"태양을 향해 쏴라!"... 한미 공동 개발 '코로나 그래프' 10월 우주로

한국천문연구원 연구팀이 NASA(미국항공우주국)과 공동으로 개발한 태양 코로나 그래프 '코덱스'(CODEX·Coronal Diagnostic Experiment) /사진=우주항공청

국내 연구팀이 NASA(미국항공우주국)과 공동으로 개발한 태양 코로나 그래프 '코덱스'(CODEX·Coronal Diagnostic Experiment)가 10월 국제우주정거장(ISS)으로 발사된다. 우주 관측기 설계부터 시험까지 전 과정을 NASA와 공동으로 수행한 국내 첫 우주 분야 국제협력 프로그램이다.

우주항공청(우주청·KASA)과 한국천문연구원(천문연)은 8일 서울 종로구에서 브리핑을 열고, 공동 개발한 코덱스(CODEX)가 지난달 29일부터 2일까지 통신 및 제어 기능 시험을 성공적으로 마치고 10월경 미국 NASA 케네디우주센터에서 스페이스X의 팰컨9 로켓에 실려 발사될 예정이라고 밝혔다.


이후 약 3~4주에 걸쳐 ISS에 설치, 시험 운영하고 최소 6개월에서 최대 2년간 본격적으로 운영할 계획이다. 천문연과 NASA가 데이터센터를 공동 운영한다. 코덱스를 ISS에 설치하고 운영하는 업무는 NASA가 맡는다.

태양 코로나 그래프는 태양 표면에 비해 100만배 이상 어두운 태양 대기의 가장 바깥 영역인 코로나(Corona)를 관측할 수 있는 특별한 망원경이다. 태양의 표면은 매우 밝기 때문에 개기일식을 제외하면 지상에서 코로나를 관측하는 건 불가능하다.

연구팀은 2016년부터 태양권 물리 분야 공동협력을 위한 워킹그룹을 조직해 태양 코로나 그래프 개발을 시작했다. 2019년 9월엔 대형 풍선에 코덱스를 탑재해 고도 약 40킬로미터(km) 성층권 상공에서 코로나의 온도와 속도를 동시에 관측하는 데 성공한 바 있다.


이런 성과를 바탕으로 2019년 코덱스 개발에 착수해 지난 4월 조립을 완료했다. 코덱스는 코로나의 형상만 촬영하는 게 아니라 온도와 속도까지 동시에 관측해 2차원 영상으로 구현할 수 있다. 우주청은 "이런 기능을 보유한 태양 코로나 그래프는 코덱스가 세계 최초"라고 설명했다.

연구팀은 코덱스를 통해 "태양에 바깥층에 위치한 코로나가 왜 고온인지 이해할 수 있을 것"이라고 말했다. 태양의 온도는 중심에서 바깥쪽으로 나아갈수록 낮아지는데, 코로나는 가장 외곽에 있음에도 수백만 도까지 가열된다는 것이다.

태양풍이 빠른 속도를 내는 이유도 규명할 수 있을 것으로 기대된다. 코로나에서 방출된 초속 수십 킬로미터(㎞)의 태양풍은 태양 근처를 벗어나면서 초속 수백㎞로 가속하며 우주 날씨에 큰 영향을 미친다. 우주날씨는 지상의 전파통신을 교란하는 등 지구에도 영향을 미친다. 연구팀은 이러한 현상을 연구하기 위해 코덱스를 통해 태양 반경의 3~10배에 이르는 영역에서 코로나 온도와 속도를 측정할 계획이다.

이번 프로젝트에서 천문연은 코덱스의 핵심기술인 편광카메라, 필터휠, 구동 제어기 등 하드웨어와 코로나그래프 비행 빛 지상 운영 소프트웨어를 개발했다. NASA는 코덱스의 광학계, 광기계부, 태양 추적 장치를 개발했다. 총 개발비는 약 500억원이다. 한국이 200억원, 미국이 300억원을 투자했다.

한국 측 기술개발을 총괄한 최성환 천문연 책임연구원은 "우주 관측기의 설계, 제작, 통합, 시험 전 과정을 NASA와 공동으로 수행한 한국 최초의 국제협력 프로그램"이라며 "천문연이 NASA가 보유한 데이터에 대해 접근권을 갖고 깊이 관여하는 등 국내 기술력을 증명했다"고 의의를 밝혔다.

윤영빈 우주청 청장은 "태양 코로나 및 태양풍 등 태양 연구의 새로운 지평을 여는 중요한 전환점이 될 것"이라고 말했다.

CODEX의 한국 측 기술 개발을 총지휘한 최성환 한국천문연구원 책임연구원이 8일 서울 종로구에서 열린 CODEX 최종 점검 관련 브리핑에서 발표하고 있다. /사진=박건희 기자