허블 망원경이 찍은 ‘말머리성운’ (사진 제공: 미 항공우주국)■ 교과서 속 우주 사진, 내년 하반기부터 다 바뀐다?
우리에게 익숙한 우주 사진은 대부분 '허블 망원경'이 찍은 겁니다. 허블은 1990년 미 항공우주국(NASA)이 지구 상공 559km 지점에 쏘아올린 우주 망원경이죠.
허블은 지난 31년간 150만 장이 넘는 우주 사진을 찍었습니다. 그 덕분에 우리가 블랙홀의 존재, 목성의 위성인 유로파의 물기둥, 지구에서 131억 광년 떨어진 은하도 확인할 수 있었습니다.
그런데 지금까지 봤던 우주 사진이 이르면 내년 하반기부터 싹 바뀔지도 모릅니다. 연구·개발에만 25년, 약 12조 원이 투입된 차세대 우주망원경 '제임스웹'이 지금 목표궤도를 향해 날아가고 있기 때문입니다.
웹 망원경이 목적지에 안착하면, 아주 먼 우주의 다양한 모습을 허블망원경보다 훨씬 더 선명하게 담아 지구로 보낼 수 있을 것으로 예상됩니다.
제임스웹 망원경. 금색 육각형 판이 반사거울이다. (출처: 미 항공우주국)■ 제임스웹 우주망원경 '마지막 관문' 넘었다…"금빛 거울 완전히 펼쳐"
NASA는 오늘 "제임스웹 망원경이 주 반사거울(주경)을 완전히 펼쳤다"고 발표했습니다. 지난해 12월 25일 남미 프랑스령 기아나 유럽우주센터에서 망원경이 발사된 지 약 2주 만입니다.
이로써 웹 망원경은 임무를 수행하기 위해 통과해야 할 사실상 '마지막 관문'을 넘었습니다.
웹 망원경은 발사체에 싣는 일부터가 난제였습니다. 테니스 코트(약 21m x 14m)만큼 거대한 망원경을 직경 6m도 안 되는 발사체 적재함에 실어야 했습니다. 결국 망원경을 꼬깃꼬깃 접은 채 적재함에 넣고 우주로 쏘아올렸습니다.
태양전지판, 햇빛가림막, 보조거울, 주 반사거울 등이 모두 우주 공간에서 차례로 펼쳐졌습니다. 부품 펼침 작업만 50차례에 이릅니다. 반사거울을 펼치는 데 꼬박 이틀 걸렸습니다.
허블 망원경과 제임스웹 망원경의 반사거울 크기 차이. (출처: 미 항공우주국)■ "허블의 100배, 육안의 100억 배 강력한 성능"으로 우주 관측
웹 망원경의 성능은 허블의 약 100배, 우리 눈의 100억 배만큼 강력하다고 알려져 있습니다.
거울이 크면 빛을 모으는 능력이 좋아지는데, 웹 망원경의 크기(직경 6.5m)는 세계 최대 규모입니다. 허블(직경 2.4m) 망원경의 2.7배에 이릅니다. 허블보다 빛을 6.25배 더 많이 모으고, 시야각은 15배 이상 넓습니다. 베릴륨으로 만든 거울 표면엔 빛을 더 잘 반사하라고 금도 발랐습니다.
특히 웹 망원경은 파장이 긴 적외선을 잘 포착합니다. 적외선 관측 장비를 4개 갖췄습니다. 이에 따라 주로 가시광선을 관찰하는 허블보다 훨씬 더 멀고 희미한 우주 물체를 볼 수 있습니다.
NASA는 웹 망원경이 우주 먼지에 가린 별, 또 물체가 블랙홀에 빨려들어갈 때 방출하는 에너지를 감지할 뿐 아니라 약 135억 년 전 '최초의 별'에서 나온 빛까지 관측할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
지구에서 웹 망원경까지 거리. 달보다 4배가량 먼 거리에 있다. (출처: 미 항공우주국)■ 웹 망원경, 어디쯤 날아가고 있을까
웹 망원경의 목적지는 지구에서 약 150만 km 떨어진 '라그랑주2' 지점입니다. 이제 40만 km 정도 더 가면 됩니다. 이번 달 말쯤 목표 궤도에 도달할 것으로 예상됩니다.
'라그랑주2'는 중력과 원심력이 상쇄돼 중력이 '0'이 되는 곳입니다. 중력의 영향이 없기 때문에 빛이 왜곡되지 않고, 궤도를 유지하기 위한 연료를 대량으로 쓸 필요가 없습니다. 다만 망원경이 지구에서 너무 멀리 있기 때문에 고장나더라도 수리할 수 없습니다.
웹 망원경을 연구· 개발한 NASA와 유럽우주국(ESA), 캐나다우주국(CSA)은 앞으로 반사거울 18장의 초점을 하나로 모으는 미세 조정을 진행합니다. 또 각종 장비가 탈 없이 작동할 수 있도록 영하 233도로 망원경을 냉각할 예정입니다.
NASA는 웹 망원경이 궤도에 도착한 뒤 기기 점검·시험 관측에 6달 이상 걸릴 것으로 예상하고 있습니다. 정식 관측은 내년 6월 이후 가능할 것으로 보입니다. 웹 망원경의 설계 수명은 5~10년입니다.
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2022-01-09 08:39:00Z
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