우리가 직접 만든 장비로 우주방사선 측정했다 [지금은 우주]

우주방사선 측정기 ‘레오도스’, 2년 9개월 임무 완수

[아이뉴스24 정종오 기자] 우주방사선은 우주비행사에게 치명적으로 다가온다. 최근 아르테미스 2호에 탑승해 달까지 다녀온 4명의 우주비행사는 실시간으로 우주방사선 변화를 파악해야 했다.

우주방사선은 지구 궤도를 돌고 있는 위성에도 악영향을 끼친다. 강력한 우주방사선은 노출되면 위성의 수명과 성능에 결정적 영향을 준다. 이 때문에 우주방사선을 실시간으로 파악하는 것은 중요하다.

우주항공청(청장 오태석)과 한국천문연구원(원장 박장현)은 2023년 5월 누리호에 실려 발사된 차세대소형위성 2호의 과학 탑재체인 ‘근지구 우주방사선 측정 장비(레오도스, LEO-DOS)’가 모든 임무를 성공적으로 마치고 공식적으로 운용을 종료했다고 15일 발표했다.

2024년 5월 발생한 ‘X5.8등급 태양흑점폭발’ 관측 결과. 이번 플레어는 가장 높은 등급인 ‘X 등급’에 속한다. (왼쪽) 태양관측위성(SDO)이 포착한 강력한 태양흑점폭발(플레어) 장면. 같은 시간대의 GOES 위성(오른쪽 위)과 레오도스(오른쪽 아래)가 관측한 양성자 유입량 변화. [사진=우주청]

차세대소형위성 2호에 탑재된 레오도스는 우주에서 날아오는 방사선을 전기를 띤 입자(하전입자)와 중성자로 구분해 방사선량을 측정하는 장비이다. 지난 2년 9개월 동안 우주비행사나 위성의 우주방사선 피폭 수준을 예측할 수 있는 관측자료를 확보했다.

2023년 5월 25일 누리호에 실려 우주로 향한 레오도스는 한국천문연구원의 남욱원 박사 연구팀이 국내 독자적으로 개발한 탑재체이다. 발사 후 약 한 달간의 점검을 거쳐 같은 해 6월 22일부터 본격 관측에 나섰다. 당초 목표였던 2년을 넘어 2년 9개월 동안 임무를 수행했다.

레오도스는 임무기간 동안 △전 지구 우주방사선 지도 완성 △태양 활동 극대기(2024년~2025년)에 우주 방사선량 약 40% 감소 확인 △2003년 이후 최대 태양 폭발 현상(GLE 75) 실시간 포착 △약 550km 고도에서의 중성자 측정 등 우수한 관측 성과를 거뒀다.

GLE(Ground Level Enhancement)는 태양에서 방출된 고에너지 입자가 지구 대기를 통과해 지상의 방사선 측정기에서 측정값이 급격히 증가하는 현상이다. 1942년 첫 관측 이후 84년 동안 77번만 관측된 희귀현상이다. 2024년 5월 발생한 GLE 75는 2003년 이후 20년 만에 가장 강력한 태양-지구 환경 교란 현상으로 기록됐다.

이번 임무를 통해 태양이 활발해질수록 오히려 지구 바깥에서 날아오는 우주방사선이 줄어든다는 사실을 확인했다. 태양이 지구를 지키는 ‘천연 방패’ 역할을 한다는 것을 관측으로 입증했다.

레오도스가 임무 기간 관측한 전 지구 우주방사선(하전입자와 중성자) 전천 지도. 적색에 가까울수록 누적 방사선량이 높다. 누적 하전입자 전천 지도(위). 누적 중성자 전천 지도(아래). [사진=우주청]

강경인 우주항공청 우주과학탐사부문장은 “이번 레오도스의 관측 결과는 저궤도에서의 방사선량 측정을 통해 위성 설계, 우주비행사 안전 기준, 항공기 탑승객의 방사선 피폭 연구 등에 활용될 수 있는 연구성과”라며 “앞으로 지구 저궤도뿐 아니라 태양권까지 우리 기술로 우주환경을 직접 관측하고 이해할 수 있는 역량을 넓혀 나갈 것”이라고 말했다.

/정종오 기자(ikokid@inews24.com)