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[아하! 우주] 스스로 우주에서 조립하는 ‘차세대 망원경’ 개발한다

작성 2018.05.08 15:07 ㅣ 수정 2018.05.08 15:07
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허블 우주 망원경은 천문학을 한 단계 끌어올린 획기적인 망원경이었다. 1990년대부터 맹활약을 펼친 허블우주망원경 덕분에 천문학자들은 우주의 놀라운 비밀들을 파헤칠 수 있게 됐다. 하지만 세월이 흘러 이제 허블우주망원경보다 더 강력한 망원경이 필요해졌다.

이제 발사를 앞둔 제임스 웹 우주 망원경은 2.4m 구경의 허블우주망원경보다 훨씬 큰 6.5m 지름의 반사경을 지녀 천문학의 수준을 한 단계 더 끌어올릴 것으로 기대되고 있다. 하지만 10조 원에 달하는 엄청난 비용으로 논란이 된 적이 있다. 앞으로 천문학의 발전을 위해서는 더 강력한 우주 망원경이 필요한데, 제임스 웹 우주 망원경보다 더 큰 망원경의 발사 비용을 어떻게 감당할지 고민인 것이다.

미 항공우주국(NASA)은 제임스 웹 우주 망원경의 후속으로 12m 지름의 반사경을 지닌 고해상도 우주 망원경 HDST(High-Definition Space Telescope)를 검토 중이지만, 비용 문제가 큰 걸림돌이다. 따라서 NASA는 대안적인 우주 망원경 기술에 대한 연구를 지원하고 있다. 코넬 대학의 드미트리 사브란스키와 그 동료들은 우주에서 스스로 조립되는 모듈식 우주 망원경을 제안했는데, NASA는 NIAC(NASA Innovative Advanced Concept) 1단계 사업으로 이 연구를 지원하기로 결정했다.

개념은 매우 간단해서 30m 크기의 반사경을 한 번에 발사하는 것이 아니라 1,000개로 쪼갠 후 우주에서 조립하는 것이다. 이미 지상에 건설되는 10m 이상 대형 망원경은 한 번에 반사경을 만들기 어렵기 때문에 여러 개의 육각형 거울을 이어 붙이는 방식으로 제작되고 있다. 제임스 웹 우주 망원경 역시 작은 육각형 거울을 접어서 발사했다가 우주에서 펼치는 방식이다. 그렇다면 차라리 작은 조각을 나눠서 발사하자는 주장도 설득력이 있다.

작은 조각들이 서로 결합하는 방식을 사용할 경우 망원경의 크기를 이론적으로 무한대로 확장할 수 있을 뿐 아니라 수리가 편리해지고 무엇보다 한 번에 모든 것을 걸지 않아도 되는 장점이 있다. 그런 일은 없어야 하겠지만, 만약 제임스 웹 우주 망원경이 발사과정에서 문제가 생기면 엄청난 시간과 비용을 들여 개발한 망원경을 사용 못 하게 될 수 있다. 하지만 모듈 구조는 여러 번 나눠서 발사하기 때문에 이와 같은 위험을 분산시킬 수 있으며 한 번 발사에 실패해도 프로젝트 전체가 실패하지 않는다.


하지만 사람의 도움 없이 작은 반사경 조각들이 우주에서 결합해서 하나의 큰 반사경으로 작동하는 기술은 아무도 성공한 적이 없는 미지의 영역이다. NASA는 1단계에서 13.5만 달러의 자금을 지원해 개념을 검증하고 타당성이 있다고 생각하면 실제 프로토타입까지 개발하는 2단계 프로젝트로 진행할 계획이다. 여기서 기술적 가능성이 검증되면 실제 모듈 몇 개를 우주에 발사해 실현 가능성을 최종적으로 검토하게 될 것이다. 이 단계까지는 상당한 시간이 소요될 것으로 보이는데, 28년이나 현역으로 활동하는 허블우주 망원경처럼 제임스 웹 우주 망원경도 바로 교체하기 어렵기 때문에 시간은 충분할 것이다.

천문학의 발전은 망원경의 발전과 함께했다고 해도 과언이 아닐 것이다. 태초 우주에 어떤 일이 있었는지, 생명체는 지구에만 존재하는지 같은 근원적인 질문에 답하기 위해서 과학자들은 지금보다 훨씬 크고 강력한 차세대 망원경이 필요하다. 물론 쉽지 과제지만, 인류는 언젠가 해답을 찾아낼 것이다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com 

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