[별별과학] 태양을 향한 현대의 이카루스

지구 생명의 근원인 태양은 고대로부터 인류의 큰 호기심 중 하나였다. 그리스 신화에 나오는 이카루스는 태양을 향해 날아올랐다가 너무 뜨거워 날개를 붙인 밀랍이 녹아 추락했다. 신화에서도 불가능했던 태양 탐사를 현대 과학이 시도한다. 지난 12일 새벽에 태양 탐사선 파커 위성이 발사됐다. 미션명은 ‘Touch the Sun’으로, 말 그대로 태양에 바로 근접한다는 목표다.

파커 탐사선은 태양과 지구 궤도 사이를 반복 선회하며 태양에 점차 접근한다. 올 11월쯤 최초로 2500만㎞까지 접근했다가 2024년 말 태양 표면으로부터 약 600만㎞까지 다다른다. ‘코로나’라고 하는 태양의 대기권까지 다가선 위치다.

600만㎞ 거리에서 태양광 세기는 지구 위치에서의 500배 이상으로 강렬하다. 지상에서 직경 5㎝ 렌즈로 태양빛을 2㎜ 정도의 초점에 모았을 때와 비슷한 세기다. 태양 탐사를 위해서는 이렇게 강력한 태양열에 탐사선이 녹지 않도록 견뎌내는 방열 기술이 필요하다. 파커 탐사선에는 직경 2.7m, 두께 11㎝의 카본 복합체로 된 방열 방패가 태양빛을 차단해준다. 방열 방패가 태양을 바라보는 면에는 백색 세라믹이 덮여 있어 대부분의 태양빛을 반사시킨다. 그 결과 대부분의 태양 에너지는 차단되고 불과 0.001%만이 탐사선에 전달돼 탐사선은 항상 섭씨 40도를 넘지 않도록 설계됐다.

태양 연구에서 아직도 열린주제는 코로나 가열 문제다. 현재 관측 사실에 의하면 코로나 온도는 섭씨 100만도를 넘는다. 태양 표면의 온도는 섭씨 6000도 정도인데 그 밖에 형성된 코로나의 온도가 200배 이상 뜨겁다는 사실은 기존의 열역학 법칙만으로는 설명이 안 된다. 태양 내부로부터 파동 혹은 자기장 변동에 의해 에너지가 전달된다는 이론이 있는데, 아직 실험적으로 규명되지 않았다. 파커 탐사선의 주된 임무는 코로나 대기권에 진입, 이를 직접 관측해 태양풍의 가속 원리를 밝혀내는 일이다.

이남영 과학칼럼니스트



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