오로라는 누구나 한번쯤 보고 싶어하는 우주의 향연이다.
오로라를 보기 위해 지구 끝인 북반구 등 수천 리 길을 마다하고 즐거운 마음으로 찾아간다. 몇 날 밤을 새우며 추위와 싸우더라도 운이 좋아야만 허락된다는 우주의 멋진 공연, 오로라를 만날 수 있다.
오로라를 보는 순간 우주의 신비에 경탄하며 힘들고 어려운 순간들이 모두 사라지는 까닭에 이 광경을 위해 많은 비용과 고생을 감내하면서 사람들이 찾아가는 것이다.
오로라는 로마 신화에서 온 ‘Aurora(새벽의 여신)’라는 단어에서 유래된다. 북반구에서 나타나는 오로라는 ‘북반구의 빛(Northern Light)’이라고도 불리며, 라틴어로는 새벽같은 북반구의 빛을 의미하는 ‘오로라 보레알리스(Aurora Borealis)’로도 알려져 있다.
실제로 오로라는 태양 폭발 활동으로 일어난다. 태양, 화성, 목성 등 여러 행성과 별은 플라즈마라는 물질로 이뤄져 있는데, 태양에서 분출된 플라즈마는 양자(플러스 전하)와 전자(마이너스 전하)로 구성된다. 이런 플라즈마가 지구 자기장과 상호작용해 아름다운 우주 현상인 오로라를 만들어 낸다.
오로라의 다양한 색상은 대기 중 산소와 질소의 양에 따라 발생하는 색들 차이로 나타나는 것으로, 산소와 플라즈마가 충돌하면 주로 녹색과 적색 빛이 나타나며, 질소와 만나면 파란색과 보라색 빛이 발생한다.
◇태양 폭풍의 위험성
오로라는 인간에게 평생 볼 수 없는 아름다운 광경을 선사하지만, 주변에 있는 위성들에게는 악영향을 미칠 수도 있다. 일반적으로 오로라는 지구 및 위성에 미치는 영향이 미미하다고 알려져 있지만, 큰 태양폭발이 발생하면 주변에 있는 위성들에게 막대한 영향을 줄 수 있다.
스페이스X의 스타링크 발사에서도 태양 폭풍으로 인해 위성의 분실이 발생한 사례가 있다.
밀도가 50% 증가한 태양 폭풍으로 인해 최대 40개의 위성이 분실됐으며, 한번 발사에 5000만 달러가 소요되는 만큼 큰 손실이 아닐 수 없다. 이러한 사례를 통해 태양 폭풍이 우리에게 아름다움을 선사하는 것과는 달리 큰 위험도 초래할 수 있음을 알 수 있다.
◇우주 태양폭풍 위험 예측 노력
최근, 전 세계는 저궤도 위성을 활용한 통신 서비스 제공을 지속적으로 확대할 계획이다.
미국의 스페이스X는 현재 4000여개 위성을 발사해 통신서비스를 진행하고 있다. 우리나라도 스페이스X 스타링크를 통해 하반기부터 위성통신을 실시할 예정이며, 유럽의 원랩과 협력해 통신서비스를 활용할 예정이다.
단말분야는 애플 아이폰에 위성통신 기능을 탑재해 통신서비스가 되지 않는 곳에서 긴급구조요청 등으로 운용 중에 있으며, 중국의 경우 화웨이에서 위성통신 기능이 탑재된 스마트폰을 선보였으며, 삼성전자도 위성통신 탑재를 계획하고 있다.
또 6세대(6G) 통신시 통신거리 확장을 위해 저궤도 위성 통신서비스가 더욱더 확대될 것으로 예상된다.
이와 같이 위성의 수가 급증하면서 위성에 미약한 힘이라도 가해지면 위성에 심각한 영향을 미칠 것이다.
특히, 태양폭풍이 발생하면 위성이 전파에 영향을 주어 궤도이탈, GPS 위성항법장치 측정오차가 늘어나거나, 전파가 두절되거나, 전력망에 고장이 일어나는 등 문제가 발생할 수 있다.
이를 예방하기 위해 태양폭풍이 일어나는 시기 및 위험 예측 등 여러 노력을 하고 있는 것으로 알려져 있다.
미국은 해양대기청(NOAA)과 협력해 우주기상 위험여부를 파악한 후에 발사를 추진하고 있으며, 우리나라에서도 태양흑점폭발, 태양입자유입, 지자기 교란 등 우주전파재난에 대해 우주전파센터에서 위험경보를 운영 중에 있다. 앞으로 예측모델을 발전시켜 위험을 회피할 수 있도록 노력 중이다.
오로라의 아름다움은 우리에게 즐거움과 감동을 주지만, 때로는 그 뒤에 숨어있는 위험과 손실을 감수해야 할 때도 있다.
특히 위성과 같은 기술적인 발전이나 우주 활동은 우리에게 여러가지 혜택을 제공하지만, 동시에 태양폭풍과 같은 자연 현상에 취약하고 예기치 못한 문제가 발생할 수 있음으로 철저한 준비 등 사전 예방를 통해 사고를 미연에 방지하고, 손실을 최소화해야 한다.
우리나라도 태양폭풍에 대비하여 지속적으로 기술개발 등을 통해 우주 위험을 낮춰 우주강국이 되도록 노력해 보자.
글:고은영 정보통신기획평가원(IITP) 연구위원
