차세대 우주망원경 '제임스 웹'

허블 망원경의 간략史

지상에서도 수 백톤 이상의 초대형 망원경(terrestrial telescope)이 개발되었지만 

학자들은 망원경의 크기를 아무리 키워도 그 성능에 커다란 한계가 있음을 알아차린다.

그 이유는 바로 지구 대기의 간섭으로 상이 흐려지는 것 이었다

물론 종전에도 이를 극복하기 위해 우주망원경을 쏘아 올려 본 적은 있지만,

아폴로 시대의 전자기술로는 이런 초정밀도의 제어기술을 요구하는

우주망원경을 원격으로 제어 하는 것 자체가 상당히 고역이었다. 

그럼에도 학자들은 이를 극복하기 위해 끊임없이 연구했고 의회에 더 많은 예산을 편성해 줄 것을 강력히 요청했다.

드디어 1990년 4월24일 결실을 맺어 무게 12.2톤 길이 13미터에 달하는 어마 어마한 크기의 망원경 

일명 '허블 우주 망원경'을 우주로 쏘아 올리게 된다.

하지만 초기에는 상이 엉망진창이었다. 실망스럽기 그지 없었던 것이었다.

이유를 분석해보니 2.2미크론의 에러가 떠 있었다.

하지만 우주인들을 보내 성공적으로 수리하는 등 지속적으로 보수 및 업그레이드를 하여 

최대 30 배 이상 성능을 끌어 올려 학자들의 박수 갈채를 받는다. 

허블프로젝트는 10억광년이나 멀리 떨어진 곳도 선명하게 관측하는 등  대성공을 이루었지만,  

시간이 지남에 따라 노후할 대로 노후해 가는 것은 막을 도리가 없었다. 

수리에도 한계가 있었다. 

한번 수리하는데 매번 비싸고 무거운 장비들과 우주인들을 보내야 했고 돈은 무지 막지하게 깨졌다.

급기야 2004년 당시 NASA 국장찡은 예산과 안정성 문제로 허블을 조기 퇴역 시키기로 결심한다. 

하지만 학자들은 그럼 우리는 새로운 망원경을 띄울 때 까지 뭘로 연구를 하냐며 

떼도 써보고 화도 내 보았지만 아무런 소용이 없었다.

밑져야 본전으로 대중들에게 감성팔이를 하였는데 대중들은 이에 크게 동요하고 국장에게

'뭔 일을 그따위로 하냐'며 비난 여론이 폭주하게 된다.

결국 2009년 제 5회 허블 수리팀을 보내 심폐소생술을 시전, 허블을 2014년까지 운용이 가능하도 해주고, 

덤으로 그 전에 새로운 망원경도 안겨주기로 계획한다.

그리하여 next generation space telescope

일명 차세대 우주 망원경 프로젝트를 발동하기에 이른다

그렇다 프로젝트명은 과거 대대적인 우주 프로젝트를 성공적으로 진행시켜 유명해진 

NASA의 제2대 국장, 제임스 웹의 이름을 따기로 한다.

그리고 차세대 프로젝트는 기존 허블보다 미러 크기는 약 6배나 더 커지고

그동안 눈부시게 발전한 온갖 최첨단 광학 전자 공학 신기술들을 총망라하기로 결정한다.

 

또한 그동안 진보한 우주기술도 적용하였는데

허블 우주망원경은 지상 약 569km의 궤도에 떠있는 반면,

제임스 웹 우주망원경은 지상 약 150만km까지 멀리 띄우져 종전과는 비교할 수도 없이 더 많은 빛을 모을 수 있고

간섭도 최소화 하며 훨씬 멀리 선명하게 볼 수 있도록 제작되는 것이었다.

 

최고명문대학교 연구자들 및 학자들 그리고 본인들의 요구조건에 걸맞게 

첨단 우주망원경을 제작하기로 결정은 했지만 천하의 미국으로서도  

예산 압박에 시달리며 괴로워 하며 어쩔줄을 몰라했다. 

하물며 1kg의 물병을 하나 우주에 쏘아 올리는데도 그 돈이 10만 달러에 가깝게 드는데

초거대 우주 망원경을 초고고도에 띄워 돌릴 것을 상상하니 눈 앞이 캄캄했을 것이다.

결국 NASA는 유럽우주국(ESA)과 캐나다우주국(CSA)을 끌어들여 공동 프로젝트를 진행하기에 이른다.

 

이 프로젝트에서 무게는 곧 돈이고 부피는 계획 성공 여부의 핵심이기 때문에

무게와 부피를 획기적으로 줄여야만 한다. 저 무지막지 한 것을 기존의 우주선에 실을 도리가 없다. 

모두들 온갖 창의적인 발상과 최첨단 기술들을 쥐어 짜내기 시작한다.

매일 아침 박사들은 말단 연구원들까지 테이블에 불러 모아 아무리 형편없는 아이디어도 무시하지 않고 

브레인 스토밍을 하는 등 각고의 노력을 거듭하고 가장 합리적인 해결책을 생각해 낸다.

바로 망원경을 신문지처럼 구겨서 가볍고 작게 만들고 우주에 올라가면 지가 알아서 펴지게 만드는 것이었다.

하지만 트랜스포머도 아니고 이는 기술적으로 대단히 어려운 것이었다.

 

박사들은 이제 또 어쩌나 하면서 고통스럽게 머리를 쥐어짜내기 시작한다.

또 당초의 계획대로 하자니 기술적 난관들이 한 두개가 아니었다

우주 한복판에서 적외선 센서가 잘 작동하는 온도인 화씨 265도 섭씨 =7캘빈=화씨445도의 극저온을 유지해야한다.  

또 이 18개나 되는 반사경 세그먼트를 단독의 거대한 유리인 것처럼 하나로 배열시키는 작업은 

사람의 머리카락을 1/10,000 두께로 배열하는 것과 동일한 것이다. 

이러한 배열이 절대 영 이상에서 50도 각도에서 시행되어야 한다.

 

그리고 제임스 웹 우주 망원경은 이전의 허블 우주 망원경과는 달리 주로 적외선 (Infrared) 영역의 파장을 조사한다. 

이를 위해서는 허블보다 더욱 정교한 센서가 필요하다. 

관측 영역은 0.6 - 28 ㎛ (마이크로미터 : 백만분의 1 미터) 이다.

또 지구에서 너무나 멀리 떨어져 있기 때문에 허블처럼 처음부터 삑싸리 나면 고치러 갈 수도 없다. 

온갖 욕은 바가지로 먹어야 한다.

그렇다. 연구진들은 끊임없이 혁신하고 신기술들을 적용해 나가는 수 밖에 없었다.

그리고 이제 대부분의 테스트가 끝낫고 발사될 일만 남았다.

 

앞서 말했듯이 저기 보이는 육각형 반사경은 허블보다 6배나 크며 훨씬 더 많은 빛을 모은다.

그 밑에 테니스 코트 크기의 차광막은 태양의 직사광선과 열기 지구의 반사광선 및 각종 간섭을 막아 주어야 한다.

그 밑에는 온갖 최첨단 장비들을 실었다.

이제 이게 뜨면 130억광년은 내다봐 우주의 빛의 기원 은하계의 생성과정 태양계의 유지 원리 등을 파해칠 전망이라고 한다.

 

이제 허블에서 찍어준 사진은 DSRL이 나오기 전 30만화소 저질 폰카 뿐이 안되는 것이다.

 

 

http://me2.do/5c45Y1MR