인공위성 “난 방사선이 싫어요”

항상 높이 올라가서 자기 우주로 자기에게 가면 피할 수 없는 일이 있어요. 그것은 지구 밖의 은하계와 태양에서 쏟아지는 높은 Engine을 가진 입자와 방사선의 총칭으로 불리는 우주 방사선입니다. 우리가 살고 있는 지구는 우주 방사선이 주위의 절반 알렌베르트에 갇혀 있어 어느 정도 보호를 받을 수 있습니다. 하지만 인공위성이 자신의 우주선은 반 알렌베르트를 알면 자신의 가령은 가까이서 지구 궤도를 돌기 때문에 우주방사선에 의해 치명적인 영향을 받을 수도 있습니다.허용치 이상의 방사선량이 우주 구조재를 뚫으면 우주 비행사가 신체에 손상을 입는 것은 물론입니다. 전자 부속의 고장이 자기 성능 저하를 가져옵니다. 우주 방사선을 피할 수 있는 비결은 없어요. 투과를 막는 것이 최선의 비결입니다. 따라서 돌파하려는 방사선, 이를 막으려는 인공위성의 치열한 사투가 벌어집니다.

우주 개발 초기의 1960년대 말부터 1970년대 초, 궤도에 오른 인공 위성에는 원인을 알 수 없는 이상이 발생하 슴니다. 정상적으로 작동하지 않거나 설계 수명보다 빨리 작동을 멈추는 일이 자주 일어났습니다. 아내의 목소리에는 원인을 알 수 없었습니다. 설계나 조립에 사건이 있었다고만 생각했어요. 실은 우주 방사선 때문이었어요.우주는 극한 환경이다. 우주 방사선, 우주 먼지, 온도 차이 등이 기다리고 있습니다. 이 중심 우주 방사선은 재료의 성질을 변천 시키거나 전자 부품의 기능을 약하게 합니다. 우주 구조재의 물리적, 화학적 성질을 변형시켜서 사람이 타고 있으면 당연히 신체적 기능도 약화시키겠죠? 이에 따라 인공위성이나 우주선은 설계단계에서부터 우주방사선량을 계산하고 이를 막고 차폐하는 비결을 고려해 제작하게 됩니다. 부품은 철저하게 우주 검증을 거친 제품만 사용합니다. 방사선을 차폐 소재로 만든 박스로 덮기도 한다.땅에서 우주환경을 완벽하게 모사하기는 어려워요. 그래도 최대한 우주 환경을 구현하고 부품 단위부터 시험을 거치게 됩니다. 우주 방사선 환경 시험도 마찬가지입니다. 한국항공우주연구원은 별도의 우주방사선 환경시험시설을 갖추지는 못했습니다. 대신 철저히 우주방사선 환경시험을 거친 부품만 사용한다. 또한 모든 부품, 구성품마다 방사선량 허용치 데이터를 보유하고 있으나, 이것도 오랜 경험으로 축적된 위성개발 노하우다.

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우주 방사선은 태양과 태양계 외부에서 발발하는 코에이 당신 지의 입자입니다. 우주 방사선량은 1정의 높이까지는 고도로 증가합니다. 알다시피 인공 위성뿐 아니라 비행기도 순항 고도 하나 0km안팎까지 탄 어느 정도의 우주 방사선은 피할 수 없습니다. 대신 아주 미약하죠. 인천에서 미쿠 쿠 뉴욕까지 비행기를 타고 갈 때의 피폭 선량은 최대 0. 하나 mSv(밀리 시버트 방사능 수치를 나타내는 단위)정도입니다. X-레이 촬영은 한번에 0.3~하나 mSv, CT촬영은 한~5mSv정도로 하면 크게 걱정할 필요는 없습니다.우주선이 초속 약 하나 0km속도로 반 앨런 벨트 뒤에 걸리는 시간은 약 37분이며 이때 흡수되는 방사선에 던 신지는 약 8라드라고요. 이를 인체 조직이나 장기에 미치는 피폭 선량으로 계산하면 약 80mSv에서 하나 600mSv에 됩니다. 외계인에게 미치는 영향은 어마어마하네요. 자연 방사선의 최소 26배에서 최대 522배에 이르는 것입니다.NASA조사가 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 할 것입니다. 하루에 약 1개.8mSv의 우주 방사선을 浴び니다. 로켓이나 우주선 못지않게 우주방사선을 어떻게 가릴지도 화성 유인탐사의 관건입니다. 방법은 두 가지입니다. 더 강력한 로켓을 개발하고 행성 간 우주여행 시간을 최대한 단축시키는 방법, 그리고 또 하나는 우주방사선을 완벽하게 가릴 수 있는 우주선 개발입니다.결국 인공위성뿐 아니라 우주방사선을 어떻게 차단하느냐가 유인우주탐사의 관건입니다. 우주 도전이 계속되는 한, 뚫고 나가려고 하는 우주 방사선과의 사투는 계속될 것입니다.

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제작/기획:항공우주Editor오요한자문/감수:정지궤도복합위성사업단 용기력 박사

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