우주날씨 이야기 (끊임없이 태양풍이 쏟아지고 날마다 우주방사선이 날아드는 지구 바깥)

우주날씨 이야기 (끊임없이 태양풍이 쏟아지고 날마다 우주방사선이 날아드는 지구 바깥)

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Description
위험천만한 태양풍이 쉬지 않고 불어와도 지구인들이 살 수 있는 이유는?
고려시대에 갈릴레오 갈릴레이보다 500년 먼저 태양의 흑점을 관측했다고?
우주쓰레기가 쌓이면 이제 지구 바깥으로 못 나간다고?
우주방사능을 막아라!
―북극항로를 지나는 비행기를 타면 방사선에 노출될 수 있다?

2018년, 국내 항공사에서 근무하다 퇴사한 승무원이 백혈병으로 산업재해 신청을 한 일이 화제가 되었다. 국내 항공사들이 미주 노선에서 북극항로를 운항하고 있는데, 이 항로를 지나는 비행기를 타는 동안 받는 저선량의 방사선이 시간이 흐른 후 암, 백혈병, 수명 단축, 유전적 결함을 일으킬 가능성이 있다. 이러한 방사선 피폭 위험은 승무원들만의 문제가 아니라 승객들의 건강과도 직결되어 있다.
북극은 지구의 자기력선이 열려 있어서 태양에서 오는 물질들이 지구 대기로 곧장 들어올 수 있는 통로다. 따라서 북극에서는 지구의 자기력선과 함께 대기로 침투해 들어온 태양의 고에너지 입자들 때문에 적도나 다른 지역보다 더 많은 방사선에 피폭될 수 있다. 이처럼 비행기 운항과 우주방사선은 인간의 건강과 생명에 직결된다.
더욱이 우주방사선은 생명체가 아닌 기계에도 큰 영향을 미친다. 인공위성이 우주방사선에 피폭되면 수명이 줄거나 고장 나는데, 인공위성은 학술 연구용이나 군사용은 물론이고 통신용이나 GPS 측정용 등으로도 쓰이므로 현대인들의 일상에 반드시 필요하다.
우주의 날씨가 급격히 변화할 때 생기는 이러한 피해는 앞으로 더욱 심각해질 것이다. 이 사례들은 우리의 생활과 우주날씨가, 사실은 얼마나 밀접한지를 보여준다.
저자

황정아

한국천문연구원에서지구방사선대와우주환경을연구하고,인공위성을만든다.과학기술연합대학원대학교UST천문우주캠퍼스캠퍼스대표교수이기도하다.한국과학기술원KAIST물리학과에서플라스마물리학으로박사학위를받았다.학위과정동안과학기술위성1호의우주물리탑재체개발에참여하면서인공위성과의인연이시작되었다.현재는4기의6유닛U큐브샛미션인스나이프SNIPE프로젝트의시스템엔지니어를맡고있다.
언젠가는우리나라도태양계탐사뿐아니라태양권계면을벗어나새로운지평선을여는인공위성을개발할것이고,이계획에주도적으로참여하고싶다는소망을갖고있다.2018년부터국가우주위원으로,2019년부터정지궤도복합위성개발사업추진위원회와방위사업청의425정찰위성사업의자문위원으로활동하며이꿈을향해한걸음한걸음나아가고있다.
20여년간인공위성개발과우주과학을연구해온과학자로서,세금을내는국민들에게우리나라과학현장의생생한모습을전달하는일이매우중요하다고생각하여대중과소통하는강연과저술등을꾸준히해오고있다.이런노력의일환으로한국과학창의재단의이사로도활동하고있다.또한이공계여학생과여성과학자의처우개선에도관심이많아여성가족부에서진행하는청년여성멘토링사업의이공계분야대표멘토로도활동하고있다.
아이들에게조금이라도더나은세상을물려주고싶은황정아박사는세아이의엄마이기도하다.황정아박사는과학적사고를가진사회,그래서합리적으로생각하고문제를해결할수있는사회,결과적으로보다정의로운사회를만들기위해노력하고있고,그런사회에서우리의아이들이살아가기를바란다.지은책으로《우주날씨를말씀드리겠습니다》와《과학자를울린과학책》(공저)이있다.

