 오로라가 나타날 수 있다는 것이다. 실제 2003년 국내에서 오로라가 포착됐는데, 태양 활동 극대기가 2001~2002년이었다.

올해 7월 강원도에서 오로라를 관측할 수 있을 거란 예상이 있었지만, 결국 빗나갔다. 하지만 극대기 이후 강력한 태양 폭풍이 지구에 도달하면 오로라 관측이 가능한 만큼 곽 본부장은 "올해와 내년에도 충분히 기다려볼 만하다"고 말했다.

곽주은 인턴 기자 jueun1229@sookmyung.ac.kr