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태양계 이야기 797 - 태양의 극지방을 탐사할 Solar Orbiter



(Artist's impression of the Solar Orbiter approaching the Sun. Spacecraft: ESA/ATG medialab; Sun: NASA/SDO/ P. Testa (CfA))

(The Solar Orbiter will use the gravity of Venus to lift its orbit around the Sun to higher latitudes. Credit: ESA)


 나사와 유럽 우주국의 합작 태양 탐사선인 솔라 오비터 (Solar Orbiter, 약자로 SolO)가 현지 시각으로 2020년 2월 10일 발사됐습니다. 솔라 오비터는 앞서 발사된 파커 솔라 프로브처럼 태양 가까이 다가가지는 않지만, 지구에서 절대 관측할 수 없었던 태양의 양 극지방을 관측하는 중대한 임무를 맡고 있습니다. 파커 솔라 프로브가 태양 반지름의 9.86배인 690만km 까지 접근하는 반면 솔라 오비터는 태양 반지름의 60배 정도 거리인 4200만km까지 접근해 수성 궤도보다 약간 안쪽까지만 진행합니다. 따라서 파커 솔라 프로브처럼 강한 태양열을 견디지 않아도 되는 반면 궤도를 수정하는 것이 큰 문제입니다. 


 지구 극궤도를 공전하는 인공위성은 지구에서 자전축에 수직 방향으로 쏘면 되지만, 태양 극궤도를 공전하기 위해서는 지구 궤도에서 공전 궤도를 90도 틀어야 하기 때문에 상당한 양의 연료가 필요합니다. 물론 그렇게 많은 연료를 탑재했다가는 발사 비용이 감당 못하게 늘어나기 때문에 솔라 오비터는 10년에 걸쳐 플라이바이를 통해 궤도를 수정하는 방법을 선택했습니다. (위의 gif 파일 참조) 




(동영상)


 일단 발사된 후 솔라 오비터는 7년에 걸쳐 24-25도까지 궤도를 틀고 만약 3년 정도 추가 연장 임무를 수행하면 최대 33도까지 기울어진 궤도로 돌게 됩니다. 완전히 극궤도 탐사선은 아니지만, 비스듬한 각도로 극지방을 관측할 수 있게 되는 것입니다. 사실 태양에서 아주 가까이 다가가지 않는 것도 완전히 90도로 틀 수 없기 때문이기도 합니다. 


 솔라 오비터의 일차 목표는 태양에서 나오는 고에너지 입자가 어떤 형태로 주변으로 뿜어져나와 태양권을 형성하는지 이해하는 것입니다. 태양은 3차원 구체이므로 사실 태양풍을 비롯한 입자가 나오는 과정 방향도 각도에 따라 달라집니다. 특히 태양의 강력한 자기장 때문에 궤도에 따라 입자의 형태와 속도도 달라질 것입니다. 이를 직접 관측하면 지금까지 알지 못했던 여러 가지 사실들이 밝혀질 것으로 기대됩니다. 


 태양은 우리가 가까운 거리에서 관측할 수 있는 유일한 항성입니다. 하지만 지금까지의 관측은 우리가 관측할 수 있는 방향에서만 이뤄졌습니다. 이제까지 밝혀지지 않았던 태양 극지방의 비밀이 무엇일지 궁금합니다. 앞으로 10년에 걸쳐 솔라 오비터가 결정적인 정보를 제공할 것입니다. 


 참고 




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