지구 자기장 역전되면…인공위성 항법·수명에 '치명타'

지구 자기장이 역전되는 동안 일시적으로 자기장이 약화될 경우, 인공위성의 수명이 단축되고 핵심 기능에 장애가 발생할 수 있다는 분석이 나왔다.

과학 전문매체 IFL사이언스는 13일(현지시간) 지구 자기장 역전이 인공위성에 미칠 영향을 분석하며 이같이 보도했다. 지구 자기장은 수십만 년 주기로 남극과 북극의 위치가 바뀌는 '자기 역전' 현상을 겪지만, 그 과정에서 자기장이 없는 상태가 얼마나 지속되는지는 아직 명확히 밝혀지지 않았다.

매체는 자기장 역전 과정에서 자기권의 보호 기능이 약해지면 저궤도(LEO) 위성들이 더 많은 우주 방사선에 노출될 것이라고 지적했다. 이는 위성의 고장률을 높이고 전체적인 수명을 단축시키는 직접적인 원인이 된다. 현재도 자기장이 유독 약한 남대서양 상공 '남대서양 이상 현상' 지역을 지날 때 위성의 비필수 기능을 일시적으로 끄는 경우가 있다.

더 큰 문제는 위성의 자세 제어 기능 상실 가능성이다. 대부분 위성은 '반작용 휠'을 이용해 자세를 유지하는데, 이 과정에서 축적되는 과도한 운동량을 외부로 방출해야 한다.

이를 위해 위성들은 '마그네토커'라는 장치로 자체 자기장을 만들어 지구 자기장과의 상호작용을 통해 운동량을 상쇄한다. 이 방식은 태양광 전력만 있으면 되지만, 지구 자기장이 사라지면 무용지물이 된다. 이 경우 위성은 결국 통제 불능 상태에 빠질 수 있다.

IFL사이언스가 인용한 한 위성 기술 전문가는 보조적으로 추력기(thruster)를 사용할 수도 있으나, 이는 한정된 연료를 소모해 위성 운용 기간을 급격히 줄일 것이라고 설명했다. 또한 '큐브샛'으로 불리는 초소형 위성들은 자기장을 항법에 활용하기 때문에 자기장 부재 시 방향을 잃을 위험이 크다.

이외에도 자기장 약화는 대기 마찰을 증가시켜 위성의 궤도 이탈을 가속화할 수 있다. 매체는 "자기장 역전이 완료되면 위성 운용은 정상화될 수 있지만, 문제는 그 과도기를 어떻게 버티느냐"라며 "자기장 공백기가 얼마나 길어질지가 위성의 생존을 결정하는 관건이 될 것"이라고 전했다.