SpaceX의 스타쉽(Starship) 폭발로 인해 “GPS·자율주행·전파천문학” 영향 미쳐

[디지털비즈온 이은광 기자] 지난해 4월에 발사된 SpaceX의 스타쉽(Starship) 로켓 중 하나가 고고도에서 폭발하면서 "상층 대기에 일시적으로 오존층에 구멍이 생겼다."고 러시아 과학자들이 밝혔냈다.

스페이스X는 이륙 후 약 4분 후, 로켓의 1단계가 계획대로 로켓의 위쪽 부분에서 분리되었지만, 지구에 다시 착륙하기 전에 얼마 지나지 않아 예상치 못하게 폭발했다. 그런 다음 4분 후, 로켓의 나머지 부분이 지상에서 150km 상공에서 2차로 폭발했다.

지오피지컬 리서치 레터스(Geophysical Research Letters) 저널에 발표된 자료에 따르면, 일론 머스크가 이끄는 우주기업 스페이스X가 지구 표면에서 80~650km 떨어진 지구 전리층에 구멍을 냈다고 8월 26일 발표했다.

전리층은 지구 표면에서 80~650km 높이의 대기권으로, 가스가 이온화되거나 전자가 벗겨져 플라스마로 변하는 곳이다. 전리층이 파괴되면 GPS 및 유사시스템이 자연적 위협으로 위협을 받을수 있다고 외신들은 전했다.

러시아 과학 아카데미 이온권 물리학자 유리 야슈케비치박사는 타스통신에서 “인간이 만든 폭발과 같은 ‘대격변적 현상’으로 인해 이온권 구멍이 생긴 것은 이번이 처음이라” 고 하면서 “미래의 자율주행 자량에 영향을 미칠수 있다” 고 덧붙였다.

연구자들은 여러 위성과 국제 지상 기반 스테이션이 교란을 관찰했으며, 영향을 받은 이온층 부분이 완전히 회복되기까지 30~40분 동안 지속되었다고 기록했다.

과학자들은 이산화탄소와 수증기와 같은 로켓 연료의 화학 물질이 이온화된 산소 원자와 반응하여 일시적으로 재결합하거나 다시 일반 산소 원자로 바뀌어 전리층 내의 플라스마 바다에 틈이나 구멍을 남길 수 있다는 사실을 오래 전부터 과학적으로 알아냈다.

SpaceX의 Falcon 9 로켓은 특히 이온층 구멍을 만드는 경향이 있는데, 이는 발사 직후 로켓의 1단계와 2단계가 분리되는 동안이나 로켓이 재진입하는 동안 연료를 버릴 때 발생한다.

이 구멍 안의 원자가 재이온화되어 플라스마로 돌아오면 붉은 오로라와 같은 빛을 방출하여 천문학자들이 “SpaceX 오로라”라고 부르는 밤하늘에 밝고 붉은 빛 쇼를 만든다고 전했다.

하지만 이 경우 전리층 구멍은 "스타십 폭발로 생성된 충격파"로 인해 생성되었으며, 이는 전리층 내의 자유 전자를 일시적으로 분산시켜 플라즈마의 정상적인 특성을 본질적으로 벗겨냈다고 연구자들은 설명했다.

연구자들은 전리층 구멍의 영향은 잘 이해되지 않았으며 추가 연구가 필요하다고 하면서도 이와 같은 새로운 전리층 현상은 우리 상층 대기의 플라스마로 가득 찬 영역에 대해 더 많이 알 수 있는 희귀한 기회를 제공한다고 덧붙였다.

연구원들은 4월 폭발 이후에는 비슷한 전리층 구멍이 발생하지 않았다고 지적했는데, 그 이유는 사건이 훨씬 낮은 고도에서 발생했기 때문에 충격파가 전리층에 도달하지 않았기 때문이라고 밝혔다.