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  1859년, 지구 밖에서 일어난 일로 로마와 하와이에서 오로라가 관측되고 전 세계에서 22만km에 걸쳐 전신시설이 마비된 적이 있었습니다. 인류 역사상 가장 강력한 태양폭발 때문에 생긴 일이었는데요. 1989년과 2003년 그리고 2011년에도 당시 발생한 태양활동으로 각종 인공위성과 발전시설이 마비돼, 위성기반의 각종 서비스가 중지되고 곳곳에서 정전사고가 발생했습니다. 또한 항공기의 우회비행과 각종 산업시설의 피해로 상당한 경제적 타격을 불러 왔습니다.
태양활동은 태양 흑점과 플레어(flare), 태양물질 방출(Coronal Mass Ejection, CME), 전파 폭발(radio burst) 등을 말합니다. 이러한 태양활동은 지구 자기권에 영향을 미쳐 실생활에 밀접한 위성 및 전기, 전파, 통신 등에 심각한 오류를 일으키는 원인이 됩니다. 과학기술이 발전하면서 무선 통신, 위성통신, 위성관제, 항법, 송정, 자원탐사 등에 첨단 정밀 기기 및 시스템의 활용이 필수가 되면서 태양활동으로 인한 피해가 커지고 있습니다.
 이에 따라 미국, EU, 일본, 호주 등 선진국들은 우주환경의 영향으로 인한 경제적 손실과 혼란을 예방하기 위해 국가적인 차원에서 우주환경 예보자료를 공급하고 있습니다. 우리나라도 산업의 발달에 따른 우주환경 예보의 중요성을 인식하고 2011년 제주도에 우주전파센터를 건립했습니다.
우주전파예보관은 이러한 변화와 필요에 따라 생겨난 직업으로 기상청 예보관이 날씨의 변화를 예상하듯 태양의 활동을 관측하고 예보합니다. 날씨와 산업의 연관성이 커짐에 따라 상업적인 기상예보 분야가 생겨났듯이 우주환경을 관측하고 예보하는 새로운 응용분야도 생겨날 것으로 기대됩니다.
 인터뷰 : 국립전파연구원 우주전파센터 예보팀 홍순학 연구사   [홍순학 | 국립전파연구원 우주전파센터 예보팀 연구사]
Q. 우주전파예보관은 어떻게 해서 생겨난 직업입니까?
원거리 단파통신에 사용가능한 주파수를 예보하던 일이 오늘날 우주전파예보관 업무의 효시라고 할 수 있습니다. 단파통신은 항공기 운항, 군사작전, 아마추어 무선통신 등에 사용되는데요. 전파가 지구 대기의 가장 바깥쪽인 전리층에서 반사되는 원리를 이용해 지구 반대편까지도 교신을 할 수 있는 방법입니다. 전리층은 태양활동에 따라 그 특성이 변화하는데 태양활동에 더욱 민감한 위성통신 사용이 증가함에 따라 우주전파예보관의 업무범위가 지구 전리층 변화 예측에서 태양의 활동 예측까지 확대되었습니다.
Q. 태양활동이 우리에게 미치는 영향은 무엇입니까?
태양에서 흑점이 폭발할 경우, x-ray·고에너지입자·코로나물질 등이 우주공간으로 방출됩니다. 평균적으로 x-ray는 8분, 고에너지입자는 수시간, 코로나물질은 1~3일 후에 지구에 도달해 전리층과 지구 자기장을 교란시킵니다.
이에 따른 영향은 크게 전파두절, 태양입자로 인한 영향, 자기교란 등으로 나눌 수 있습니다. 전파두절(R : Radio Blackouts)은 낮 지역 단파통신을 두절시켜 위성통신, 위성항법시스템(GPS), 저궤도 위성관제, 군작전(단파통신, GPS, 레이더) 등에 문제를 일으킵니다.
태양입자(S : Solar Radiation Storms)는 극지방 단파통신 두절을 일으킵니다. 북극항로 항공안전(단파, 방사능 피폭), 정지궤도 위성관제, 우주비행 안전 등에 문제가 생기는 것이죠. 마지막으로 지자기교란(G :Geomagnetic Storms)은 광범위한 단파통신 장애를 일으킵니다. 이 경우 위성통신 및 위성관제, 위성항법시스템(GPS), 유도전류(전력설비, 송유관, 철도), 항공운항(단파통신, GPS) 등 전반적인 통신에 문제가 발생합니다.
