인공위성 “난 좋구만

하강상처럼 높이 올라가거나 우주로 날지 않을 수 없는 것들이 있습니다. 바로 지구 밖의 은하계와 태양으로부터 쏟아지는, 높은 에너지 에너지를 가진 입자와 방사선을 총칭해 부르는 우주 방사선이다. "우리가 살고 있는 지구는 우주방사선이 주위의 반 알렌벨트에 갇혀있어, 어느정도 보호를 받을 수 있습니다. 그러나 인공위성이나 우주선은 반알렌벨트를 통과하거나 혹은 근처에서 지구궤도를 돌기 때문에 우주방사선에 의해 치명적인 영향을 받을지도 모릅니다.허용치 이상의 방사선량이 우주구조재를 뚫고 통과하는 우주인이 신체에 손상을 입는 것은 물론입니다. 전자부분의 고장이나 성능저하를 가져옵니다. 우주방사선을 피할 방법은 없습니다. 투과를 막는 것이 최선의 방법입니다. 그리고 뚫으려는 방사선, 이를 막으려는 인공위성의 치열한 사투가 펼쳐집니다.

우주 개발 초기의 일 960년대 말에서 한 970년대 초, 궤도에 오른 인공 위성에는 원인을 알 수 없는 이상이 발생하 슴니다. 제대로 작동하지 않는 것, 심지어 설계수명보다 빨리 작동을 멈추는 일이 자주 있었습니다. 처음에는 원인을 알 수 없었습니다. 설계과인 조립에 문제가 있었다고만 소견했습니다. 알고보니 우주방사선 때문이었어요.우주는 극한 환경입니다. 우주방사선, 우주먼지, 심한 온도차 등이 기다리고 있습니다. 이 한가한 곳에서 우주방사선은 재료의 성질을 변이시켜 거과인 전자부분품의 기능을 약화시킵니다. 우주 구조재의 물리적·화학적 성질을 변형시켜 사람이 타고 있다면, 당연히 신체적 기능도 약화시키겠죠? 이에 따라 인공위성의 이과인 우주선은 설계단계에서부터 우주방사선량을 계산하고 이를 막고 차폐하는 노하우를 고려하여 제작하게 됩니다. 부분품은 철저하게 우주 검증을 거친 제품만 사용하고 있습니다. 방사선을 차폐 소재로 만든 박스로 감싸기도 합니다.지상에서 우주 환경을 완벽하게 모사하는 것은 어렵습니다. 그래도, 가장 크게 우주 환경을 구현해, 부분품 단위부터 시험을 거치게 됩니다. 우주방사선 환경시험도 마찬가지인데요. "한국항공우주연구원은 별도의 우주방사선환경시험시설을 갖추고 있지 않습니다. 대신 철저히 우주방사선 환경시험을 거친 부분만 사용합니다. 또, 모든 부분, 구성품 마다 방사선량의 허용치 데이터를 보유하고 있습니다. 이 또한 오랜 경험으로 축적된 위성개발 방법입니다.

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우주방사선은 태양계의 외부로부터 발생하는 고에너지인 팔꿈치 입자입니다. 우주 방사선량은 1정의 높이까지는 고도로 증가합니다. 알다시피 인공 위성뿐 아니라 비행기도 순항 고도인 10km안팎까지 탄 어느 정도의 우주 방사선은 피할 수 없습니다. 대신 매우 약할 것이다. 인천에서 미국 뉴욕까지 비행기를 타고 갈 때의 피폭 선량은 최대 0.1mSv(밀리 시버트 방사능 수치를 나쁘지 않고 챙기려는 단위)정도입니다. X-레이 촬영은 한번에 0.3~1mSv, CT촬영은 1~5mSv정도로 하면 크게 걱정할 필요는 없습니다.우주선이 초속 약 10km속도로 반 앨런 벨트를 칭크오 날 때 걸리는 시간은 약 37분이며 이때 흡수되는 방사선 에너지 팔꿈치 약 8라드라고 할 것이다. 이를 인체 조직이 나쁘지 않고 장기에 미치는 피폭 선량으로 계산하면 약 80mSv로 1600mSv에 됩니다. 우주비행사에 대한 영향은 어마어마하네요. 자연 방사선의 최소 26배에서 최대 522배에 이르는 것이다.NASA조사가 2011년 발사한 화성 탐사선'큐리오 시티'의 우주 방사선량을 분석한 거예요. 이 결과에 따르면 화성으로 여행하는 우주인은 662mSv의 우주 방사선에 노출될 가능성이 있다고 할 것이다. 하루에 약 1.8mSv의 우주 방사선을 맞게 됩니다. 로켓이 나쁘지 않기 때문에 우주선 못지않게 우주방사선을 어떻게 차폐하는지도 화성 유인 탐사의 열쇠가 되는 것입니다. 비결은 두 가지인데요. 보다 강력한 로켓을 개발하고 행성 간 우주 여행 시간을 가장 크게 단축시키는 비결, 그리고 또 1프지앙아은 우주 방사선을 완벽하게 배열할 수 있는 우주선의 개발입니다.結결미, 인공위성뿐만 아니라 우주방사선을 어떻게 차단하느냐가 유인 우주탐사의 열쇠입니다. 우주도전이 계속되는 한, 뚫고 나가려는 우주방사선과의 사투는 계속될 것입니다.

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제작/기획 : 항공우주 Editor 오요한 자문/감수 : 정지궤도 복합위성사업단 유기력 박사

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