국산 큐브위성 '도요샛' 슈퍼태양폭풍 영향 관측

작성일 08-05

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 <img alt="편대비행하는 도요샛 이미지 상상도 [한국천문연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/05/newsy/20250805073045809jdhd.jpg" data-org-width="1811" dmcf-mid="0cYUolzTHT" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/05/newsy/20250805073045809jdhd.jpg" width="658">
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 편대비행하는 도요샛 이미지 상상도 [한국천문연구원 제공]
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 한국천문연구원은 초소형 인공위성인 '도요샛'을 이용해 슈퍼태양폭풍이 전 지구에 미치는 영향을 성공적으로 관측, 분석했다고 밝혔습니다.
 도요샛은 군집 편대비행을 통한 우주날씨 관측 임무 수행을 위해 한국천문연구원과 한국항공우주연구원이 공동으로 개발해 2023년 5월 나로우주센터에서 누리호로 발사한 큐브위성입니다.
 도요샛 큐브위성 4기 중 현재 2기가 정상 운영 중입니다.
 큐브위성 도요샛은 기존 위성에 비해 작은 나노급 위성임에도 불구하고 지난해 5월 발생한 강력한 태양폭풍 기간에 전리권 플라즈마의 변화에 대한 다양한 데이터를 확보했습니다.
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 <img alt="도요샛으로 관측한 전리권 플라즈마의 밀도(위)와 온도(아래) 변화 [한국천문연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/05/newsy/20250805073046003eoid.jpg" data-org-width="1181" dmcf-mid="pwdk3PwM5v" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/05/newsy/20250805073046003eoid.jpg" width="658">
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 도요샛으로 관측한 전리권 플라즈마의 밀도(위)와 온도(아래) 변화 [한국천문연구원 제공]
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 2024년 5월 10일부터 12일까지(세계시 기준) 발생한 태양폭풍은 2003년 11월 이후 가장 강력한 우주폭풍으로 알려져 있습니다.
 슈퍼태양폭풍으로 인해 우리나라 강원도를 비롯한 전 세계 여러 지역에서는 오로라가 관측됐습니다.
 상부 전리권 플라즈마 밀도는 적도 부근에서 최대가 되는데 태양폭풍이 발생할 때 최대 플라즈마 밀도 지역이 위도 25~30도 지역으로 이동해 적도 지역의 밀도는 낮아집니다.
 이를 '적도 이온화 이상 현상'이라고 부르는데 지난해 5월 발생한 태양폭풍은 적도 지역 플라즈마를 자기 위도 40도까지 이동시켰고, 도요샛은 이 현상을 포착해 냈습니다.
 도요샛 위성들은 플라즈마 측정 센서인 랭뮤어 탐침을 이용해 전리권 플라즈마의 밀도와 온도를 약 60시간 연속 관측했습니다.
 태양폭풍 발생 전에는 적도 부근의 전자 밀도가 높았다가 폭풍 발생 후에는 고밀도 전자들이 적도로부터 점차 멀어지며 중위도 지역으로 이동하는 현상을 관측했습니다.
 또 폭풍 개시 후 극 지역에서 전자 온도가 급격히 상승하는 것도 확인했습니다. 
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 <img alt="태양폭풍 발생 전과 후의 전리권 비교 [한국천문연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/05/newsy/20250805073046203ejsg.jpg" data-org-width="1820" dmcf-mid="UXcTfNYc1S" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/05/newsy/20250805073046203ejsg.jpg" width="658">
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 태양폭풍 발생 전과 후의 전리권 비교 [한국천문연구원 제공]
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 태양폭풍 기간에 관측된 전리권의 극적인 변화는 GPS 위치 오차 증가, 통신 장애, 전력망 손상 등의 피해를 일으킵니다.
 또 위성의 궤도도 변화시킬 수 있는데, 실제 이 시기 도요샛들의 평균 고도가 약 200m~500m 하강했습니다.
 도요샛이 관측한 전자 온도 및 플라즈마 분포 변화는 기존 연구에서 제안된 지구 저궤도 우주날씨 변화 메커니즘을 보완하는 중요한 근거 자료로 활용될 전망입니다.
 이번 연구 성과는 우주환경 관련 연구 성과를 집중적으로 다루는 학술지인 '스페이스 웨더'(Space Weather)지에 실렸습니다.
 해당 연구 논문의 제1 저자인 한국천문연구원 송호섭 박사는 "초소형 큐브위성을 이용해 다른 큰 위성에 비견될 만큼 양질의 데이터를 생산할 수 있고, 과학적 성과를 낼 수 있어 기쁘다"라고 소감을 밝혔습니다.
 도요샛 프로젝트 연구책임자인 이재진 책임연구원은 "후속 임무로 최근 초저고도용 도요샛2(SNIPE-2)에 대한 기획 연구를 진행 중이며, 이를 기반으로 후속 프로젝트를 추진 중이다"라고 말했습니다.
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 김동혁(dhkim1004@yna.co.kr)
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