Q. 국내에서 실제로 통신에 문제가 생긴 사례가 있습니까?
2003년에 태양 폭발에 의한 전리층 밀도 증가로 주한 미군기지 단파통신이 일시 두절된 사례가 있습니다. 2005년에는 GPS위성의 데이터 정보 오류가 발생된 바 있고, 산업분야에서도 여러 피해사례가 보고된 적이 있습니다. 태양은 11년 주기로 흑점의 활동이 증감합니다. 2013년에 흑점활동이 극대기를 맞기 때문에 예보센터가 큰 역할을 할 것으로 기대하고 있습니다.
 Q. 우리나라의 태양활동 변화를 관측하는 기술 수준은 어느 정도입니까?
우주전파환경을 변화시키는 가장 중요한 요인은 태양흑점 폭발과 같은 태양의 활동입니다. 이를 예측하기 위해서는 지구 밖 여러 인공위성에서 보내오는 관측 자료와 세계 여러 나라의 지상에서 관측한 지구자기장, 전리층 관측자료 등을 활용해야 합니다.
우리나라는 지난 2011년 11월 제주도에 우주전파센터를 개소했습니다. 이를 통해 광대역 태양전파 노이즈 관측기, 태양풍 지상 관측기를 새로 구축하고 국내 지상측정망을 통합했습니다. 또 ACE 위성(미국 NASA가 운용하는 우주환경 관측위성. 태양흑점 폭발로 인해 태양에서 방출되는 고에너지입자, 코로나 물질 등을 관측) 수신국을 설치해 24시간 태양관측 데이터를 수신할 수 있게 되었습니다. 국내 및 해외기관의 협력으로 다양한 태양활동 관측데이터를 24시간 수집할 수 있는 독자적인 예·경보시스템을 갖추게 된 셈입니다.
Q. 그렇다면 현재 우주전파예보관으로서 우주전파센터에서 하는 일은 무엇입니까?
우주의 날씨라고 할 수 있는 우주전파환경의 변화를 예측하고, 그 변화가 인공위성이나 지상의 방송통신 시스템의 운용, 그리고 항공기 운항과 전력망 관리에 이르기까지 현대의 다양한 산업분야에 끼칠 영향을 분석합니다.
Q. 우주전파예보관이 되기 위해서는 어떤 공부를 해야 하나요?
우선 대학에서 우주과학 또는 전자공학 분야를 공부하는 것이 예보 업무를 수행하는데 도움이 됩니다. 우주전파예보관은 우주전파환경의 변화를 예측하는 업무, 이런 변화가 위성이나 지상의 방송통신 시스템 등에 끼치는 영향을 분석하는 업무를 모두 수행해야 합니다. 그러기 위해선 관련 분야에서 실제로 일하면서 별도의 트레이닝을 받아야 합니다. 저는 대학교와 대학원에서 전파공학을 공부하고 우주전파환경예보기관 중 가장 선진기관이라고 할 수 있는 미국의 우주환경예측센터에서 1년 6개월간 예보관 업무 교육을 받았습니다.
 Q. 지구 밖에서 일어난 일을 관찰하고 예보한다는 게 쉬운 일은 아닐 것 같습니다. 우주전파예보관이 갖춰야 할 자질은 무엇입니까?
지상의 날씨 예측 분야는 관측 자료가 풍부하고 예측모델이 비교적 잘 발달되어 있는 편입니다. 하지만 날씨는 변화무쌍하기 때문에 예보관의 경험과 분석능력이 중요한 부분을 차지합니다. 우주전파환경을 예측하는 분야는 예보관 개개의 능력과 경험이 더욱 더 중요합니다. 태양과 지구의 복잡한 시스템을 모두 관측하는 것이 거의 불가능하고 이에 따라 예측모델도 발달하지 않아서입니다. 우주과학 분야에 대한 높은 이해와 예보 업무에 대한 많은 경험이 필요합니다.
