세계 최초의 우주범선이란 점도 관심사이지만, 과학자들은 무엇보다 연료를 사용하지 않고 태양 에너지만을 이용하고 있다는 점에 주목하고 있다.
기존 우주선과 달리 연료를 사용하지 않고, 태양풍과 태양에너지만을 사용하는 ‘솔라 세일(solar sail)’ 방식이라는 점이다. 이카로스호는 빛을 반사하는 초박막 필름으로 제작된 14미터의 ‘돛’을 펴서 태양풍과 태양에너지를 이용한 추진 동력을 얻게 된다. 


코로나 구멍과 태양풍의 속도

태양풍은 말 그대로 태양에서 불어오는 바람이다. 양성자와 전자 등 미립자들이 포함돼 있으며, 매초 약 100만 톤의 질량이 태양에서 방출된다. 태양풍은 또한 빠른 태양풍과 느린 태양풍으로 나뉘며 이는 코로나 구멍과 연관이 있다.
보통 지구 공전궤도에 도착할 즈음의 속력이 200km/s이면 느린 태양풍으로, 750km/s이면 빠른 태양풍이라 부르는데, 코로나 구멍에서 분출되는 청백색의 가스의 양이 많으면 그만큼 태양풍의 속도는 빨라진다.
태양의 표층은 표면과 대기로 구성돼 있으며, 우리가 매일 볼 수 있는 태양의 표면을 광구라고 부른다. 그 광구를 둘러싸고 있는 대기 중 하층대기가 채층, 상층대기가 ‘코로나’이다. 상층대기의 태양풍과 직접적인 연관이 있는 이 코로나는 그 형태와 크기가 일정하지 않다. 일반적으로 흑점과 관계가 있으며, 흑점이 최소일 때 코로나의 크기는 작고 흑점이 최대일 때 크고 밝다.


혜성꼬리, 태양빛과 태양풍 영향




혜성의 이온꼬리도 태양풍의 영향에 의해 생성된다. 혜성에는 두 가지의 꼬리가 있는데 이는 먼지꼬리와 이온꼬리로 분류된다. 이들 중 태양에 근접하면 태양 반대방향으로 생기는 것이 푸른빛의 이온꼬리이며, 태양열을 받아 타버린 규산염에 의해 생기는 것이 흰색의 먼지꼬리이다.
대부분의 혜성은 약 15km이하의 크기인 핵을 가지고 있으며, 약 150만km의 핵을 둘러싼 먼지와 가스인 코마(Coma)를 가지고 있다고 알려져있다. 그리고 혜성이 태양과 근접하면 긴 꼬리를 가지게 되는데, 몇몇 혜성의 꼬리는 1억5천만km에 이른다고 한다. 혜성의 핵은 얼음과 암석 그리고 먼지입자들로 이루어진 둥근 형태이며, 핵 주변에 있는 코마라는 물질은 태양에서 날아오는 태양풍에 밀려 꼬리를 형성하는 것이다.
혜성의 궤도는 대부분 태양계 행성과 같은 타원 궤도를 그리며, 때로는 타원이 끝이 길어서 포물선이나 쌍곡선의 형태를 가지기도 한다. 그리고 짧은 타원 궤도를 가지고 도는 혜성의 경우 토성이나 목성의 중력에 이끌려 궤도가 작아진다고 알려져 있다.


태양풍에 포함된 이온 ‘오로라’

오로라 역시 태양풍 영향에 의한 것으로, 태양풍에 포함된 이온들이 지구의 자기장과 상호 작용하면서 생긴 현상이다. 보통 북극과 남극 근처에서 자주 발생하는 오로라는 태양풍이라 불리는 입자의 흐름이, 지구자기장 상층대기와 만나면서 자기권내 안쪽 플라즈마시트라는 영역에 쌓이며 발생한다. 형광등의 발광원리와 같이 대기중의 입자와 충돌한 플라즈마 입자가 원래상태로 돌아가면서 오로라 빛이 발광하는 것이다.
오로라는 대부분 육안으로 보면, 희고 희미하게 보이지만 발광자체가 어둡기 때문에 색도 가지고 있어 책을 읽을 수 있을 정도의 오로라도 있다. 보통 오로라의 색은 고도에 따라 다르지만 상층고도 200km이상에서는 적색, 100km이상은 녹색, 그리고 드물게 100km이하에서 분홍색과 보라색을 띠기도 한다.
일반적으로 우리가 많이 볼 수 있는 오로라는 녹색으로, 이것은 대기 구성의 고도변화와 관련이 있으며 100km이상에서는 질소 분자에 비해 산소원자가 많다는 것을 나타낸다. 또한 적색과 녹색의 경계는 산소원자의 밀도변화에 영향을 주며, 하강전자의 에너지가 높아지면 평균적인 오로라의 발광고도는 낮아지는 것으로 나타났다. 태양풍 활동현상에 따른 자기폭풍에 의해 가끔 저위도 지방에서도 붉은 오로라가 관측된다고 한다. 


NASA, 태양폭풍 위험 경고

태양에서 쏟아지는 입자 태양풍은, 태양이 에너지를 만들어내는 핵융합반응 과정에서 생기는 입자의 흐름이기도 하다. 이는 지구 대기 및 우주선의 안전에도 영향을 미친다. 태양풍에서 많은 전자파와 자외선, 가시광선, 적외선, 전파, 자기장파, 입자선, 입자 등이 발생하기 때문이다. 이들은 대부분 지구의 자기권과 대기권을 통과할 때 소멸되지만 우주선의 경우 지구권의 보호를 받기 힘들다는 점에서 안전대책이 필요하다.
태양풍은 도착 순서에 따라 지구에 많은 영향을 주게 된다. 먼저 8분 이내에 도착하는 전자파의 경우, 주로 인공위성이나 비행기의 무선 등 통신시스템에 영향을 주며 수시간 내에 도착하는 방사선의 경우는 우주비행사들이 안전시설로 대피해야 할 정도이다. 특히 지구 온난화로 인해 커지고 있는 오존층의 파괴는, 태양풍에 의한 인간의 직접적인 피해는 물론, 자기권 내에 생성된 전기에너지로 인해 발전소나 변전소 등의 전력시설의 파괴도 가져올 수 있다. 
미국항공우주국(NASA)은 이러한 태양풍의 강력한 폭풍이 2013년 발생할 수 있다고 경고했으며, 이를 위한 인공위성 관측을 통해 ‘우주일기예보제’를 실시하고 있다. 최근 발사된 천리안 인공위성의 경우도 태양풍을 견디기 위한 태양전지판을 한쪽에 다는 등 이에 대비했다.