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번개를 관측하는 반딧불 ? - Firefly mission



 나사의 고다드 우주 비행 센터와 시에나 대학 (Siena College) 이 협력하고 미 국립 과학 재단 (NSF : National Science Foundation) 이 후원하는 반딧불 미션 (Firefly Mission) 이 발사를 앞두고 있습니다. Firefly 는 소형 위성인 CubeSat  (무게 1.33 kg 이하, 부피 1 리터 이하, 크기 10 cm 이하인 위성)  의 일종으로 축구공 보다 작은 크기입니다. 이 위성의 목적은 지구에서 발생하는 감마선 폭발인 지구 감마선 폭발 : TGFs (Terrestrial Gamma ray Flashes) 를 관측하는 것입니다. 



(Firefly 위성의 상상도  This is an artist's rendition of the football-sized Firefly satellite in low-Earth orbit. Firefly's mission is to study the relationship between lightning and huge bursts of gamma rays called terrestrial gamma ray flashes. Credit: NASA/Goddard Space Flight Center )

 나사의 콤프턴 감마선 관측 위성 ( Compton Gamma Ray Observatory) 은 1990 년대에 최초로 지구에서 나오는 것이 분명한 TGFs 들을 관측하기 시작했는데 본래 우주에서 날아오는 감마선 버스트를 관측하기 위해 이 위성을 발사한 과학자들은 이 흥미로운 현상을 보고 TGFs 라고 이름 붙였습니다. 비록 그 발생 기원에 대해서 100% 이해하지는 못하고 있지만 번개가 이 현상과 관련 있으리란 가설이 유력합니다.   

 번개 (Lightning) 는 지구에서 가장 흔한 현상 가운데 하나입니다. 초당 50 회의 번개가 지구 전체에서 생기고 있다고 추정되는데 TGFs 는 아마도 이 번개와 연관이 있는 것 같습니다. 번개가 가진 에너지는 엄청날 수 있는데 짧은 시간 동안 방출되어 수백만도 이상의 높은 온도를 생성할 수 있습니다. 따라서 강력한 번개가 TGFs 의 원인일 것이라고 추정하는 것은 그럴 듯한 가설로 보입니다. 


 하지만 실제로 간단하게 번개가 원인이라고 결론을 내리기가 쉽지 않은 것이 실제로는 감마선을 생성하기에는 에너지가 충분치 않기 때문입니다. 번개가 가진 에너지는 감마선을 발생시킬 만큼 전자를 가속하기 위해 필요한 에너지의 1/10 수준에 불과합니다. 일부 과학자들은 번개의 강한 에너지로 가속된 전자가 연쇄 반응을 일으켜 이런 큰 에너지를 가진 전자가 발생한다고 생각하고 있지만 아직은 가설 단계입니다. 


 파이어플라이는 번개와 TGFs 의 연관성을 밝히기 위해 지구를 관측할 것입니다. 번개와 더불어 강력한 감마선을 관측하기 위한 장비인데 이름이 반딧불인 점은 재미있습니다. 아마도 작은 크기 때문에 이런 이름을 붙이지 않았나 생각되네요. 








 파이어플라이는 11월 19 일 다른 27 개의 큐브셋과 더불어 발사의 기회가 주어집니다. 아마도 결론을 얻기 위해 오랜 관측 기간과 많은 큐브셋이 필요할 것으로 생각됩니다. 아무튼 큐브셋은 작은 만큼 수십개를 동시에 발사해서 다양한 임무에 투입할 수 있습니다. 기술의 진보로 작고 저렴한 위성으로 같은 일을 할 수 있다면 굳이 거대한 위성을 발사할 이유가 없겠죠. 저렴한 발사 비용은 물론 문제가 생겼을 때도 작은 위성이 훨씬 안전합니다. 따라서 앞으로 큐브셋을 비롯한 소형 위성이 점점 널리 쓰이게 될 것 같네요. 



 참고 



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