Q. 우주를 바라보며 일하다 보면 기분도 남다를 것 같습니다.
그렇습니다. 누구나 한번쯤은 밤하늘의 수많은 별들을 보면서 우주의 장엄함을 생각해 본 적이 있을 것입니다. 우주전파예보관은 그 수많은 별들 중 하나인 태양을 바라보며 일을 합니다. 인류가 의존하는 현대 과학문명의 이기들이 태양의 활동에 의해 어떤 영향을 받는지 연구하는 일은 생각보다 재밌습니다. 또 우주전파예보관은 우주개발 시대를 맞는 우리나라에 꼭 필요한 직업입니다. 일을 하다 보면 우주강국 진입을 위한 노력에 동참하고 있다는 자부심을 느끼곤 합니다.
Q. 일을 하면서 경험한 가장 강렬했던 태양활동은 언제였습니까?
2012년 3월 초였습니다. 강력한 태양흑점 폭발로 2단계 수준의 태양X선 방출과 3단계의 태양고에너지입자 경보, 3단계의 지자기교란 경보 등이 동시 다발적으로 발생한 적이 있습니다. 이렇게 여러 가지 서로 다른 경보가 하루 만에 모두 발령된 것은 수십 년 만에 처음이었습니다. 경보의 종류마다 서로 다른 분야에 영향을 끼치기 때문에 각 분야에 받을 영향을 분석하고 해당 기관에 연락을 취해 안내하는 등 정말 몸이 열 개라도 부족했습니다. 그때 항공사에 예·경보 상황을 전달해 북극 항로로 운항하는 항공기를 우회시켜 안전하게 운항할 수 있도록 도움을 줄 수 있었는데요. 매우 바쁘고 힘든 상황이었지만, 수많은 승객들이 안전하게 여행할 수 있게 도움을 주었다고 생각하니 정말 뿌듯했습니다.
 Q. 우주전파예보관으로서 가장 힘든 점은 무엇입니까?
태양이 낮에만 보인다고 태양흑점 폭발현상이 낮에만 발생하는 것은 아닙니다. 한밤중, 휴일, 명절에도 긴급 상황이 발생할 수 있기 때문에 항상 긴장을 늦출 수 없습니다. 특히 큰 규모의 태양흑점 폭발 등 경보상황이 발생할 경우에는 상황이 종료되는 약 3~4일 동안 24시간 예보상황실을 지킵니다. 경보상황이 요즘 점점 빈번해지면서 업무강도가 증가하고 있는 편입니다. 태양흑점 폭발의 빈도는 11년마다 낮아졌다 높아졌다 하는 주기성을 보이며 이번 주기의 최정점은 2013년 5월이 될 것으로 예측됩니다.
Q. 경보상황 발생시 관련 기관의 우주전파환경에 대한 인식부족으로 겪는 어려움도 있을 것 같습니다.
처음에는 우주전파환경에 대한 이해가 부족하다보니 긴급 상황이 발생했을 때 관련기관에 현 상황을 이해시키고 필요한 피해예방 조치를 유도하는 것이 매우 어려웠습니다. 최근에는 자동으로 발령되는 SMS 메시지를 받고 관계기관 담당자가 저희 쪽에 먼저 전화해서 필요한 조치에 대해 협의를 요청하고 있습니다. 우주전파환경에 대한 인식이 확대되면서 언제 발생할지 모르는 우주전파환경 재난에 대비할 수 있는 체계가 갖추어져가고 있는 것 같습니다.
Q. 우주를 바라보며 일하고 싶어 하는 후배들에게 어떤 조언을 해주고 싶으신가요?
역사를 되돌아 볼 때 대양으로 일찍 진출했던 나라가 세계를 지배하는 강국이 되었습니다. 앞으로는 우주로 먼저 진출하는 나라가 강국이 될 것이 자명해 보입니다. 꼭 우주전파예보관이 아니더라도 우리나라가 우주로 나아가고 다음 세대가 그 시대의 주인공이 될 수 있도록 많은 친구들이 우주항공이나 천문 우주과학 분야에 관심을 가졌으면 좋겠습니다.
하는 일 : 전파통신 두절, 위성 시스템 장애, 일상생활에 미치는 영향 분석  우주전파예보관은 우주전파환경을 변화시키는 가장 중요한 요인인 태양활동을 관측해 우주전파의 현황을 파악하는 일을 합니다. 태양활동은 태양흑점 수, 지자기활동, 행성간 자기장, 태양풍 등으로 지구 밖 여러 인공위성에서 보내오는 자료와 세계 여러 나라의 지상에서 관측한 지구자기장, 전리층 자료 등을 활용해 예보됩니다. 이를 바탕으로 태양 X-ray 방출에 따른 전파통신의 두절, 태양방사선 폭풍과 지자기 폭풍에 따른 전력 및 위성 등의 시스템 장애, 나아가 생태계 및 일상생활에 미치는 영향을 분석합니다.
