한미 공동개발 태양 코로나그래프, 발사 전 최종 점검 완료

10월 경 스페이스X 팰컨9으로 발사
3~4주간 국제우주정거장 설치 예정
'태양 연구 새 지평 여는 전환점 될 것'

윤영빈 우주항공청 청장이 코스파(COSAPR) 개회식에서 개회사에 나섰다. /우주항공청

우주항공청과 한국천문연구원은 미국 항공우주국(NASA)과 공동 개발한 태양 코로나그래프(Coronal Diagnostic Experiment, CODEX)의 발사 전 최종 점검을 완료했다고 8일 밝혔다.

공동 연구진은 지난 7월 29일부터 8월 2일까지 미국 고다드 우주비행센터와 케네디우주센터에서 이뤄진 CODEX의 통신 및 제어 기능 시험을 성공적으로 마쳤다. CODEX는 오는 10월 미국 NASA 케네디우주센터에서 스페이스X가 개발한 화물선(Cargo Dragon)에 실려 팰컨 9(Falcon 9) 로켓으로 발사될 예정이다. 이후 약 3~4주간 국제우주정거장 설치와 시험 운영 기간을 거쳐 6개월에서 최대 2년간 운영될 계획이다.

코로나그래프는 태양 표면에 비해 100만 배 이상 어두운 태양 대기의 가장 바깥 영역인 코로나(corona)를 관측할 수 있는 특별한 망원경이다. 태양의 표면인 광구가 상대적으로 매우 밝아 개기일식을 제외하면 지상에서 코로나 관측이 불가능하며, 인공적으로 태양 면을 가려야만 코로나를 관측할 수 있다.

이번에 한·미 연구진이 공동으로 개발한 CODEX는 태양 코로나의 형상만 촬영하는 것이 아니라, 기존에 제한적으로만 관측할 수 있었던 온도와 속도를 1개 기기에서 동시 관측해 2차원 영상으로 구현할 수 있도록 고안된 세계 최초의 코로나그래프라고 우주청은 설명했다.

코로나에서 방출된 초속 수십㎞의 태양풍은 태양 근처를 벗어나면서 초속 수백㎞로 가속되며 우주 날씨에 큰 영향을 끼친다. 이러한 현상을 연구하기 위해 CODEX는 태양 반경의 3배에서 10배에 이르는 영역의 코로나 온도와 속도를 측정할 계획이다. 이 연구는 우리가 우주 날씨를 더 정확하게 예측하는 데 큰 도움을 줄 것으로 예상된다고 우주청은 덧붙였다.

우주항공청과 한국천문연구원이 2023년 5월 이탈리아 국립 천체물리연구소(INAF)와 진행한 태양 코로나그래프 광학 성능 시험./우주항공청

이번 프로젝트에서 천문연은 CODEX의 핵심기술인 편광카메라, 필터휠, 구동 제어기 등 하드웨어와 코로나그래프 비행 및 지상 운영 소프트웨어를 개발했다. NASA는 코로나그래프의 광학계와 광기계부, 태양 추적 장치를 개발했으며, 국제우주정거장 설치와 운영을 담당한다.

한국 측 연구책임자인 천문연 김연한 박사는 "CODEX가 성공적으로 코로나를 관측한다면 국내 태양 우주 환경 연구자들이 더욱 주도적으로 태양 연구를 수행할 수 있을 것"이라고 말했다. 한국 측 기술개발을 총괄하고 이번 최종 점검을 현지에서 수행한 천문연 최성환 박사는 "CODEX는 한국과 NASA의 기술력이 합쳐져 만들어진 합작품"이라며 "코로나그래프를 개발하면서 확보된 기술은 우주와 국방, 반도체 산업으로 확산할 수 있다"고 강조했다.

NASA 측 연구책임자인 제프리 뉴마크 박사는 "한국이 가지고 있는 우수한 소프트웨어 기술과 NASA의 광학계 및 태양 추적장치 기술이 잘 접목된 상생 기술"이라며 "CODEX가 성공적으로 임무를 수행할 경우보다 장기적으로 운영할 유사 관측기기 개발도 진행할 것"이라고 설명했다.

우주청과 천문연은 이번 CODEX 프로젝트를 수행하기 위해 긴밀한 한·미 공조 체계를 구축했으며 태양 연구 분야 기술력을 쌓아왔다. 2016년 천문연은 NASA와 태양권 물리 분야 공동협력을 위한 실무단을 조직했으며, 2017년 8월 미국 개기일식 시 지상에서 공동 관측을 통해 코로나그래프의 핵심 과학 이론인 '온도·속도 동시 측정' 기술을 성공적으로 시험했다.

2019년 9월에는 대형 벌룬에 코로나그래프를 탑재해 고도 약 40㎞ 성층권 상공에서 코로나의 온도·속도 동시 관측에 성공했다. 이를 바탕으로 2019년 10월 CODEX 개발에 착수했으며, 올해 4월 CODEX 통합 조립을 완료, 지난주 발사 전 최종 기능 점검을 완료했다.

윤영빈 우주청장은 "CODEX 프로젝트의 성공적인 수행을 통해 태양의 코로나 및 태양풍 등 태양 연구의 새로운 지평을 여는 중요한 전환점이 될 수 있을 것"이라며 "이 프로젝트를 통해 태양 연구와 우주 날씨 예측 분야에서 우주청은 NASA와의 긴밀한 협력 관계를 더욱 강화하고 양국 간의 지식과 기술을 공유하겠다"고 말했다.

우주항공청과 한국천문연구원은 지난 7월 29일부터 8월 2일까지 미국 고다드 우주비행센터와 케네디우주센터에서 CODEX(태양 코로나그래프)의 통신 및 제어 기능 시험을 진행했다./우주항공청