戰爭砲擊에도 連結衛星通信, 太陽風엔 杜絶[정우성의 未來科學 엿보기]

東亞日報
入力 2022年 3月 14日 03時 00分

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태양은 ‘핵융합’을 통해 에너지를 생산한다. 이런 원리를 적용한 대전 한국핵융합에너지연구원의 한국형 핵융합 연구시설인 한국형초전도핵융합장치(KSTAR). 사진 출처 한국핵융합에너지연구원 — 太陽은 ‘核融合’을 통해 에너지를 生産한다. 이런 原理를 適用한 大田韓國核融合에너지연구원의 韓國型核融合硏究施設人韓國型超傳導核融合裝置(KSTAR). 寫眞出處韓國核融合에너지硏究院

러시아가 우크라이나를 侵攻하는 일이 벌어졌다. 軍事大國인 러시아의 攻勢에 우크라이나의 通信網은 脈없이 무너졌다. 基地局 같은 主要施設이 破壞되니 連絡을 주고받을 수가 없다. 軍隊뿐 아니라 民間도 큰 어려움을 겪고 있다. 우크라이나는 일론 머스크가 設立한 스페이스X의 ‘스타링크’ 서비스 使用을 急히 要請한다. 스페이스X는 로켓 開發과 宇宙探査計劃으로 널리 알려진 會社다. 인터넷으로 날아온 要請에 머스크는 곧바로 答했고, 며칠 後 우크라이나에 스타링크 서비스가 提供된다.

스타링크는 로켓으로 작은 衛星을 地球上空에 띄워 全世界를 連結하는 인터넷 서비스다. 總 1萬個가 넘는 衛星으로 地球村 어디에서나 通信이 可能하게 만든다는 게 目標다. 只今까지 2000餘個의 衛星이 하늘로 올라갔다. 衛星과 連結되는 작은 裝備만 있으면 基地局이나 光케이블 없이도 通信이 可能하다. 卽, 러시아가 電話局을 爆擊해도 連絡을 주고받는 데에는 別問題가 없다. 그동안 美國과 유럽 一部國家에만 서비스됐는데, 戰爭을 契機로 여느 國家보다 먼저 우크라이나에 스타링크 서비스가 開通된 셈이다.

수많은 衛星으로 通信連結을 하겠다는 構想과 試圖는 以前에도 있었다. 美國의 모토로라가 始作한 이리듐 計劃은 全世界에 衛星電話 서비스를 提供한다. 우리나라도 SK텔레콤이 暫時 서비스한 적이 있다. 收益이 크게 나지 않아 우리나라에서의 事業은 撤收했지만, 外國에서 加入한 이리듐 衛星電話를 쓸 수는 있다. 衛星은 國境과 相關없이 地球全體에 電波를 내보낼 수 있기 때문이다.

戰爭의 砲火 속에서도 作動하는 衛星 서비스이지만, 太陽暴風이 일어나면 이야기는 달라진다. 地球에서 바람이 부는 것처럼 太陽에도 바람이 분다. 太陽에서는 自己場 때문에 이온 粒子가 高速으로 放出된다. 이를 太陽風이라 한다. 地球에서는 太陽風을 直接 마주할 일이 없다. 地球磁氣場이 太陽風粒子를 地球로 들어오지 못하도록 保護하는 德이다. 宇宙에는 수많은 별이 있다. 太陽보다 큰 별도 無數히 많다. 萬若地球가 太陽보다 더 剛한 에너지를 가진 별 옆에 있었다면 地球大氣程度는 우습게 날아갔을 것이다. 多幸히도 地區에서는 太陽風粒子가 地球磁氣場에 散亂해 만드는 華麗한 오로라를 볼 수 있을 뿐이다.

하지만 太陽風은 地球磁氣場의 바깥에 있는 人工衛星에 큰 威脅이다. 太陽風이 强하게 불어오면 人工衛星이 誤作動한다. 衛星通信이 제대로 되지 않고, 내비게이션에 情報를 주는 GPS衛星에도 問題가 생긴다. 스페이스X의 스타링크 衛星亦是只今까지 쏘아올린 衛星中約 10%가 太陽風 같은 宇宙環境을 견디지 못하고 墜落했다. 그래서 太陽風을 常時觀測하며 硏究한다. 우리나라도 濟州島에 있는 宇宙電波센터가 太陽風地上觀測器를 運用하고 있다.

