초강력 태양폭풍으로 증가한 대기 저항과 도요샛의 궤도 변화 모습. 천문연 제공. 지난 2024년 5월 발생한 초강력 태양폭풍이 지구 저궤도 위성의 고도를 급격히 낮추고, 대기 밀도를 2배 이상 높인다는 연구결과가 나왔다. 대기 영향을 크게 받아 수명이 짧고, 안정적 운용이 어려운 초저궤도 위성의 최적 설계를 위한 전략 수립에 기여할 것으로 기대된다. 한국천문연구원은 도요샛 연구팀이 초강력 태양폭풍이 지구 저궤도 위성에 미치는 대기 저항(항력) 증가 효과를 정량적으로 규명하는 데 성공했다고 8일 밝혔다. 도요샛은 천문연과 한국항공우주연구원이 군집 편대 비행을 통한 우주날씨 관측 임무 수행을 위해 공동 개발한 4기의 큐브위성이다. 지난 2023년 5월 25일 누리호에 실려 발사됐으며, 4기 중 3기가 지상국과 정상 교신 중이다. 이 중 나래와 라온은 과학임무를 수행하고 있다. 연구팀은 2024년 5월 발생한 초강력 태양폭풍 기간 동안 도요샛 위성의 고도가 평소보다 300m 낮아진 것을 포착했다 무료인터넷바다이야기 . 이어 태양폭풍이 정.에 달했을 때 위성 주변의 대기 밀도는 평소 대비 2배 이상 급증했고, .차 이전 수준으로 회복되는 것을 확인했다. 위성 운용 고도인 500㎞ 부근에서 태양폭풍 기간 동안 대기 저항이 증가한다는 사실을 알려져 있지만, 대기가 매우 희박해 그 변화를 측정하고, 정량화하는 데 한계가 있었다. 연구팀은 고도 550㎞에서 편대 비행 중인 도요샛 위성 3기의 궤도 변화를 정밀 분석해 대기 저항 변화를 정량적으로 산출했다. 이는 미국 항공우주국(NASA)의 대형 위성 ‘그레이스-팔로우온’ 관측 결과와 상당히 일치했다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 거의 같은 고도에서 운용되는 동일 형태의 도요샛 ‘나래’와 ‘라온’이 자세제어 상태에 따라 서로 다른 대기 저항을 받는다는 사실을 확인했고, NASA의 그레이스-팔로우온 위성 관측값과도 일치했다 모바일 바다이야기게임공략 . 태양폭풍에 따른 대기 저항 증가는 저궤도 위성의 안정적인 운용과 직결된다. 실제 지난 2022년 2월 발사 직후 저궤도에 있던 스타링크 위성들이 태양폭풍 발생으로 다수가 궤도에 안착하지 못하고 대기권으로 재진입하기도 했다. 논문 제1저자인 송호섭 천문연 박사는 “저궤도에서의 대기 저항을 국내에서 처음으로 한국 큐브위성을 이용해 분석했다는 데 의미가 있다”고 평가했다. 도요샛 프로젝트 연구책임자인 이재진 천문연 박사는 “태양활동에 따라 저궤도 대기밀도가 크게 달라질 수 있음을 정량적으로 확인한 만큼 향후 위성 최적 설계와 안정적 운용을 위한 우주환경 자료와 예측 기술을 확보하는 데 연구 역량을 모으겠다”고 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 ‘스페이스 웨더’에 실렸다. 한편 도요샛은 10㎏급 초소형 큐브위성으로 2023년 발사 이후 네 차례의 초강력 태양폭풍을 모두 견뎌내며 지구 전리권과 자기권 플라즈마 변화를 지속적으로 관측하는 임무를 수행하고 있다. 초강력 태양폭풍 당시 도요샛 운용 가상도. 천문연 제공.