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태양이 `기침`하면 지구 통신망은 `독감`

태양 플레어 폭발 영향은

  • 국제신문
  • 이진규 기자 ocean@kookje.co.kr
  •  |  입력 : 2011-03-09 20:57:33
  •  |  본지 20면
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- 지난달 고강도 X등급 폭발, 단파통신 등에 장애 불러
- 11.2년 흑점 증감 주기따라 2013년 5월 강력 폭발 예상

- 선박·항공기· 방송 전파 교란, GPS 위치정보 오류 일으켜
- 태양폭발때 극지방 비행하면 강한 방사능에 노출 될수도

지난달 15일 오전에 있었던 태양의 플레어 폭발로 단파통신 등에 장애가 일어났다. 이번 폭발은 대단히 강력한 폭발인 X등급으로 분류됐다. 또 오는 2013년 5월 강력한 태양 폭발이 예상되면서 이에 따른 피해 규모와 대비에도 관심이 쏠리고 있다.

■2013년 태양활동 극대기

   
강력한 태양 폭발은 통신 장애·GPS 오류 등 광범위한 피해를 일으킨다. 사진은 태양폭발 자외선 영상
태양 플레어 폭발의 영향은 즉각적이다. 폭발에 따라 분출된 입자는 빛의 속도로 지구로 도달해 전리층에 영향을 줘 단파통신에 장애를 일으켰다. 이번 폭발의 특이한 점은 태양대기물질 방출(CME)이 함께 일어났다는 것이다. CME는 태양 폭발 때 발생하는 고속의 플라스마 입자로 지구 도달까지 1~2일 걸린다. 초속 900㎞로 지구에 도달한 플라스마 입자는 지구 자기장에 영향을 줘 통신 잡음 증가와 같은 전파 교란과 인공위성 운영 장애 등을 일으킨다. 실제 이날 천문연구원이 운용하는 태양저주파관측기에서는 45~450㎒ 주파수 대역에서 강한 전파 폭발이 관측됐고 이 주파수 대역에서 통신에 영향을 주는 태양 전파잡음이 평소의 1만 배로 증가했다.

   
지난달 15일 폭발지역 영상
1609년 갈릴레이가 망원경으로 태양 흑점을 관측한 이래 흑점 수가 평균 11.2년을 주기로 증감한다는 것이 확인됐다. 이후 루돌프 볼프에 의해 흑점 수 변화를 태양활동 주기의 지수로 활용하고 있다. 1755~1766년을 1주기로 시작해 올해는 태양활동 24주기의 상승기에 해당한다.

미국 국립해양대기청(NOAA)은 2008년 12월에 23주기의 극소기를 지나 24주기로 접어든 것으로 판단한다. 흑점 활동이 최소로 줄어드는 극소기와 예상 최대 흑점 수를 기초로 2013년 5월께 극대기를 맞을 것으로 예상했다.

이달 들어 미국 항공우주국(NASA)은 23주기의 극소기는 역시 2008년 12월이며 24주기의 극대기는 2013년 7월께로 예상했다.

■통신·위성에 광범위한 영향

   
태양폭발 때의 태양대기물질 방출(CME) 영상. 한국천문연구원 제공
태양 폭발이 일어나면 시차를 두고 지구에 다양한 영향을 미친다. 플레어 폭발 이후 8분이 지나면서부터 가열돼 두꺼워진 지구 대기의 이온층이 주파수 3~30㎒의 단파를 흡수한다. 또 이온층의 불균일성으로 30~3만㎒ 주파수대의 초단파, 극초단파, 마이크로파 통신의 전파 장애가 일어난다. 단파는 원거리 국제통신이나 선박·항공기 통신, 국제방송에 쓰이는데 2003년 10월의 거대 태양폭풍 기간에 경기도 오산의 미 공군 기지에서는 단파통신이 두절됐다.

태양 플레어 폭발은 생활에 필수적인 GPS도 교란시킨다. 이는 폭발로 인해 이온층의 밀도가 비정상적으로 변하기 때문이다.
이때는 지상과 위성 간의 통신 전파가 불규칙적으로 위상 변화를 일으켜 위치 정보에 오류가 일어난다. 위성과의 통신뿐 아니라 위성 자체의 궤도도 영향을 받는다. 태양 복사에 의해 가열되고 팽창한 지구의 고층 대기를 위성이 지나가면 대기 마찰력이 증가해 위성 궤도가 변화한다. 이는 주로 고도 1000㎞ 이하의 저궤도 위성에서 일어난다. 2003년의 태양폭풍 때 아리랑 위성 1호의 궤도 예측 정밀도(오차)가 평소 수준보다 8배인 16㎞ 정도로 크게 변했다. 또 마찰로 고도가 낮아지는 정도도 평소의 6배 수준인 하루 33m에 달했다.

고에너지 복사에 의한 높은 방사능에 노출될 위험성도 커진다. 태양 폭발 때 극지방을 통과하는 항공기 승무원이나 승객은 저위도에서보다 훨씬 높은 방사능에 노출될 수 있다. 지구 궤도에 있는 우주인이 우주선 밖에서 활동한다면 단 몇 시간 만에 지상에서 1년치에 해당하는 방사능을 쬘 수도 있다.

한편 한국천문연구원은 오는 17일 서울 공군회관에서 '2013년 우주환경 재난-전망과 대응'을 주제로 특별 세미나를 열고 ▷우주환경이 인류 사회에 미치는 영향 ▷2013년 태양활동 전망 ▷각국의 태양활동 극대기 대응 방안 등을 논의한다.

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