우주전파환경 예·경보 등급에 따라 분석결과를 분류하고 예상되는 피해와 함께 예·경보를 발표합니다. 항공, 단파통신, 해상, 위성, GPS, 전력분야 등 우주전파환경에 영향을 많이 받는 분야는 우주전파로 인한 피해를 최소화하기 위해 분야별 예·경보를 별도로 발표합니다.
교육·훈련 : 우주과학, 전자공학 지식 모두 필요 우주전파예보관에게는 자연과학 분야인 우주과학에 대한 지식과 응용과학 분야인 전자공학에 대한 지식이 요구됩니다. 학부과정에서 전자공학을 공부하고 대학원에서는 우주과학을 공부하는 등 두 가지 분야를 모두 공부해두는 것이 좋습니다. 요즘은 대학교에서 서로 다른 학문 분야를 융합하여 가르치는 학과가 많습니다. 우주과학과 전자공학을 동시에 배울 수 있는 학과로 진학하면 우주전파예보관이 되기 위한 자격을 보다 빨리 갖출 수 있습니다.
우주전파예보는 예보관의 경험과 이를 바탕으로 한 분석능력이 큰 비중을 차지합니다. 태양과 지구의 복잡한 시스템을 모두 관측하는 것이 거의 불가능하고 이에 따라 예측모델도 발달하지 않았기 때문입니다. 우주과학 분야에 대한 높은 이해도와 예보 업무에 대한 많은 경험이 강조됩니다.
현황·전망 : 우주개발이 본격화 될수록 우주전파예보관의 역할도 커질 것  과거 과학문명이 발전하지 않았던 시기에는 우주전파환경이 우리 삶에 그다지 큰 영향을 끼치지 않기도 했습니다. 과학문명의 발전으로 무선통신과 인공위성에 대한 의존도가 점점 높아지고, 항공기를 이용하는 사람이 점점 많아지면서 우주전파환경이 우리의 일상생활에 큰 영향을 끼치기 시작했습니다. 특히 현대사회는 유비쿼터스 시대로 전파 기반 서비스가 증가하고 그에 따라 첨단 시스템 및 전자기기의 수요가 늘어나고 있습니다. 이러한 시스템 및 전자기기들은 모두 태양활동에 민감하게 반응하므로 우주전파환경 연구의 중요성이 증대하는데 기여합니다.
앞으로 첨단기술이 더욱 발전하고 우주개발이 본격화 될수록 우주전파환경의 영향은 더 커질 텐데요. 이를 분석하고 그 영향을 예측하는 우주전파예보관의 역할도 점점 커질 것입니다. 우주전파예보를 하는 곳이 국립전파연구원 우주전파센터에만 있고, 국내에서 4명이 근무하는 희소한 형태의 직업입니다. 우주전파환경의 파악이 점차 중요해짐에 따라 우주환경을 관측하고 예보하는 새로운 응용분야가 생겨나고 그에 따른 인력수요도 늘어날 것으로 예상됩니다.
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출처: 정책공감 - 소통하는 정부대표 블로그 원문보기 글쓴이: 정책공감
첫댓글 우주에는 우리가 알지 못하는 전파들이 가득한가봐요.
사실 우리 눈으로 보이는것은 극히 일부에 지나지않더라구요
무한한 우주, 직업이 참 다양하네요^^
그러게요^^
우주의 질서가 어찌 미말레 두어 찌끼같이 버려질 인생의 손에 있으리요~
하나님의 위대하신 능력에 감사합니다
과거 과학문명이 발전하지 않았던 시기에는 우주전파환경이 우리 삶에 그다지 큰 영향을 끼치지 않기도 했습니다.
과학문명의 발전으로 무선통신과 인공위성에 대한 의존도가 점점 높아지고, 항공기를 이용하는 사람이 점점 많아지면서 우주전파환경이 우리의 일상생활에 큰 영향을 끼치기 시작했습니다.
과학이 발달하는 만큼.. 지구 파괴력이 더 빨리 진다는 느낌이 들어요..
점점 이 사회는 발달되어가는데... 오염등으로 온 우주가 혼란을 격는 느낌..?