태양 표면에서 플라스마 폭발이 일어나는 모습(왼쪽 사진). 이때 태양에서 나온 전하입자들은 보통 사나흘이면 지구에 도착해 오로라나 자기폭풍을 일으킨다. 일론 머스크가 설립한 민간 우주기업 스페이스X가 서비스하고 있는 위성 인터넷 ‘스타링크’의 운용 개념도. 태양풍이 불면 오작동이 발생할 수 있다. 사진 출처 미국항공우주국(NASA)·스페이스X — 太陽表面에서 플라스마 爆發이 일어나는 모습(왼쪽 寫眞). 이때 太陽에서 나온 電荷粒子들은 普通 사나흘이면 地球에 到着해 오로라나 磁氣暴風을 일으킨다. 일론 머스크가 設立한 民間宇宙企業 스페이스X가 서비스하고 있는 衛星 인터넷 ‘스타링크’의 運用槪念도. 太陽風이 불면 誤作動이 發生할 수 있다. 寫眞出處美國航空宇宙局(NASA)·스페이스X

平常時에는 큰 影響을 미치지 않는 太陽이지만, 가끔 太陽의 黑點에서 大規模爆發이 일어나면 狀況이 달라진다. 엄청난 量의 에너지가 噴出되고, 이로 인해 생긴 强力한 太陽暴風은 地球에 큰 影響을 미친다. 衛星通信이 멈추는 것을 넘어 땅 위에서도 變壓器가 터지고 停電이 된다. 곳곳에서 火災도 일어난다. 인프라가 잘 갖춰진 우리나라에서도 며칠 或은 몇 달間 인터넷이 痲痹되는 災殃이 일어날 수도 있다. 太平洋 깊숙이 묻힌 海底光케이블의 復舊에는 더욱 오랜 時間이 걸릴 것이다. 黑點爆發亦是宇宙電波센터를 비롯한 많은 곳에서 觀測하고 硏究하며, 或是 모를 宇宙로부터의 災難에 對備하고 있다. 다만 如前히 太陽에서 일어나는 일과 宇宙의 날씨에 갖는 關心과 投資가 꽤 不足한 便이다.

우크라이나의 스타링크에 또 다른 威脅이 있다. 裝備가 모두 갖춰졌어도 막상 電氣가 없으면 쓸 수 없다. 러시아가 우크라이나의 電氣供給源인 原子力發電所를 次例로 占領하고 있는 것도 相對의 脈을 끊기 위함이다. 電氣는 人類가 發明한 에너지 中 가장 便利하고 效率的이다. 다만 最近氣候變化에 맞서 어떤 方式으로 電氣를 만드는 게 좋은지 論難이 많다. 여기에 다시 太陽이 登場한다. 太陽이 에너지를 만드는 原理인 ‘核融合’을 地區에서도 具現하려는 努力이다. 核融合은 原子力發展에 쓰이는 核分裂과 反對의 原理를 利用한다. 核分裂은 우라늄이나 플루토늄이 나누어지며 나오는 에너지를 쓴다. 核融合은 水素가 헬륨으로 합쳐지는 過程에서 나오는 에너지이다. 太陽이 끝없이 에너지를 放出하고 太陽風을 내뿜는 것도 太陽 안에서 끊임없이 일어나는 核融合德分이다.

核融合의 原理는 蘇聯에서 처음 開發됐고, 많은 國家가 엄청난 潛在力을 가진 核融合硏究에 뛰어들었다. 最近에는 國家뿐 아니라 民間企業도 核融合에 뛰어든다. 마치 宇宙開發에 여러 企業이 나서는 것과 마찬가지다. 世界的인 硏究大學人美國의 매사추세츠工大(MIT)에서 發刊하는 ‘MIT 테크놀로지 리뷰’에서 해마다 10大技術을 發表한다. 이달 初에 發表된 2022年 10大技術에는 實用的인 核融合爐가 이름을 올렸다. 民間에서 關心을 가질 만큼 技術的發展이 있었고, 經濟性도 엿보이는 狀況이다. 勿論太陽을 땅 위에 만드는 것은 쉽지 않다. 아직 意味 있는 에너지를 만들어내는 水準에는 이르지 못했다. 如前히 核融合技術은 克服해야 할 難關이 아주 많다. 그래서 核融合技術開發의 擁護論뿐 아니라 悲觀的展望을 내놓는 專門家도 相當하다.

21世紀에도 戰爭은 끊임없이 일어난다. 地球反對便에서 벌어진 戰爭을 보며 國際社會에서는 남에게 기댈 수 없고 스스로 지킬 힘을 가져야 한다는 걸 깨닫는다. 來日의 太陽은 누구에게나 뜨겠지만 豐年을 가져다주는 華奢한 太陽인지, 災殃을 부르는 地獄불 太陽인지는 各自의 몫이다.

정우성 포스텍 産業經營工學科敎授

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