아르테미스 II 발사가 전리층에 낸 구멍, GPS 오차 수 미터 가능성

아르테미스 II 발사가 지구 전리층에 일시적인 구멍 두 곳을 냈고, 그 영향이 미국 대륙을 가로질러 약 5,000km에 걸쳐 나타났다는 연구가 나왔습니다. 대만 국립성공대학 연구팀이 미국의 고정식 GPS 수신기 자료를 분석한 결과로, 2026년 4월 1일 발사 때 GPS 위치 오차가 수 미터까지 벌어질 만한 변화가 있었다는 내용입니다.

다만 동료 심사를 거치기 전의 프리프린트이고, 실제로 차량이나 항법 장비가 오작동했다는 보고는 없습니다. 무엇이 측정됐고 무엇이 아직 추정인지 나눠서 적어 둡니다.

▲ 케네디우주센터에서 이륙하는 아르테미스 II SLS (2026년 촬영 · ⓒ NASA HQ / 퍼블릭 도메인)

전리층의 구멍이 뜻하는 것

전리층은 지상 약 50km(30마일) 위에서 시작하는 대기층입니다. 태양 복사로 기체 분자가 이온화돼 자유전자가 많은 곳이죠. GPS 위성 신호는 이 층을 지나 내려오는데, 전자가 많으면 신호가 조금 느려지고 휘어집니다. 수신기는 평소의 전자 밀도를 가정한 보정 모델로 이 지연을 걷어 내기 때문에, 전자 수가 국지적으로 급변하면 보정이 어긋나 위치 계산에 오차가 생깁니다.

그래서 이번 보도의 구멍은 대기에 실제 구멍이 뚫렸다는 뜻이 아니라, 전자 밀도가 일시적으로 낮아진 구역을 가리킵니다. 한 매체는 대기의 구멍이나 GPS 신호 붕괴 같은 표현이 과장이라고 짚기도 했습니다. 로켓 배기가스가 전리층의 전자를 줄여 이런 구역을 만든다는 설명은 이전에도 있었고, 2017년 팰컨 9 발사 뒤에 전리층에 구멍이 생겼다는 연구는 2018년에 보도됐습니다.

두 곳에서 생긴 교란, 폭은 5,000km

연구팀이 찾은 교란 구역은 둘입니다. 하나는 길이 약 65m인 SLS 코어 스테이지가 상승하며 만들었고, 다른 하나는 상단 단계가 두 차례 엔진을 태우며 만들었습니다. 상단 단계 연소는 발사 약 49분 뒤와 약 1시간 48분 뒤였고, 고도는 약 185km(115마일)로 전리층 한가운데였습니다. 두 구역 모두 미국 대륙을 동서로 가로지르며 약 3,100마일(5,000km)에 걸쳐 나타났습니다.

구역 수는 보도마다 표현이 조금 갈렸습니다. 한 기사는 도입부에서 교란이 세 차례 있었다고 쓰고 본문에서는 둘이라고 설명해 서로 맞지 않습니다. 이 글은 코어 스테이지와 상단 단계, 두 구역으로 정리한 쪽을 따랐습니다. 상단 단계 연소로 생긴 교란이 전리층 안에서는 코어 스테이지 쪽보다 훨씬 뚜렷했다는 설명도 있습니다.

▲ 발사대를 벗어나는 SLS와 화염 (2026년 촬영 · ⓒ NASA 마셜우주비행센터 / 퍼블릭 도메인)

공동 저자인 찰스 린(Charles Lin) 교수는 행성 간 임무에서 이런 궤도 기동은 본 적이 없다고 했습니다. 상단 단계를 어디서, 언제 태우느냐가 교란의 크기를 가른 것으로 읽히는데, 이 부분은 필자의 해석입니다.

