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새로운 태양주기 시작으로 방사선량은 더 많아질 것.
중국 달 탐사선 Change'4가 지구반대편에서 시간당 60 마이크로시버트 측정.
달 정거장 방사건 보호장치 필요. 미래의 관측소는 용암동굴 고려.

달에서 방사선은 얼마나 강할까?
중국 Chang'e 4 착륙선은 지구 표면보다 200배 더 많은 방사선 노출을 측정했다.

우주 비행사는 지구 표면보다 달에서 약 200배 더 많은 방사선에 노출된다.
이것은 처음으로 달에서 더욱 정확한 방사선 측정을 보여줬다. 이러한 값(시간 당 약 60마이크로시버트)은 태양 폭풍 동안 여러 번 증가 할 수 있다. "Science Advances"에 실린 연구결과에 따르면 미래의 달 관측소는 잘 보호되어야 한다고 강조한다.

▲ 우주 비행사는 곧 달을 다시 방문할 것이다. 달에서의 방사선 노출은 얼마나 위험할까? © NASA

거의 50년 동안 유인 우주여행은 지구 궤도에 국한됐다. 이제는 우주 비행사가 달을 다시 방문할 예정이다. 미국은 아르테미스 임무를 통해 2024년까지 유인 달 착륙을 수행하기를 원하고 ESA는 이미 달 정거장을 계획하고 있다.

이것은 사람들이 처음으로 지구 자기장의 보호막 (에너지가 풍부하고 유해한 우주 방사선으로부터 우리를 보호하는 장)에서 벗어난다는 것을 의미한다.

달의 방사능은 얼마나 높을까?

이것은 우주 비행사에게 상당한 위험과 관련이 있다.
달과 그 표면으로 가는 길에 태양풍과 우주선의 고에너지 입자와 방사선에 직접 노출되기 때문이다. 또한 태양 폭풍의 위험이 있으며, 이는 방사선량을 수십 배 증가시킬 수 있다.
다행스럽게도 아폴로 우주 비행사가 임무 수행중에 위험한 폭풍이 없었고 며칠 동안만 우주에 머물렀다.

▲ 달 반대편에 있는 Chang'e 4 착륙장의 파노라마 Source : Panorama of the Landing Site of Chinese Chang’e-4 Probe on Far Side of the Moon. International Astronomical Union. Author : CNSA. 2019년 2월 15일

이것은 장차 달에서 작업할 우주 비행사들과는 다르다.
그들은 지구의 위성과 궤도에서 더 오래 머물 것이다. 우리는 달에서의 방사선 노출을 아는 것이 더욱 중요하다. 아폴로 우주 비행사들은 단순한 선량계를 사용했지만 노출을 결정하기에는 데이터가 너무 부정확했다.

중국 Chang’e 4 탐사선의 측정 장치가 최근 이를 보완했다.
2019년 1월과 2월, "Lunar Lander Neutron and Dosimetry"(LND)는 처음으로 달 표면에서 시간 분해 방사선 측정을 수행했다. 킬 대학의 로버트 빔머-슈바인그루버(Robert Wimmer-Schweingruber)와 그의 팀은 이제 이러한 측정을 평가했다.

▲ Chang’e 4 착륙선의 LND 센서는 처음으로 시간 분해 방사선 측정을 수행했다. © CNSA / CLEP

하루에 지구 연간 복용량

측정 결과 시간당 약 60마이크로시버트의 등가 선량률이 나타났다.
매일 달의 우주 비행사는 약 1.3 밀리 시버트의 잠재적으로 해로운 방사선을 받게된다.
이 방사선 노출은 지구 ​​표면보다 약 200배 더 높고 국제 우주 정거장 ISS보다 2.6배 더 높다. 달의 우주 비행사는 하루에 일반 지구인에 대한 연간 한도 값의 방사선량에 노출될 것이다.

미래의 달 우주 비행사가 며칠, 심지어 몇 주 동안 달에 머물러야 한다는 사실을 감안할 때 이러한 수치는 이미 인간에게 상당한 부담이 될 것이라고 Wimmer-Schweingruber는 말했다.
이러한 측정값은 태양 폭풍과 강한 태양 활동이 없는 단계에서 결정되었다.
2019년 초 태양은 최소 11년주기에 가까웠기 때문이다. 그 사이에 새로운 태양 주기가 시작됐다. 따라서 최초의 우주 비행사가 몇 년 안에 달로 날아갈 때 태양 활동은 훨씬 더 높아질 것이다.

▲ Chang’E4가 달에 착륙한 후, 첫날과 이튿날 LND로 측정한 달의 복사 환경의 시간적 변화. 왼쪽 패널에는 첫날의 데이터가 표시되고 오른쪽 패널에는 둘째 날의 데이터가 표시됐다. (A) LND B 검출기로 측정한 총 흡수 선량률. (B) LND C1 실리콘 검출기에 기록된 중성 입자 선량률. (C) 하전된 입자의 총 흡수 선량률 [즉, (A 및 B)]. RTG 및 RHU (20)의 알려진 배경은 (A) 및 (B)에보고 된 값에서 차감되었다. (D) 관통 입자의 흐름의 시간적 진화. UT, 표준시. 출처: https://advances.sciencemag.org/content/6/39/eaaz1334

달 표토층 아래에서 보호 혹은 용암동굴에서

달의 우주 비행사를 방사선 노출로부터 보호하는 것이 더욱 중요 할 것이다.
우주선의 차폐 공간이 거의 없기 때문에 비행 중에는 다소 어려워진다. 그러나 달 정거장은 필요한 보호를 제공 할 수 있다. 관측소 위의 두꺼운 달의 암석층만으로 방사선을 크게 줄일 수 있다. 미래의 달 관측소의 위치로 용암 동굴이 이미 고려되고 있다.
(Science Advances, 2020; doi : 10.1126 / sciadv.aaz1334)
출처 : Universität Kiel

[더사이언스플러스=문광주 기자] "no science, no future"

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