인공위성 “난 볼께요

밝은 아래, 항상 높이 오르거나 나쁘지는 않기 때문에 우주에 나쁘지 않으면 피할 수 없는 것이 있습니다. 그것은 지구 밖의 은하계와 태양에서 쏟아지는 높은 에너지를 가진 입자와 방사선의 총칭으로 불리는 우주 방사선입니다. 우리가 살고 있는 지구는 우주 방사선이 주위의 반 알렌베르트에 갇혀 있어 어느 정도 보호를 받을 수 있습니다. 하지만 인공위성이 나쁘지 않고 우주선은 반알렌벨트를 지나가지 않고 나쁘지도 않거나 가까이에서 지구 궤도를 돌기 때문에 우주방사선에 의해 치명적인 영향을 받을 수 있습니다.허용치 이상의 방사선량이 우주구조재를 뚫고 지나치지 않으면 우주비행사가 신체에 손상을 입는 것은 물론입니다. 전자 부품의 부락이 나빠, 성능 저하를 가져옵니다. 우주 방사선을 피할 수 있는 비결은 없어요. 투과를 막는 것이 최선의 비결입니다. 그래서 극복하려는 방사선, 이를 막으려는 인공위성의 치열한 사투가 벌어집니다.

우주 개발 초기의 하나 960년대 이야기에서 하나 970년대 초, 궤도에 오른 인공 위성에는 원인을 알지 못하는 이상이 발발하기도 했다. 제대로 작동하지 않으면 설계 수명보다 빨리 작동을 멈추는 일이 자주 일어났습니다. 처음에는 원인을 알 수 없었다. 설계과 조립에 의문이 있었다고만 생각했어요. 실은 우주 방사선 때문이었어요.우주는 극한 환경이다. 우주 방사선, 우주 먼지, 온도 차이 등이 기다리고 있습니다. 이 중 우주방사선은 재료의 성질을 변화시키는 전자부품의 기능을 약화시킵니다. 우주 구조재의 물리적, 화학적 성질을 변형시켜서 사람이 타고 있으면 당연히 신체적 기능도 약화시키겠죠? 따라서 인공위성이 과도한 우주선은 설계 단계부터 우주방사선량을 계산해 이를 막고 차폐하는 비법을 고려해 제작하게 됩니다. 부품은 철저하게 우주 검증을 거친 제품만 사용합니다. 방사선을 차폐 소재로 만든 박스로 덮기도 할 것이다.영토에서 우주환경을 완벽하게 모사하기는 어렵습니다. 그래도 최대한 우주 환경을 실현해 부품 단위부터 시험을 거치도록 하겠습니다. 우주 방사선 환경 시험도 마찬가지입니다. 한국항공우주연구원은 별도의 우주방사선 환경시험시설을 갖추지는 못했습니다. 대신 철저히 우주방사선 환경시험을 거친 부품만 사용한다. 역시 모든 부품, 구성품마다 방사선량 허용치 데이터를 보유하고 있습니다만. 이 역시 오랜 경험으로 축적된 위성개발의 비법이다.

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우주방사선은 태양계 외부에서 발생하는 고에그 대지의 입자다. 우주 방사선량은 하나 정도의 높이까지는 고도에 따라 증가합니다. 알다시피 인공 위성뿐 아니라 비행기도 순항 고도 하나 0km안팎까지 오르면 어느 정도의 우주 방사선은 불가피하슴니다. 대신 아주 미약해요. 인천에서 아메 리카 뉴욕까지 비행기를 타고 갈 때의 피폭 선량은 최대 0. 하나 mSv(밀리 시버트 방사능 수치를 나타내는 단위)정도이다. X-레이 촬영은 한번에 0.3~하나 mSv, CT촬영은 한~5mSv정도로 하니 크게 걱정할 필요는 없다 슴니다.우주선이 초속 약 하나 0km속도로 반 앨런 벨트 뒤에 걸리다 가끔은 약 37분이며 이때 흡수되는 방사선 에그 땅은 약 8라드라고 합니다. 이를 인체 조직이나 장기에 미치는 피폭 선량으로 계산하면 약 80mSv에서 하나 600mSv에 됩니다. 외계인에게 미치는 영향은 어마어마하네요. 자연 방사선의 최소 26배에서 최대 522배에 이릅니다.NASA연구진이 20의 하나하나 해 발사한 화성 탐사선'큐리오 시티'의 우주 방사선량을 분석한 거예요. 이 결과에 따르면 화성으로 여행하는 우주인은 662mSv의 우주 방사선에 노출될 가능성이 있다고 합니다. 하루에 약 1개.8mSv의 우주 방사선을 浴び니다. 로켓이나 우주선 못지않게 우주방사선을 어떻게 가릴지도 화성 유인탐사의 열쇠를 쥐고 있는 셈이다. 비결은 두 가지입니다. 더 강력한 로켓을 개발해 행성 간 우주여행 시간을 최대한 단축시키는 비결, 그리고 역시 첫 번째는 우주방사선을 완벽하게 가릴 수 있는 우주선 개발이다.결국 인공위성뿐 아니라 우주방사선을 어떻게 차단하느냐가 유인우주탐사의 관건입니다. 우주에의 도전이 계속되는 한, 뚫고 나가려고 하는 우주 방사선과의 사투는 계속될 것이다.

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제작/기획:항공우주Editor오요한자문/감수:정지궤도복합위성사업단 용기력 박사

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