목차

들어가기

1장우주날씨의시작,태양
우리의어머니별,태양
태양은얼마나크고얼마나뜨거울까
태양에서는무슨일이일어날까
개기일식,태양을관측할절호의기회
망원경,태양을관측하는커다란눈
태양의까만점은그저점일까
태양에서불어나오는바람
태양의일생

2장지구를지켜주는자기장
지구를지키는거대한방패막
지구를둘러싼자기장
본격적인우주시대의시작을알린밴앨런대
지구자기권의대혼돈,지자기폭풍
지자기폭풍이만드는아름다운오로라

3장전기로가득찬하늘과오로라
지구의대기권
전리층이없으면통신도없다
전자는전리층의키맨
맨눈으로볼수있는우주날씨,오로라
우주날씨의세가지요소
우주날씨예보,어떻게하나
전세계의우주날씨예보
참고|우주날씨3요소의등급

4장폭발하는태양으로부터인공위성을구하라!
드라마주인공이된대학원생
내첫인공위성,과학기술위성1호
우주날씨에민감한인공위성
인공위성은무슨일을할까
차세대인공위성,큐브샛
우리의로켓,누리호
참고|할로윈폭풍으로피해를입은인공위성들과사후조치

5장생명을위협하는우주방사선
극지방에쏟아지는우주방사선
우주방사선을피할수없는사람들
다시마와미역만으로우주방사선을막을수있을까
우주방사선은생명체에어떤영향을미칠까
우주방사선을예보한다
인공위성에치명적인우주방사선
참고|생활주변방사선안전관리법과그시행령

6장지구바깥에쓰레기가돌고있다
인공위성을위협하는인공우주물체
하늘에서인공위성이쏟아져내려
우주쓰레기를치우자!
우주물체감시는전인류의일

7장먼우주의우주날씨
얇은자기권으로겨우버티는행성
기체로된거대행성의우주날씨
태양계행성의지위는잃었지만깊은우주의시작이된행성의날씨
인공위성의고향에서만난지구인의유서
먼우주로향하는보이저탐사선
태양계와태양권
태양권의끝,태양권계면
태양권바깥은미지의세계

나가기
참고자료

출판사 서평

태양풍으로부터인간을지켜라!
―지구밖에서벌어지는우주날씨를쉽게이야기해주는책

그런데우주에도날씨가있을까?있다!눈이나비,바람처럼친숙한날씨는아니지만,지구바깥도태양때문에계속환경이바뀐다.태양은언뜻평온해보이지만사실은쉼없이폭발하면서엄청나게많은물질을주위로뿜어내고있다.이를태양풍이라고하는데,빠른속도로지구로향하는고에너지입자들과온갖전자기파가지금이순간도지구를때리고있다.이렇게태양으로인해나타나는이러한환경변화를우주날씨(또는우주환경,우주기상)라고한다.
태양이지구에미치는영향이매섭기는하지만,모든게다무시무시한것은아니라서오로라같은아름다운광경을보여주기도한다.오로라는우리가지구에서맨눈으로볼수있는대표적인우주날씨다.
《우주날씨이야기》는우주날씨가무엇인지,우주날씨가지구에사는우리에게어떤영향을미치는지를이야기한다.이를위해태양의폭발과흑점,태양풍,우주방사선,지구자기장,전리층,오로라,밴앨런대,플라스마같은우주날씨의다양한요소들과인공위성이야기를펼친다.
눈이나비같은날씨현상은지표면으로부터10킬로미터이내에서발생한다.하지만기술이발전하여전기를사용하고무선통신을하고GPS를쓰고인공위성을쏘아올리고우주를탐사하는지금은지표에서100킬로미터위쪽(보통연구자들은100킬로미터아래는기상청이관할하고,100킬로미터위쪽은한국천문연구원이관할한다고말하곤한다)은물론이고먼우주의날씨까지모두중요하다.
우주날씨의변화는지상에있는우리가보통잘느끼지못한다.지구의자기장이훌륭한방패막이역할을하고있기때문이다(지구뿐아니라행성의자기장은너무나중요해서그행성에생명체가살수있느냐없느냐의중요한기준이되기도한다).하지만때로는큰재난으로다가온다.유난히큰규모의태양폭발등예기치않은태양의변화가지구자기장을교란시키면태양에서날아오는방사선입자들(고에너지입자)이그대로대기권에들어올수도있고,교란된자기장으로인해전리층처럼전기를띤대기층에비정상적인전류(유도전류)가흘러무선통신에영향을미치기도하고,거대한전류가직접지상에있는전력시설이나통신시설을파괴할수도있다.
평소에는잘느끼지못하지만한번크게발생하면치명적인영향을주는것이우주날씨다.특히대부분의나라와도시사람들이최첨단기기에둘러싸여사는현대사회에서는태양의강렬한활동한번에시스템이크게무너질수도있다.
사정이이러니하늘에서맨몸으로태양의영향을그대로받아야하는인공위성이나우주선,우주비행사에게태양활동의변화는항상주시해야할중요한문제다.태양풍의영향으로인공위성이고장나는일도드물지않게일어나며,만약우주비행사가태양풍과정면으로마주친다면후쿠시마원자력발전소근처에서1,140년동안받게될우주방사선을한번에받게될수도있다.
이처럼현대문명을지탱하는시스템을태양으로부터지키기위해서는태양의활동을예측하고우주날씨를예보하며연구하는것이필수적이다.

