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[IT뉴스]2024년 '슈퍼 태양폭풍'으로 저궤도 위성이 받는 방사선에너지 15배 증가

온카뱅크관리자

2026-06-15 11:17:30

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 <img alt="차세대소형위성 2호와 부착된 우주방사선 관측장비 레오도스. 천문연 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/15/dongascience/20260615110804295iyqg.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="yuTNJFFYdH" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/15/dongascience/20260615110804295iyqg.jpg" width="658">
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 차세대소형위성 2호와 부착된 우주방사선 관측장비 레오도스. 천문연 제공
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 한국 위성이 2024년 '슈퍼 태양폭풍'이 일으킨 지구 저궤도 방사선 환경 변화 과정을 포착했다. 고위도 지역에서 인공위성이 받는 방사선 에너지는 태양폭풍 전보다 최대 15배까지 증가했다가 회복된 것으로 나타났다. 분석 결과는 위성 보호 및 유인 우주탐사 전략에 활용될 것으로 기대된다. 
 한국천문연구원은 곽영실 기초천문연구본부장 연구팀이 차세대소형위성 2호(NEXTSat-2)에 탑재된 우주방사선 관측장비 '레오도스(LEO-DOS)'를 활용해 슈퍼 태양폭풍 기간에 인공위성이 받는 방사선 변화를 정밀 분석하는 데 성공했다고 15일 밝혔다. 연구결과는 지난달 16일(현지시간) 국제학술지 '지오피지컬 리서치 레터스'에 공개됐다.
 레오도스는 방사선 에너지가 물질에 전달되는 양인 '흡수선량'을 측정하는 장비다. 기존 우주방사선 연구는 방사선 입자 수를 중심으로 관측했다. 입자 수만으로는 인공위성의 장비나 인체에 실제로 에너지가 얼마나 전달되는지 파악하기 어렵다. 흡수선량을 분석해 우주방사선을 더 직접적으로 평가할 수 있다.
 태양폭풍은 태양 활동으로 발생한 고에너지 입자와 방사선 등이 날아와 지구를 포함한 주변 행성에 영향을 미치는 현상이다. 2024년 5월 10일부터 약 3일간 발생한 태양폭풍은 2003년 11월 이후 가장 강력한 폭풍으로 과학자들 사이에서 슈퍼 태양폭풍이라고 불린다.
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 <img alt="2024년 5월 태양폭풍 전후에 레오도스가 관측한 저궤도 흡수선량의 전 지구 분포. (a)는 폭풍 전 기간(5월 1~9일), (b)는 폭풍 기간(5월 10~17일), (c)는 회복기(5월 22~31일), (d)는 확장 회복기(6월 1~7일)의 흡수선량 분포를 나타낸다. 폭풍 전에는 남대서양 이상지역을 중심으로 흡수선량이 높게 나타났지만 폭풍 기간에는 고위도 영역에서 흡수선량이 크게 증가했다. 태양에서 방출된 고에너지 입자와 지구 방사선대의 변화가 저궤도 위성의 방사선 환경에 영향을 미쳤다는 뜻이다. 폭풍 이후에는 전체적인 흡수선량이 감소했지만 일부 고위도 지역에서는 증가한 방사선 환경이 일정 기간 지속됐다. 천문연 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/15/dongascience/20260615110805556jubp.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="tk0CD22uMh" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/15/dongascience/20260615110805556jubp.jpg" width="658">
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 2024년 5월 태양폭풍 전후에 레오도스가 관측한 저궤도 흡수선량의 전 지구 분포. (a)는 폭풍 전 기간(5월 1~9일), (b)는 폭풍 기간(5월 10~17일), (c)는 회복기(5월 22~31일), (d)는 확장 회복기(6월 1~7일)의 흡수선량 분포를 나타낸다. 폭풍 전에는 남대서양 이상지역을 중심으로 흡수선량이 높게 나타났지만 폭풍 기간에는 고위도 영역에서 흡수선량이 크게 증가했다. 태양에서 방출된 고에너지 입자와 지구 방사선대의 변화가 저궤도 위성의 방사선 환경에 영향을 미쳤다는 뜻이다. 폭풍 이후에는 전체적인 흡수선량이 감소했지만 일부 고위도 지역에서는 증가한 방사선 환경이 일정 기간 지속됐다. 천문연 제공
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 연구팀은 슈퍼 태양폭풍 발생 전부터 회복기까지 시간과 위치에 따른 저궤도 우주방사선 환경 변화를 확인했다. 레오도스가 측정한 흡수선량 데이터와 입자 수 데이터를 결합해 관측된 방사선 변화의 원인이 양성자인지 전자인지 구분했다.
 분석 결과 5월 11일 태양 고에너지 입자로 인한 흡수선량이 급격히 증가하면서 저궤도 위성 환경에 직접적인 방사선 영향을 준다는 사실이 확인됐다. 태양에서 방출된 고에너지 양성자는 평소보다 지구에 더 가까운 영역까지 침투했다.
 태양폭풍 종료 이후에도 전자로 인한 흡수선량 증가가 지속적으로 관측됐다. 태양폭풍으로 변화된 저궤도 우주방사선 환경이 즉시 회복되지 않고 상당 기간 위성에 영향을 줄 수 있다는 뜻이다.
 고위도 지역 평균 흡수선량은 태양폭풍 이전 대비 약 15배 증가했다. 태양폭풍의 영향을 받는 동안 특히 극지방을 통과하는 저궤도 위성이 평소보다 훨씬 강한 방사선 환경에 노출된다는 사실이 확인된 것이다.
 곽 본부장은 "국내 위성과 국내 기술로 개발한 우주방사선 관측장비를 활용해 인공위성이 실제로 받는 방사선 에너지 변화를 직접 측정했다"며 "방사선이 실제로 위성 부품과 인체에 전달할 수 있는 에너지의 변화를 분석함으로써 우주방사선 위험을 보다 현실적으로 평가할 수 있는 기반을 마련했다"고 설명했다.
 논문 제1저자인 정종일 천문연 태양권연구센터 선임연구원은 "강한 태양폭풍 기간 동안 지구 주변 우주방사선 환경 변화를 이해하는 중요한 기회를 제공했다"며 "우주방사선 환경 모델 검증과 위성 전자장비 보호, 방사선 차폐 설계, 임무 운영 전략 수립, 우주기상 정밀 평가 등에 도움이 되는 기초자료가 될 것"이라고 밝혔다.
 2023년 5월 누리호 3호기에 실려 발사된 레오도스는 천문연 연구팀이 독자 개발한 탑재체로 2023년 6월부터 관측을 시작해 처음 목표였던 2년을 넘어 2년 9개월 동안 임무를 수행했다.
 &lt;참고 자료&gt; - doi.org/10.1029/2025GL121591
 [이병구 기자 2bottle9@donga.com]
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