“태양폭발 강해 통신장애 요주의”… 우주날씨 예보시대 성큼

■ 천문硏, 우주환경 예보시스템 항공사-공군에 제공중

“우주 날씨를 알려드리겠습니다. 태양활동은 안정적입니다. 전파통신에 영향을 미치는 전리층 밀도도 균일해 무선통신을 사용하는 데 문제가 없을 것 같습니다. 북극 항로를 통과하는 항공기를 이용하시는 분들, 방사선 노출 걱정 많으실 텐데요. 내일은 양호하니 마음을 놓으셔도 될 것 같습니다.”

앞으로 방송에서 이 같은 우주 날씨 예보를 들을 수 있을 것으로 보인다. 한국천문연구원은 태양의 흑점 폭발로 인해 시시각각 변하는 지구 주변의 우주 환경을 실시간으로 감시할 수 있는 시스템을 개발해 일부 통신사와 항공사를 대상으로 우주 날씨 예보를 시범 운용하고 있다.

미국 일본 등 선진국은 이미 우주 날씨 예보 시스템을 가동하고 있으며 천문연도 2007년도부터 관련 시스템 개발을 해왔다. 2013년 업그레이드 작업이 끝나면 더욱 정확한 우주 날씨 예보를 들을 수 있을 것으로 예상된다.

○ 흑점 폭발로 인한 우주 날씨 변화

우주 날씨가 우리에게 어떤 영향을 미치겠느냐고 생각하겠지만 우리 삶과 밀접한 관련이 있다. 태양 흑점이 폭발하면 에너지 입자와 X선 등이 우주로 방출되면서 지구 표면에서 100km나 떨어진 전리층까지 도착해 전자밀도를 높인다. 일정한 전자밀도를 유지하고 있는 전리층은 전파를 반사한다. 무선통신은 이런 성질을 이용한다. 그러나 전리층에 있는 전자의 수가 많아지면 전파를 반사하지 않고 흡수한다. 통신 장애가 발생하는 것이다.

천문연 곽영실 우주과학연구센터장은 “태양폭풍으로 전리층에 변화가 생기면 인공위성, 위성위치확인시스템(GPS), 무선통신 등의 장애가 발생할 수 있다”며 “이 때문에 전리층 상태를 지속적으로 측정해 대응하는 것이 필요하다”고 설명했다.

천문연은 우리나라 상공 전리층의 전자밀도를 실시간으로 관측할 수 있는 ‘초단파(VHF) 전리층 레이더 구축 및 전리층 변화 감시 시스템’을 2007년 9월부터 개발해왔다. 천문연은 우선 2009년 10월 우리나라 상공을 측정할 수 있는 시스템 개발을 완료하고 공군에 분석자료를 제공하고 있다. 곽 센터장은 “VHF 시스템은 우리나라 상공의 전리층의 변화를 1분 간격으로 관측할 수 있다는 장점이 있다”고 말했다.

○ 항공사·군부대에도 우주 날씨 제공

흑점 폭발은 북극 상공을 지나는 항공기에도 영향을 미친다. 태양풍 입자들은 지구 자기장을 따라 이동하다가 극지방에 모여 인체에 유해한 방사선을 다량으로 방출하고 통신 장애를 일으키기도 한다. 더러 인공위성 고장의 원인이 되기도 한다.

천문연 측은 인공위성 주변을 측정할 수 있는 ‘우주환경 감시 시스템’도 개발을 마치고 서비스를 시작했다. 인공위성을 운용하고 있는 KT와 통신사령부에는 지난해 11월부터, 항공우주연구원에는 올해 4월부터 위성 주변의 날씨를 알 수 있는 자료를 제공하고 있다.

비행기의 주된 이동 통로인 북극지역 상공의 방사선량과 전파 변화, 우주에서 날아오는 입자량을 측정할 수 있는 시스템 개발도 마친 상태다. 이재진 우주감시사업센터 선임연구원은 “북극 항로 근처의 상황을 24시간 이내의 변화와 현재 상태를 비교해 ‘안정’ ‘불안정’ ‘주의’ 세 등급으로 나눠 간편하게 우주 날씨를 파악할 수 있는 시스템”이라며 “9월부터 대한항공에 무료로 제공하고 있다”고 말했다.

원호섭 동아사이언스 기자 wonc@donga.com