달 탐사를 위한 방사선 노출 문제와 실시간 측정 필요성이 강조됨
- 2026년 4월 2일, 아르테미스 Ⅱ(Artemis Ⅱ) 임무가 발사되며 1972년 이후 최초의 유인 달 탐사가 이루어짐
- 우주비행사들은 약 10일간의 임무 동안 수십 밀리시버트(mSv)의 방사선에 노출될 것으로 예상되며, 이는 지구에서 연간 평균 노출량의 10배 이상
- International Space Station과 같은 저궤도 임무와 달리, 해당 임무는 지구 자기장 보호를 벗어나 진행됨
- 특히, 우주비행사들은 Van Allen radiation belts 통과 시 높은 방사선 환경에 노출되며, 은하우주선 및 태양 입자 이벤트와 같은 고에너지 방사선의 영향을 받게 됨
- 이러한 환경에서는 방사선의 실시간 측정 및 대응이 필수적이며, 특히 코로나 질량 방출과 같은 급격한 방사선 증가 상황에 대한 대비가 중요
CERN Timepix 칩을 활용한 실시간 방사선 측정 시스템이 우주선 내부에 적용됨
- CERN에서 개발된 Timepix 칩 6개가 우주선 내부 방사선 환경 측정을 위해 탑재됨
- 해당 칩은 ADVACAM과의 협력을 통해 구현되었으며, NASA의 HERA (Hybrid Electronic Radiation Assessor) 시스템의 일부로 사용됨
- HERA 시스템은 입자의 구성, 강도, 에너지를 실시간으로 측정하여 승무원과 전자 장비의 방사선 노출 수준을 평가함
- Timepix 기술은 Medipix2 Collaboration에서 개발된 하이브리드 픽셀 검출기 기반 기술로, 원래 입자물리 실험을 위해 개발되었으며 이후 우주 환경에 맞게 발전됨
- 각 칩은 개별 입자를 감지하고 에너지 침적량을 측정할 수 있는 픽셀 행렬로 구성되어 있으며, 입자가 남기는 궤적 형태를 분석하여 방사선 종류를 구분할 수 있음
- 이러한 특성으로 인해 복합적인 우주 방사선 환경에서도 정밀한 공간 및 에너지 정보를 제공 가능함
심우주 방사선 이해를 통해 향후 유인 탐사의 안전성과 기술적 기반을 강화할 것으로 기대됨
- Timepix 칩을 통해 수집되는 데이터는 지구 궤도 밖 방사선 환경에 대한 새로운 이해를 제공할 것으로 기대됨
- 해당 데이터는 우주비행사의 건강 영향 평가, 우주선 전자장비 보호 전략 수립, 방사선 차폐 기술 개선, 미래 탐사 임무의 위험도 평가 정교화 등에 기여할 수 있음
- 특히, 심우주 환경에서의 방사선 노출을 정량적으로 이해함으로써, 향후 달 및 더 먼 우주로의 유인 탐사를 위한 핵심 기반을 마련할 수 있음