인공위성만드는물리학자황정아가들려주는우주날씨이야기
―그리고실제제작자로서들려주는인공위성들의활약과임무들

《우주날씨이야기》의지은이황정아박사는카이스트물리학과대학원시절부터인공위성을만들었으며,SBS드라마<카이스트>에등장한사차원소녀의실제모델로도유명하다.2013년‘올해의멘토’로미래창조과학부장관표창을받았고,2016년에는‘한국을빛낼젊은과학자30인’에선정되었다.지은이는우주방사선과오로라로대표되는우주날씨를연구하고우리나라의인공위성제작에직접참여하는한편비행기를타고다니며북극항공로의우주방사선안전기준및관리정책을연구하여관련법의초안을마련했다.현재는한국천문연구원에재직하며새로운인공위성을제작하고있다.
얼마전일론머스크가세운스페이스엑스가세계최초로1단추진로켓을발사에재사용한뒤착륙시키는데성공하여화제가되었다.스페이스엑스는앞으로수많은인공위성을발사하는한편화성여행을실현하겠다는계획을발표했다.2018년우리나라에서도전남고흥의나로우주센터에서누리호엔진시험발사체를성공적으로발사하면서우주탐사에대한기대가점점커지고있다.세계각국이우주를연구하고우주를탐험하고싶어하며우주개발에노력을다하고있다.우리나라역시우주연구와탐사에적극적으로나서고있으며,그과정에서황정아박사같은젊은과학자들이큰역할을하고있다.
지은이는태양폭발과우주방사선,오로라외에도우리나라의우주탐사계획과인공위성개발에관한이야기,우리선조가이미900년전에오로라와태양흑점의관측기록을남겼다는이야기,냉전시대에시작된인공위성개발경쟁에얽힌비화,점점늘어나는우주쓰레기때문에앞으로우주탐사는커녕인공위성도띄우지못할지도모른다는걱정그리고작은크기의인공위성인큐브샛같은차세대인공위성개발에관한이야기를폭넓게들려준다.
《우주날씨이야기》는직접몸으로부딪치고밤을새우며인공위성제작에헌신한실제개발자의경험담을생생히들을수있는좋은기회를선사한다.더불어과학으로인류의미래를책임지고세상을더안전하게만들고자하는지은이의관심과헌신을느낄수있다.

태양계의끝,어디까지가봤니?
―‘지구인’들에게중요한‘미션’은자연에대한호기심과겸손임을가르쳐주는책

2019년은인류가달에첫발을내디딘지50년이되는해다.우주를향한인류의위대한도약으로평가되는달착륙50주년은우주탐사에대한우리의현상황을짚어보고다음50년을준비하기에적절한시점이다.우주를향한인류의호기심은수많은인공위성을우주로올려보내게했고,보이저쌍둥이는이제막태양권을벗어나본격적으로먼우주를탐사하기시작했다.이제는우주여행도그리먼미래의일이아니다.본격적으로눈앞에다가온우주시대를맞이한지금,인공위성과우주선이나가고인간이살게될우주의환경을제대로이해하는일의중요성은새삼강조할필요가없다.
《우주날씨이야기》를읽으면인류의삶이우주환경의변화,즉우주날씨와밀접하다는사실을충분히이해하게될것이다.우리는지구에발을딛고사는지구인이지만,이미우주의날씨와떼려야뗄수없는우주인으로살고있다.태양폭발때문에발생할수있는우주재난에대비해야한다는실용적인측면에서도우주날씨에대한정확한이해가필요하다.또한태양계의일원인지구에살고있는지구인으로서,우리주변환경을이해하고자하는순수한과학적목적에서도우주날씨는매우중요하다.
《우주날씨이야기》를읽고나서우리가배울수있는것은자연의경이와미래에대한긍정적인시선과우주에관한과학적호기심의중요성이다.이것이이책을그저흥미로운우주과학교양서에머무르지않게해준다.《우주날씨이야기》는우주날씨와인공위성에관한과학적지식을전달하는것은물론미래인간의생존을다시생각하게만드는재미있는과학입문서다.