태양 관계 관측소

2020년 2월 10일, ESA의 솔라 오르비터(SolO)가 발사되어 태양을 향해 전진하기 시작했다. 이 임무는 태양이 어떻게 작용하는지에 대해 더 배우기 위해 태양의 미지의 극지방을 조사하는데 7년을 보낼 것이다. 이 정보는 천문학자들이 태양 활동의 변화와 "우주 날씨"를 더 잘 예측할 수 있도록 도와 줄 것으로 기대된다. 지난 주 목요일(2월 13일)소크호에서 얻은 최초의 태양계 측정치는 지구로 돌아가 국제 과학 팀에 도달했다. 이 데이터를 수신한 결과 인공 위성의 기구 붐은 발사 직후 성공적으로 전개되었고 자석계(이 임무를 위한 중요한 기구)는 정상적으로 작동하고 있음이 확인되었다. SolO임무는 그것의 첨단 과학 제품 군의 일부인 총 10개의 기구들을 운반하는데, 그것은 이미거, 원격 그리고 현장 내 센서들의 조합이다. 이 기구들 중 네가지는 우주선 주변 환경의 특성, 특히 태양풍의 전자기적 특성을 측정하기 위해 고안되었다.

지오테일은 관측을 위해 달 스윙바이을 통해 궤도를 변경해왔으며, 이 스윙바이 시에 필요한 데이터는 히텐을 통해 수집되었다. 발사 후 초기 2년간은 자기 꼬리의 먼 지역을 관측하기로 예정되어 있었기 때문에 두 번의 달 스윙바이을 거쳐 원지점의 거리가 지구 반지름의 80~200배 가량인 궤도로 진입했고, (지구의 자기 꼬리는 태양과 반대편으로 뻗기 때문에) 원지점을 항상 밤 쪽에 두기 위하여 달 스윙바이을 사용하였다. 이러한 운용 방법은 1995년부터 약 2년간 14회 사용했다.[1][5] 1994년 11월 중반 원지점이 지구 반지름의 약 50배 정도로 조정되고, 1995년 2월에는 지구 근처로 다가오는 준-폭풍을 관측하기 위해 반지름의 30배 정도로 떨어트렸다. 근지점은 반지름의 10배 가량, 궤도 경사각은 -7°정도로 하여 동지점에 가까워지도록 하였다. 그 후는 궤도 원지점을 20~30만 km씩 떨어트리며 달 전이 궤도에서 관측을 계속 이어왔다. 현재는 궤도나 자세 제어에 사용할 연료가 부족하기 때문에 이러한 운용은 불가능하여 달의 섭동 현상에 따라 여러 궤도를 오가고 있지만, 이 덕에 의외의 성과를 건지기도 한다.[6]

이들 중 3개 장비는 우주선의 4.4m길이(약 14.5ft)의 타이타닉 호에 위치한 센서를 장착하고 있으며 수요일(2월 12일)까지 확대됐다. 하지만, 독일 다름슈타트에 있는 유럽 우주 운영 센터의 운영자들에 의해 이미 두개의 자기 측정기 센서가 켜져 있었다. 이러한 센서들을 붐이 일어나기 전과 후에 활성화시키는 것은 과학 팀이 우주선이 우주 환경에서 측정한 측정에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지에 대한 중요한 데이터를 수집할 수 있게 해 주었다. 

MAG(MagnetometerInstrument)의 수석 조사자인 임페리얼 칼리지 런던의 TimHorbury는 최근 ESA보도 자료에서 이러한 중요성에 대해 설명했습니다. 태양은 지구에서 빛의 속도로 8분 거리에 있으며 가장 연구가 자세하게 이루어진 항성이고 전형적인 G형 분광형을 지닌, 46억 살의 주계열성이다. 태양은 변광성으로 분류되지는 않지만 흑점 주기로 알려진, 주기적인 밝기의 변화를 보여준다. 이는 11년 주기에 걸쳐 흑점의 숫자가 변화하는 것과 관련되어 있다. 흑점은 강력한 자기장 활동과 관련되어 있으며, 태양 표면의 다른 곳에 비해 온도가 낮은 지역이다.[44]

태양은 나이를 먹으면서 밝기가 천천히 증가하고 있으며, 처음으로 주계열성으로 생애를 시작했을 때에 비해 지금 40퍼센트 정도 더 밝다. 태양은 탄생 이후 지구의 생태계에 뚜렷한 영향을 줄 수 있을 정도로 밝기가 변해 왔다.[45] 예를 들어 마운더 극소기로 인해 중세에 작은 빙하 시대 현상이 발생했던 것으로 보인다.[46]

우리 눈으로 볼 수 있는 태양의 바깥 표면을 광구라고 부른다. 광구 위에는 채층으로 불리는 얇은 지대가 존재한다. 채층 위에는 코로나가 형성되어 있으며, 온도는 급격하게 올라간다.

