4개의 소형위성으로 구성된 ‘펀치’ 임무 개념도. / NASA

미국 항공우주국 NASA가 태양의 수수께끼를 풀기 위한 획기적인 임무를 위한 로켓 발사를 준비하고 있다. NASA는 최근 'PUNCH(코로나와 헬리오스피어를 통합하는 편광계, 이하 펀치)' 임무의 세부 사항을 발표하고, 가방 크기만한 위성 4개가 태양 활동을 3D로 관측하는 방법을 공개했다.

NASA의 펀치 임무는 이달 27일 스페이스X의 팰컨9 로켓으로 발사될 예정이라고 스페이스닷컴이 현지시간 5일 보도했다. 발사 장소는 캘리포니아의 반덴버그 우주군 기지다.

펀치 임무는 지구 궤도에 배치될 4개의 소형 위성으로 구성되며, 태양의 외부 대기인 코로나(corona)와 헬리오스피어(태양권)를 3D로 관측해 태양풍이 형성되는 과정을 살피게 된다. 헬리오스피어는 태양에서 방출되는 플라스마 입자들의 흐름인 태양풍과 태양 자기장에 의해 형성된, 태양을 둘러싼 거대한 공간 영역이다. 이곳은 태양계 전체를 감싸고 있으며, 태양풍과 성간 물질 사이의 상호작용을 통해 우주 공간에 거대한 '거품'과 같은 구조를 형성한다.

대표적인 태양의 미스터리는 코로나가 표면보다 훨씬 뜨거운 이유, 태양에서 나오는 하전 입자의 흐름인 태양풍(solar wind)이 우주를 질주하면서 왜 가속화되는지, 무엇이 그 입자들을 움직이게 하는지 등에 대한 것이다.

스페이스닷컴은 펀치 임무를 두고 "태양계 전체에서 우주 기후 현상을 3차원으로 추적할 수 있는 최초의 임무"라고 평가했다. NASA는 어떻게 하나가 다른 하나로 변하는지, 그리고 이 연결이 궁극적으로 우리가 살고 있는 태양풍 방, 즉 헬리오스피어를 어떻게 만드는지 알고 싶어 한다. 즉 코로나와 태양풍 모두와 관련된 또 다른 태양의 난제를 해결하려는 시도로 풀이된다.

펀치 임무를 구성하는 4개의 위성에는 편광계(polarimeter) 이미저가 탑재된다. 각 위성은 다른 영역을 담당하지만 광시야 이미저 3개는 코로나와 헬리오스피어를 넓은 시야로 관측하게 된다. 협시야 이미저 1개는 코로나를 더욱 자세하게 관측하며, 특히 인공적인 개기 일식을 만들어 코로나의 변화를 지속 관찰하는데 쓰일 예정이다. 편광계는 빛의 편광 속성을 측정해 물체의 위치와 구조를 3차원으로 재현한다. 산란된 햇빛에서 물체가 어디에 있는지 알 수 있게 해준다.

다른 탐사선들과 함께 작동할 펀치는 특히 '파커 태양 탐사선(Parker Solar Probe)'과 상호 보완적인 데이터 세트를 제공할 예정이다.

펀치는 코로나와 헬리오스피어 통합을 통해 우주 날씨 예보 정확도를 높일 것으로 기대된다. 또한 오로라 관측뿐만 아니라 강력한 폭풍 경고에도 도움을 줄 것으로 기대된다. 펀치 임무를 통해 GPS 교란, 전력망 고장 등을 일으키는 태양풍 발생 시점과 강도를 정확히 파악할 수 있게 될 것이다.