요약:
올해 초 아르테미스 II 임무는 반세기 만에 처음으로 우주비행사를 달 주위로 보냈다가 안전하게 돌아왔습니다. 역사적인 임무는 또한 지구의 가장 바깥쪽 이온화된 대기에 "큰" 피해를 입혔다고 연구원들은 지적했습니다.
올해 4월 실시된 '아르테미스 2호' 임무는 지구의 전리층에 두 개의 거대한 구멍을 만들었습니다. 이로 인해 심각한 교란이 발생하면 GPS 포지셔닝 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다. 대만 연구원들의 새로운 연구는 현대 발사 시스템이 대기에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 미래의 심우주 탐사 임무가 일상 생활에서 가장 중요한 궤도 시스템 중 하나로 어떻게 파급될 것인지를 보여줍니다.
이 연구는 대만 국립청쿵대학교(National Cheng Kung University)의 과학자 팀에 의해 완료되었으며 지구물리학 연구 레터(Geophysical Research Letters) 저널의 사전 인쇄 온라인 버전에 게재되었습니다. 연구원들은 Artemis 2 발사의 영향을 감지하기 위해 지상 기반 고정밀 GPS 수신기 네트워크를 사용했습니다. 이 네트워크는 현재 미국 과학자들이 지진 발생 시 지구 구조판의 작은 움직임을 측정하는 데에도 사용됩니다.
이 지상 기반 네트워크는 로켓이 궤도를 선회하는 위성에서 수신 네트워크로 이동할 때 GPS 신호의 지연을 측정하여 로켓의 대기 통과가 전리층의 자유 전자에 어떤 영향을 미치는지 탐지합니다. 전리층은 해발 약 48~965km(약 30~600마일)에 위치한 지구 상층 대기의 이온화된 부분입니다.
전리층은 전 세계적으로 무선 신호를 전파하는 데 핵심적인 역할을 하며, 전리층의 전자기장 교란은 GPS 신호에도 영향을 미칩니다. 새로운 연구에 따르면 아르테미스 2호의 첫 발사는 다른 어떤 로켓 발사보다 강력했다. NASA의 우주 발사 시스템(SLS)은 SpaceX의 Starship 테스트에서 관찰된 것보다 10배 더 심각한 전리층 교란을 일으켰습니다.
연구원들은 '아르테미스 2호'가 지구의 전리층에 두 개의 거대한 전자기 구멍을 만들었다고 말했습니다. 첫 번째는 SLS 발사체의 65미터(213피트) 코어 스테이지로 인해 발생했고, 다른 하나는 시스템 상단의 두 번의 후속 엔진 점화로 인해 발생했습니다. 두 홀의 길이는 모두 5,000km(약 3,107마일)에 달하며, 이는 GPS 시스템이 보고한 지상 위치를 몇 미터만큼 상쇄할 수 있을 만큼 충분합니다.
이 연구의 공동 저자 중 한 명인 Lin Jianhong 교수는 교란된 GPS 신호가 "자율 차량에 강한 영향을 미칠 뿐만 아니라 드론 위치 파악에도 영향을 미칠 수 있다"고 말했습니다.
Lin Jianhong은 "단 몇 미터의 위치 오류라도 자율주행차가 차선을 변경하는 데 충분합니다."라고 말했습니다.
GPS 위성 별자리는 전리층보다 훨씬 높은 해발 약 20,200킬로미터(12,552마일)의 궤도를 돌고 있습니다. 그러나 GPS 신호는 사용자의 스마트폰, 지상국, 자율주행차에 도달하기 전에 대기 하층의 모든 층을 관통해야 합니다. Lin은 달 표면과 화성 탐사를 포함한 향후 임무가 GPS 서비스에 대한 잠재적인 간섭을 더욱 악화시킬 수 있다고 예측합니다.
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