태양 폭풍과 지구 자기장이 충돌하는 자기 권계면. 브라이언 월시 보스턴대 연구팀은 태양과 자기 권계면 사이에 방파제와 같은 ‘스톰 월’을 방출하는 방식을 논문에 제안했다. 태양 폭풍의 자기장 교란을 막는 플라즈마 물질을 자기권 계면에 직접 풀어놓는다는 발상이다.
강렬한 태양 활동으로 태양의 자기 에너지가 유출돼 주변 행성의 자기장을 교란하는 현상을 ‘지자기 폭풍’이라고 한다. 태양에서 방출된 고에너지 입자가 지구 자기장과 충돌하면서 지자기 폭풍이 발생한다. 강력한 지자기 폭풍은 인공위성이나 GPS, 전력망 등 다양한 전자기기에 영향을 준다. 위성 통신망이 오작동해 인터넷이 끊기는 등 피해가 대표적이다. 6월 2일 브라이언 월시 미국 보스턴대 우주물리학센터 교수가 이끈 공동연구팀은 지자기 폭풍으로부터 지구를 보호해 줄 기술, ‘스톰 월(Storm Wall)’ 구상을 국제학술지 ‘스페이스 웨더(Space Weather)’에 발표했다. doi: 10.1029/2025SW004846
연구팀이 고안한 스톰 월은 폭풍(storm)을 막는 벽(wall)이란 뜻이다. 파도를 막는 방파제처럼 우주 공간에 물질을 뿌려 태양 폭풍을 방어할 벽을 짓는다는 발상이다. 논문에 따르면, 스톰 월은 지구와 태양 사이에 특별한 화학물질을 탑재한 위성을 배치하는 작전이다. 위성에는 소듐(나트륨·Na)과 리튬(Li) 같은 알칼리 금속과, 바륨(Ba), 칼슘(Ca) 같은 알칼리 토금속이 들어있다.
위성 6기는 지구 정지궤도에 머물러 있다가, 지자기 폭풍이 발생할 위험이 생기면 지상의 신호를 받아 알칼리 금속과 알칼리 토금속을 내뿜는다. 우주로 방출된 물질은 햇빛과 반응해 원자핵과 전자가 분리된 플라즈마 상태가 되고, 지구 자기장의 영향을 받아 태양풍과 지구 자기장의 경계인 ‘자기권계면’까지 이동해 머무른다.
이렇게 위성이 내뿜은 새 플라즈마 물질이 들어와 자기권계면의 플라즈마 밀도가 높아지면, 강력한 태양풍이 와도 지구 자기장이 크게 교란되지 않는다. 태양풍에서 유입되는 자기력선이 지구 자기권에 바로 연결되지 못하고, 자기권계면을 따라 우회하기 때문이다.
연구팀은 가상의 지구 정지궤도에 스톰 월을 설치한 뒤, 2024년에 5월에 발생했던 강력한 태양 폭풍을 재현하는 시뮬레이션 실험을 진행했다. 그러자 스톰 월이 없을 때와 비교해 지구 자기권으로 들어온 태양풍 에너지가 61%p 감소했고, 지구 자기장을 교란하는 오로라 제트 전류의 세기는 84%p 가량 감소했다.
미래에 스톰 월을 정말로 사용할 수 있을까. 월시 교수는 보도자료를 통해 “지자기 폭풍을 막기 위해 위성에서 방출된 물질은 6시간 안에 사라지기 때문에 스톰 월 프로젝트가 지구 대기를 오염시킬 위험은 적다”고 설명했다. 이어서 “트럭 12대 용량의 물질을 실은 위성 6대를 발사해야 해 비용이 많이 들 것으로 예상되는데, 화학물질 양을 줄이는 등의 노력을 통해 비용을 절감할 수 있다”고 설명했다.
