누리호 4차 발사…오로라, 광시야로 관측한다 [지금은 우주]

[D-1] 천문연 등이 만든 관련 카메라, 우주에 배치

2015년 9월 우리나라 쇄빙선 아라온호에서 바라본 오로라. 초록 물결이 굽이쳐 북극해를 물들였다. [사진=정종오 기자]

[아이뉴스24 정종오 기자] 우리나라가 오로라는 실시간 관측할 수 있는 시스템을 구축한다. 관련 과학 탑재체가 누리호 4차 발사 때 우주로 배치된다. 고위도 지역에서 발생하는 오로라를 광시야로 관측할 수 있다.

한국천문연구원은 로키츠(ROKITS, Republic Of Korea Imaging Test System, 우주용 광시야 오로라·대기광 관측 카메라)를 성공적으로 개발 완료했다. 해당 카메라는 차세대중형위성 3호(차중 3호)에 실려 오는 27일 누리호 4차 발사 때 우주로 간다.

ROKITS는 차중 3호에 탑재돼 고위도 지역에서 광범위하게 발생하는 오로라를 광시야로 관측한다. 오로라는 지구 자기권 내 고에너지 입자가 지구 대기로 들어와 산소, 질소 등과 부딪혀 빛을 내게 하는 현상이다.

ROKITS는 이를 관측함으로써 지구 대기로 유입하는 에너지 정보 등 우주환경 예측에 필요한 자료를 수집하는 역할을 한다.

로키츠는 오로라를 실시간으로 관측하는 과학 탑재체이다. 이를 통해 급변하는 우주 날씨를 예측할 수 있을 것으로 기대된다. [사진=천문연]

오로라는 주로 고위도 지역에서 발생한다. 태양 폭발 등으로 지자기 폭풍이 일어나면 우주 환경이 급변한다. 오로라의 밝기와 발생 범위가 증가해 평소에는 오로라를 보기 어려운 중위도 지역에서도 관측할 수 있다.

이처럼 오로라 경계가 고위도에서 적도 방향으로 확장되는 모습 등을 ROKITS가 관측한다. 오로라의 발생 범위(경계)는 태양과 자기권에서 지구 대기로 들어오는 에너지를 추정하는 데 중요한 정보를 제공한다.

ROKITS는 초록색(557.7nm), 붉은색(630.0nm), 가시광 전 파장에서 영상을 수집하는 3개 렌즈와 카메라 역할을 겸한 온보드 컴퓨터로 구성한 시스템이다.

영상의 관측 폭은 약 700km에 달한다. 대한민국 전역보다 넓은 지역을 한 장의 영상에 담을 수 있는 수준이다. 발사 후 1년 이상 지구 북극과 남극 위를 통과하는 극궤도를 공전하며 관측 임무를 수행할 예정이다.

ROKITS는 기존에 관측 자료가 부족한 자정 부근의 오로라 활동을 관측할 예정으로 차중 3호는 정오-자정을 지나는 태양동기궤도를 사용한다.

이 프로젝트는 우주항공청이 지원하는 차중 3호 탑재체 개발사업으로 선정돼 2021년 9월부터 시작됐다. 천문연은 ROKITS 개발과 함께, 위성에 실린 다른 탑재체(BioCabinet, IAMMAP)에서 수집한 과학 임무 자료를 지상으로 전송하는 X-밴드 전송시스템 개발을 담당했다.

이 사업에는 유남옵틱스, 아이트릭스, 극동통신, 제노코 등 국내 기업이 부분품 제작에 참여해 우주 부품 국산화에 이바지했다.

오로라를 광시야로 관측할 수 있는 로키츠. 누리호 4차 발사때 우주로 배치된다. [사진=천문연]

이우경 천문연 책임연구원은 “오로라는 인간의 눈으로 직접 관측할 수 있는 유일한 ‘우주 날씨’ 현상이며 태양과 자기권 등 지구 외부에서 대기로 유입하는 에너지를 추정할 수 있는 중요한 정보”라며 “우리가 만든 우리 손으로 만든 영상 카메라로 우주에서 오로라 관련 다양한 정보를 얻을 수 있는 우리나라 최초의 사례”라고 설명했다.

이어 “우주 환경 변화는 위성통신 교란은 물론 GPS 오차 증가, 전력망 손상 등 우리 생활에 막대한 영향을 미치는데 태양풍 입자와 지구 자기장의 상호 작용에 의한 에너지 전달 과정으로 이해되고 있는데 그 정확한 작동원리는 아직 밝혀지지 않았다”며 “우주청을 비롯한 천문연, 중소기업 등 각 기관의 특성을 살린 이번 융합 연구로 우주 환경 관련 유의미한 과학 데이터를 얻을 것으로 기대한다”고 덧붙였다.

/정종오 기자(ikokid@inews24.com)