초강력 태양폭발 포착하고 우주방사선 지도 구축…국산장비 '레오도스', 임무 완수

우주청 "우리 손으로 만든 우주방사선 측정 장비, 2년 9개월 임무 완수"

차세대소형위성 2호에 부착된 레오도스 위치. 우주항공청 제공

2023년 누리호에 실려 우주로 올라간 국산 우주방사선 측정 장비가 당초 목표보다 9개월 더 일하고 모든 임무를 마쳤다. 임무 기간 동안 전 지구 우주방사선 지도를 완성하고 20년 만에 가장 강력했던 태양 폭발까지 실시간으로 포착하는 성과를 거뒀다.

우주항공청과 한국천문연구원은 2023년 5월 누리호 3차 발사 때 차세대소형위성 2호에 실려 우주로 올라간 근지구 우주방사선 측정 장비 '레오도스'가 2년 9개월간의 임무를 성공적으로 마치고 운용을 종료했다고 15일 밝혔다.

레오도스는 남욱원 한국천문연구원 책임연구원 연구팀이 국내 독자 기술로 개발한 장비다. 우주에서 날아오는 방사선을 전기를 띤 입자와 중성자로 나눠 각각의 양을 측정한다. 데이터를 바탕으로 우주비행사나 위성이 받는 방사선 피폭 수준을 예측할 수 있다. 2023년 6월 본격 관측을 시작해 당초 2년이던 목표 임무 기간을 넘겨 올해 2월까지 운용됐다.

레오도스는 임무 기간 동안 쌓은 데이터로 지구 주변 우주방사선의 세기를 지역별로 나타낸 전 지구 우주방사선 지도를 완성했다. 우주방사선은 지구 어디서나 같은 세기로 내리쬐는 것이 아니라 지구 자기장의 영향으로 극지방에서 강하고 적도 부근에서 약하다. 이번 지도는 향후 위성 궤도를 설계하거나 우주비행사의 피폭량을 예측하는 데 기초 자료로 쓰일 수 있다.

레오도스가 임무 기간 동안 관측한 전 지구 우주방사선(하전입자 및 중성자) 전천 지도(적색에 가까울수록 누적 방사선량이 높음). 국제우주정거장(ISS)의 궤도상 관측이 불가능했던 극지방 상공의 방사선 환경을 정밀조사함으로써 전 지구적 관측 공백을 메웠다. (왼쪽) 누적 하전입자 전천 지도. (오른쪽) 누적 중성자 전천 지도. 우주항공청 제공

태양 활동이 가장 활발했던 2024~2025년에는 오히려 우주방사선량이 약 40% 줄어드는 현상도 확인했다. 우주방사선 대부분은 태양이 아니라 은하계 먼 곳에서 날아오는데 태양이 활발해지면 태양풍이 강해져 방사선을 밀어낸다. 태양이 지구를 지키는 천연 방패 역할을 한다는 사실을 관측 데이터로 입증했다.

2024년 5월에는 2003년 이후 20년 만에 가장 강력한 태양 폭발 현상인 'GLE 75'를 실시간으로 포착했다. GLE는 태양에서 쏟아진 고에너지 입자가 지구 대기를 뚫고 지상 측정기까지 도달할 만큼 강력한 현상으로 1942년 첫 관측 이후 84년간 77번만 기록된 희귀 현상이다. 국산 장비로 이런 극한 우주 날씨를 실시간으로 잡아낸 것은 이번이 처음이다.

약 550km 고도에서 중성자를 측정한 것도 의미가 크다. 중성자는 전기를 띠지 않아 측정이 까다롭지만 우주비행사의 인체 피폭에 미치는 영향이 큰 방사선이다. 레오도스는 중성자 측정까지 해내며 우주방사선 관측의 폭을 넓혔다.

2024년 5월에는 2003년 이후 20년 만에 가장 강력한 태양 폭발 현상인 'GLE 75'를 실시간으로 잡아냈다. GLE 75는 태양에서 쏟아진 고에너지 입자가 지구 대기를 뚫고 지상 측정기까지 도달할 정도로 강한 현상으로 1942년 첫 관측 이후 84년간 77번만 기록된 희귀 현상이다. 약 550km 고도에서 중성자를 측정한 것도 의미 있는 성과로 꼽힌다.

강경인 우주항공청 우주과학탐사부문장은 "이번 관측 결과는 위성 설계, 우주비행사 안전 기준, 항공기 탑승객의 방사선 피폭 연구 등에 활용할 수 있다"며 "앞으로 지구 저궤도뿐 아니라 태양권까지 우리 기술로 우주환경을 직접 관측하는 역량을 넓혀 나갈 것"이라고 말했다.

[임정우 기자 jjwl@donga.com]