심우주 태양폭풍 막는 착용형 차폐 성능 입증

달과 화성으로 향하는 우주비행사를 태양폭풍의 고에너지 입자로부터 보호할 착용형 장비의 성능이 실제 우주비행 실험에서 확인됐다. NASA와 독일항공우주센터, 록히드 마틴 스페이스 등이 참여한 국제 연구진은 아르테미스 1 임무에 실린 방사선 차폐 조끼 ‘아스트로래드’를 분석해 강력한 태양입자폭풍의 피폭량을 최대 약 60% 낮출 수 있다는 결과를 13일 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 발표했다.

실험에는 사람 조직과 유사한 재질로 제작한 여성형 인체 모형 ‘조하르’와 ‘헬가’가 투입됐다. 유방과 난소 등 방사선에 민감한 부위를 반영한 두 모형 내부에는 모두 1만2000개의 방사선 측정 장치가 설치됐다. 조하르는 아스트로래드를 착용했고 헬가는 보호 장비 없이 오리온 우주선에 탑승했다. 유연한 조끼 형태인 아스트로래드는 고밀도 폴리에틸렌을 사용해 골수와 주요 장기 등 취약 부위를 집중적으로 감싸도록 설계됐다.

연구진은 오리온 우주선이 지구 주변의 강한 방사선 구역인 밴앨런대를 지날 때 수집한 측정값에 과거 태양폭풍 조건을 적용했다. 계산 결과 1972년 8월 규모의 태양입자폭풍에서는 피폭량이 약 60%, 1989년 10월 규모에서는 약 40% 감소하는 것으로 추정됐다. 이를 장기 심우주 방사선 노출량으로 환산하면 각각 최대 193일과 131일 동안 받을 분량을 피하는 효과와 비슷하다.

지구에서는 자기장과 대기가 방사선을 막지만 심우주에서는 갑작스러운 태양폭풍으로 짧은 시간에 상당한 방사선에 노출될 수 있다. 발생 시점과 강도를 정확히 예측하기 어려워 장기 임무에는 일상적인 누적 피폭과 돌발 상황을 함께 대비할 수단이 필요하다. 착용형 차폐 장비가 실용화되면 우주인은 태양폭풍 때 별도의 대피 공간에만 머물지 않고 조끼를 입은 채 필요한 작업을 이어갈 수 있어, 안전하고 지속 가능한 유인 심우주 탐사의 핵심 보호 수단으로 활용될 가능성이 제시됐다.