누리호 4차 발사…오로라, 광시야로 관측한다 [지금은 우주]

[아이뉴스24 정종오 기자] 우리나라가 오로라는 실시간 관측할 수 있는 시스템을 구축한다. 관련 과학 탑재체가 누리호 4차 발사 때 우주로 배치된다. 고위도 지역에서 발생하는 오로라를 광시야로 관측할 수 있다.

한국천문연구원은 로키츠(ROKITS, Republic Of Korea Imaging Test System, 우주용 광시야 오로라·대기광 관측 카메라)를 성공적으로 개발 완료했다. 해당 카메라는 차세대중형위성 3호(차중 3호)에 실려 오는 27일 누리호 4차 발사 때 우주로 간다.

ROKITS는 차중 3호에 탑재돼 고위도 지역에서 광범위하게 발생하는 오로라를 광시야로 관측한다. 오로라는 지구 자기권 내 고에너지 입자가 지구 대기로 들어와 산소, 질소 등과 부딪혀 빛을 내게 하는 현상이다.

ROKITS는 이를 관측함으로써 지구 대기로 유입하는 에너지 정보 등 우주환경 예측에 필요한 자료를 수집하는 역할을 한다.

오로라는 주로 고위도 지역에서 발생한다. 태양 폭발 등으로 지자기 폭풍이 일어나면 우주 환경이 급변한다. 오로라의 밝기와 발생 범위가 증가해 평소에는 오로라를 보기 어려운 중위도 지역에서도 관측할 수 있다.

이처럼 오로라 경계가 고위도에서 적도 방향으로 확장되는 모습 등을 ROKITS가 관측한다. 오로라의 발생 범위(경계)는 태양과 자기권에서 지구 대기로 들어오는 에너지를 추정하는 데 중요한 정보를 제공한다.

ROKITS는 초록색(557.7nm), 붉은색(630.0nm), 가시광 전 파장에서 영상을 수집하는 3개 렌즈와 카메라 역할을 겸한 온보드 컴퓨터로 구성한 시스템이다.

영상의 관측 폭은 약 700km에 달한다. 대한민국 전역보다 넓은 지역을 한 장의 영상에 담을 수 있는 수준이다. 발사 후 1년 이상 지구 북극과 남극 위를 통과하는 극궤도를 공전하며 관측 임무를 수행할 예정이다.

ROKITS는 기존에 관측 자료가 부족한 자정 부근의 오로라 활동을 관측할 예정으로 차중 3호는 정오-자정을 지나는 태양동기궤도를 사용한다.

이 프로젝트는 우주항공청이 지원하는 차중 3호 탑재체 개발사업으로 선정돼 2021년 9월부터 시작됐다. 천문연은 ROKITS 개발과 함께, 위성에 실린 다른 탑재체(BioCabinet, IAMMAP)에서 수집한 과학 임무 자료를 지상으로 전송하는 X-밴드 전송시스템 개발을 담당했다.

이 사업에는 유남옵틱스, 아이트릭스, 극동통신, 제노코 등 국내 기업이 부분품 제작에 참여해 우주 부품 국산화에 이바지했다.

이우경 천문연 책임연구원은 “오로라는 인간의 눈으로 직접 관측할 수 있는 유일한 ‘우주 날씨’ 현상이며 태양과 자기권 등 지구 외부에서 대기로 유입하는 에너지를 추정할 수 있는 중요한 정보”라며 “우리가 만든 우리 손으로 만든 영상 카메라로 우주에서 오로라 관련 다양한 정보를 얻을 수 있는 우리나라 최초의 사례”라고 설명했다.

이어 “우주 환경 변화는 위성통신 교란은 물론 GPS 오차 증가, 전력망 손상 등 우리 생활에 막대한 영향을 미치는데 태양풍 입자와 지구 자기장의 상호 작용에 의한 에너지 전달 과정으로 이해되고 있는데 그 정확한 작동원리는 아직 밝혀지지 않았다”며 “우주청을 비롯한 천문연, 중소기업 등 각 기관의 특성을 살린 이번 융합 연구로 우주 환경 관련 유의미한 과학 데이터를 얻을 것으로 기대한다”고 덧붙였다.