스타십 시험 발사보다 최대 10배 강했다

연구팀은 이번 교란이 지금까지 관측한 어떤 로켓 발사보다 컸다고 설명합니다. 일부 구역은 스페이스X 스타십 시험 발사 뒤에 측정된 것보다 최대 10배 강했습니다. 이 비교는 대기에 남은 영향을 기준으로 한 것이고 로켓의 힘을 견준 것이 아닙니다. 스타십의 이륙 추력은 SLS의 두 배라고 하니, 추력만 놓으면 결과가 거꾸로입니다.

교란의 크기가 로켓이 얼마나 센가보다 어느 고도에서 얼마나 오래 엔진을 태우는가에 더 좌우될 수 있다는 얘기가 됩니다. 필자의 추측이며, 논문이 이 점을 직접 확인했는지는 이번에 보도만으로는 알 수 없었습니다.

GPS 오차 수 미터, 어디까지 봐야 하나

보도에 따르면 관측된 전자 수 변화는 위치 오차 몇 미터에 해당하는 크기입니다. 린 교수는 몇 미터 오차면 자율주행차가 차선을 바꿀 수 있다고 경고했습니다. 다만 가능성을 설명한 말이고, 자율주행차를 실제로 시험하지는 않았으며 사고나 오작동이 확인된 사례도 없습니다.

보도에 없는 정보도 많습니다. 전자 밀도가 몇 퍼센트 줄었는지, 교란이 얼마나 이어졌는지는 수치가 나오지 않았고, 로켓이 만든 교란은 보통 짧게 끝난다는 서술만 있습니다. 일반론이지만 자율주행차나 항법 장비는 대개 GPS 하나로만 위치를 잡지 않고 관성센서, 카메라, 지도와 함께 계산한다는 점도 감안해야 합니다.

학술지 정보도 엇갈립니다. 일부 보도는 Geophysical Research Letters에 실렸다고 쓰지만 기사에 연결된 자료는 ESS Open Archive의 프리프린트였고, 정식 게재 여부는 확인하지 못했습니다.

▲ 푸른 하늘로 상승하는 SLS (2026년 촬영 · ⓒ NASA 케네디우주센터 / 퍼블릭 도메인)

달과 화성 임무가 늘어난다면

린 교수는 달과 화성 임무가 늘수록 이런 우주 날씨 효과가 훨씬 커질 수 있다고 내다봤습니다. 발사 횟수가 늘어난다는 전제가 붙은 경고입니다. 이번 연구가 보인 것은 대형 로켓 한 번의 발사로 대륙 규모의 전리층 교란이 생길 수 있다는 점이고, 그것이 일상의 GPS에 얼마나 영향을 주는지는 후속 연구가 답할 문제입니다.

자주 묻는 질문

Q. 아르테미스 II 발사가 GPS에 영향을 줬나요?

연구팀은 수 미터 오차에 해당하는 전자 밀도 변화가 있었다고 분석했습니다. 다만 실제 기기 오작동이나 사고는 보고되지 않았고, 프리프린트 단계의 결과입니다.

Q. 전리층 구멍은 위험한가요?

전자 밀도가 일시적으로 낮아진 구역이어서 대기가 뚫렸다는 뜻은 아닙니다. 로켓 기인 교란은 보통 짧게 끝난다지만, 이번 지속 시간은 보도에 수치가 없습니다.

Q. 아르테미스 II는 언제 발사됐나요?

2026년 4월 1일 플로리다 케네디우주센터에서 SLS로 발사됐습니다.

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이제 볼 것은 이 프리프린트가 동료 심사를 통과하는지, 그리고 교란이 실제로 얼마나 오래 이어졌는지입니다.

English Summary

A preprint from Taiwan's National Cheng Kung University reports that the April 1, 2026 Artemis II launch carved two temporary depletions in the ionosphere, stretching about 5,000 km (3,100 miles) across the continental United States. One was linked to the SLS core stage and the other to two upper-stage burns at roughly 185 km altitude. Researchers say the electron changes were equivalent to GPS positioning errors of several meters, and that some disturbances were up to ten times stronger than those seen after Starship test flights. No device failures have been reported, duration and depletion percentages were not given, and the work has not yet been confirmed as peer reviewed.