태양의 중심부에는 핵이 있으며 핵융합 작용이 일어날 정도로 충분히 뜨겁고 압력 또한 크다. 중심핵 위에는 복사층이 있는데 여기서 플라즈마는 에너지 플럭스를 복사 형태로 전달한다. 복사층 위에는 대류층이 존재하는데 이 곳에서는 에너지가 물리적인 가스 교환 형태를 통해 전달된다. 이러한 태양의 대류층이 자기장을 발생시키는 원인이며, 이 자기장으로 인해 태양 표면에 흑점이 생겨나는 것으로 받아들여지고 있다.[44]

플라즈마 입자로 이루어진 태양풍은 태양으로부터 꾸준히 우주 공간으로 흘러 나와서 태양권계면까지 이어진다. 태양풍은 지구의 자기권과 반응하여 밴 앨런대를 형성하고, 지구의 자기력선이 대기로 내려와 만나는 지점에서 오로라를 형성한다.[47]

지오테일은 국제 태양-지구 물리학 과학 계획에 속한 탐사선 중 하나로서[3], 이 계획에 속하였던 다른 탐사 위성들과 협력하여 지구 자기권의 꼬리 부분의 구조와 움직임을 관찰하는 것이 임무 목표이다. 지오테일의 영어 이름(Geo-Tail, 지구(Geo)의 꼬리(Tail)) 및 일본어 이름(자기권 미부 관측위성("미부"는 꼬리를 뜻함))에도 이 임무 목표가 드러나 있다.

지오테일의 궤도는 지구 반지름의 8~210배에 달하는, 자기권을 폭 넓은 범위에서 관측할 수 있는 궤도를 돌았고, 위성에서 보내오는 데이터는 우수다 우주공간 관측소 및 심우주 통신망을 통해 수신하며, 이 데이터는 데이터베이스화 되어 관계된 기관에 전달되고 있다.

지오테일의 수명은 당초 3년으로 예정되었지만, 현재까지 계속 작동되고 있다.[3]

지오테일은 JAXA에서 지구관측 위성으로 분류되고는 있지만, 매우 높은 궤도를 돌고 있어 운용할 때는 행성 탐사선과 동일하게 취급한다. 또한, 2010년 현재 아카츠키, IKAROS와 같이 사가미하라 심우주 비행 관제소에서 운영을 맡고 있다.[4]

MAG(MagnetometerInstrument)의 수석 조사자인 임페리얼 칼리지 런던의 TimHorbury는 최근 ESA보도 자료에서 이러한 중요성에 대해 설명했습니다. 태양은 지구에서 빛의 속도로 8분 거리에 있으며 가장 연구가 자세하게 이루어진 항성이고 전형적인 G형 분광형을 지닌, 46억 살의 주계열성이다. 태양은 변광성으로 분류되지는 않지만 흑점 주기로 알려진, 주기적인 밝기의 변화를 보여준다. 이는 11년 주기에 걸쳐 흑점의 숫자가 변화하는 것과 관련되어 있다. 흑점은 강력한 자기장 활동과 관련되어 있으며, 태양 표면의 다른 곳에 비해 온도가 낮은 지역이다.[44] 

태양은 나이를 먹으면서 밝기가 천천히 증가하고 있으며, 처음으로 주계열성으로 생애를 시작했을 때에 비해 지금 40퍼센트 정도 더 밝다. 태양은 탄생 이후 지구의 생태계에 뚜렷한 영향을 줄 수 있을 정도로 밝기가 변해 왔다.[45] 예를 들어 마운더 극소기로 인해 중세에 작은 빙하 시대 현상이 발생했던 것으로 보인다.[46] 

우리 눈으로 볼 수 있는 태양의 바깥 표면을 광구라고 부른다. 광구 위에는 채층으로 불리는 얇은 지대가 존재한다. 채층 위에는 코로나가 형성되어 있으며, 온도는 급격하게 올라간다. 

태양의 중심부에는 핵이 있으며 핵융합 작용이 일어날 정도로 충분히 뜨겁고 압력 또한 크다. 중심핵 위에는 복사층이 있는데 여기서 플라즈마는 에너지 플럭스를 복사 형태로 전달한다. 복사층 위에는 대류층이 존재하는데 이 곳에서는 에너지가 물리적인 가스 교환 형태를 통해 전달된다. 이러한 태양의 대류층이 자기장을 발생시키는 원인이며, 이 자기장으로 인해 태양 표면에 흑점이 생겨나는 것으로 받아들여지고 있다.[44] 

플라즈마 입자로 이루어진 태양풍은 태양으로부터 꾸준히 우주 공간으로 흘러 나와서 태양권계면까지 이어진다. 태양풍은 지구의 자기권과 반응하여 밴 앨런대를 형성하고, 지구의 자기력선이 대기로 내려와 만나는 지점에서 오로라를 형성한다.[47] 

지오테일은 국제 태양-지구 물리학 과학 계획에 속한 탐사선 중 하나로서[3], 이 계획에 속하였던 다른 탐사 위성들과 협력하여 지구 자기권의 꼬리 부분의 구조와 움직임을 관찰하는 것이 임무 목표이다. 지오테일의 영어 이름(Geo-Tail, 지구(Geo)의 꼬리(Tail)) 및 일본어 이름(자기권 미부 관측위성("미부"는 꼬리를 뜻함))에도 이 임무 목표가 드러나 있다. 

지오테일의 궤도는 지구 반지름의 8~210배에 달하는, 자기권을 폭 넓은 범위에서 관측할 수 있는 궤도를 돌았고, 위성에서 보내오는 데이터는 우수다 우주공간 관측소 및 심우주 통신망을 통해 수신하며, 이 데이터는 데이터베이스화 되어 관계된 기관에 전달되고 있다. 

지오테일의 수명은 당초 3년으로 예정되었지만, 현재까지 계속 작동되고 있다.[3] 

지오테일은 JAXA에서 지구관측 위성으로 분류되고는 있지만, 매우 높은 궤도를 돌고 있어 운용할 때는 행성 탐사선과 동일하게 취급한다. 또한, 2010년 현재 아카츠키, IKAROS와 같이 사가미하라 심우주 비행 관제소에서 운영을 맡고 있다.[4]