d라이브러리

우주선이 제멋대로 작동되고 컴퓨터의 데이터가 파괴되는 이상현상이 남대서양 상공 우주공간에서 발생한다. 90년대에 잇따를 우주망원경 발사계획에 중요한 변수로 작용할 SAA의 정체는?

최근 우주선에 부착된 감도높은 기기들이 심각한 영향을 받고 있다. 주범은 지구 자체에서 만들어내는 자기장. 모든 지구상공에서 이러한 현상이 일어나는 것은 아니고 특정지점에서 발생한다. 이 때문에 천체관측 방법에도 상당한 변화가 요구되고 있다.

브라질의 원해지역 상공에서 일어나는 이 현상은 SAA(South Atlantic Anomaly)라 불리는데, 이른바 우주과학에서의 '버뮤다 삼각지'를 만들어내고 있는 셈이다. 이 영향권에 들게 되면 우주선이 제멋대로 작동, 데이터를 망가뜨리거나 컴퓨터의 혼란을 유발한다. 심지어는 아무것도 없는 곳에서 유령같은 형상들을 보여주기도 한다. 그 이유는 이 지점에서 반 알렌대의 이상 현상이 빚어지기 때문이다.

반 알렌대는 보통 지상 약 8백km 이상의 위치에서 아(亞)원자입자(subatomic particle)들을 지닌 자장대다. 그런데 SAA가 일어나는 지점 위에서는 이 방사선대가 약4백km 이하로까지 내려옴으로써, 이 지역을 저공 비행하는 우주선의 센서들을 방해한다는 것이다.

허블 우주망원경에 영향을

태양주기중 하나인 흑점활동의 영향으로 SAA현상은 지금 한창 기승을 부리고 있다. 특히 질좋은 고감도 망원경을 우주로 쏘아올린 과학자들은 이로 인해 생각지도 못한 고민에 싸여 전전긍긍하는 형편이다.

SAA의 이상현상은 현재 지구궤도를 돌고 있는 1백50억달러짜리 허블우주망원경 탐사계획에 당장 위협을 주고 있다. 뿐만 아니라 컬럼비아우주왕복선과 합류를 기다리는 1억5천만달러짜리 아스트로 원(Astro-Ⅰ) 로켓과 90년대의 첨단우주망원경 발사계획에도 심각한 영향을 끼치고 있다.

SAA 이상현상을 막기 위해 과학자들은 방사선 방패막과 같은 예방책을 강구하는 한편, 이러한 현상이 누그러지는 기간을 산출하기 위한 계획을 조심스럽게 준비하고 있다.

NASA(미국 항공우주국)의 자외선 및 가시광선 천체물리학그룹의 팀장인 에드워드 와일러 박사는 검파기 기능이 갈수록 고감도화 되기 때문에 반 알렌대의 이상현상에 대처할 예방책은 더욱 중요할 수밖에 없다고 말한다.

브라질의 한 해역에 자장의 약(弱)지점이 존재한다는 것은 이미 1세기 전에 알려진 사실이다. 그러나 그 원인은 최근의 과학자들에 의해 밝혀졌다. 즉 지구자장의 중심이 지구중심부와는 약 4백km 떨어진 곳에 있어, 이 때문에 전위(轉位)차가 브라질의 해역에서 발생, 그곳의 자장을 약화시킨다는 것이다.

사실 브라질 원해지역에서 일어나는 이상현상은 1958년 반 알렌 박사가 지구자장 방사선대를 처음으로 그려냄에 따라 발견됐다.

그는 이 지역의 방사입자는 대부분 전자와 양자로 돼 있어 다른 지역의 자장과는 뚜렷한 차이가 남을 밝혔다.

그런데 이러한 SAA현상은 초기 우주시대의 둔탁한 우주선에는 별 영향을 끼치지 않았다. 그러나 우주선 개발기술이 향상되고 그들의 센서가 보다 정밀해짐에 따라 SAA는 무서운 골칫거리로 등장했다.

1968년에 발사한 인공위성 때문에 한때 곤경에 빠진 바 있는 블레스라는 천문학자는 당시를 이렇게 회상했다.

"모든 상황이 순조로울 수 밖에 없는데도 우리는 이 지역에서 종종 실패해야 했습니다. 결국 SAA현상이 발생하기 이틀 전 태양에서 커다란 플레어(flare)가 일어났음을 알아냈습니다. 그리고 뒤이어 SAA가 경도상에 펼쳐졌습니다."

현재 과학자들은 SAA의 세력을 예측, 그에 따른 우주선 발사 계획을 세워놓고 있다. 즉 이 현상을 피할 수 있는 가장 간단한 방법은 그 세력권에 들 때 아무런 관찰실험을 하지 않는다는 것이다.

다음번 우주탐사계획의 하나인 Astro-Ⅰ 로켓발사에는 이 방법이 도입될 예정이다. 우주선을 한밤중에 쏘아 올리면 낮 동안에 이 지점을 통과하게 되는데, 낮에는 천문관측 활동이 현저히 줄어들기 때문이다.
 

방사선 보호장치 개발 시급

보다 진전된 방법은 처음부터 방사선 영향을 차단하는 보호장치를 만드는 것이다. 특수 회로를 설계해 방사선으로 말미암아 생기는 거짓 정보를 참 데이터와 구별해 내는 원리다.

또 특별 센서와 전자회로장치를 이용, 먼 우주에서 날아온 광자가 아닌 다른 입자가 포착될 경우 반응을 보이게 하는 방법이있다. 그럴 경우 자동적으로 추출된 자료는 즉각 지구로 보내지는 것이다.

그러나 이러한 예방기기들이 허블우주망원경에 부착된다 하더라도, 실제 작동을 제대로 할지는 몇달이 지나야 알 수 있다.

SSA현상은 현재 NASA가 추진중인 일련의 값비싼 망원경 발사계획에도 점차 심각한 영향을 미치고 있다. NASA의 계획에 따르면 올해 말경 6억5천만달러짜리 감마선 관측기를, 1997년에 1백60억달러짜리 첨단 X선 천체물리탐사 장비를, 1999년에는 8억달러짜리 우주 적외선망원경 장치를 발사할 예정이다.

따라서 이러한 장비들은 SAA의 위협에 대비해 철저히 준비되어야 할 것이라고 전문가들은 조언한다.

NASA의 고다드 연구소 소속의 보제스박사는 이렇게 말한다.

"예방책은 매우 중요합니다. 아무 대책도 없다면 우리는 SAA현상이 일어나는 동안에는 개점휴업할 수 밖에 없습니다. 이것은 그 어느 과학자도 원하지 않겠지요."