밴앨런대Van Allen Belt

한마디로 말하면

밴앨런대는 지구 주변을 도넛 모양으로 감싸고 있는 거대한 방사선 띠예요. 우주에서 날아온 위험한 방사선 입자들이 지구 땅바닥까지 내려오지 못하고 하늘 높은 곳에 붙잡혀 모인 곳이랍니다. 1958년 미국의 과학자 제임스 밴 앨런이 처음 발견해서 그의 이름을 붙였어요.

어떤 원리일까요?

태양과 먼 우주에서는 전기를 띤 아주 작은 알갱이(양성자·전자)들이 총알보다 빠르게 날아와요. 이것을 우주 방사선이라고 부르는데, 지구는 거대한 자석과 같아서 주변에 보이지 않는 힘의 그물인 자기장을 만들고 있어요.

우주에서 날아온 입자들은 지구 자기장이라는 보이지 않는 그물에 걸려 갇히게 돼요. 이 입자들은 지구 밖으로 도망가지도 못하고, 땅으로 내려오지도 못한 채 북극과 남극 사이를 빙글빙글 오가며 띠를 이룬답니다.

밴앨런대는 크게 두 겹으로 나뉘어요. 땅에서 약 1,000~6,000km 높이에 있는 안쪽 띠와, 약 13,000~60,000km 높이에 있는 바깥쪽 띠예요. 비행기가 나는 높이(약 10km)보다 수백에서 수천 배나 더 높은 우주의 이야기예요.

생활 속에서 비유하면

비 오는 날 쓰는 투명 우산이나 창문에 설치한 방충망을 떠올려 보세요. 방충망은 시원한 바람은 통과시키지만, 밖에서 날아오는 벌레는 집 안으로 들어오지 못하게 막아 줍니다.

지구 자기장이 바로 이 방충망 역할을 해요. 그 결과 방충망 바깥쪽에 벌레들이 잔뜩 붙어 있는 것처럼 지구 주변 우주 공간에 방사선 입자들이 빽빽하게 모여 있는 곳이 바로 밴앨런대예요.

왜 중요할까요?

밴앨런대는 땅 위에 사는 우리에게는 고마운 방패지만, 우주로 나가는 로켓과 인공위성에게는 가장 조심해야 할 위험 구역이에요. 이곳을 지나가면 강한 방사선 때문에 위성의 컴퓨터가 고장 나거나 우주비행사의 건강이 나빠질 수 있거든요.

그래서 국제우주정거장(ISS)은 아예 밴앨런대보다 낮은 약 400km 높이에서 돌아요. 달이나 화성으로 가는 우주선은 방사선 피해를 줄이기 위해 밴앨런대를 아주 빠른 속도로 통과하도록 길을 설계한답니다.