韓 첨단 우주망원경 개발 참여…'입체 우주 지도' 만든다

https://etoland.co.kr/link.php?n=6938033 복사

천문연, SPHEREx 성능 시험장비 개발..미국 기관 외 유일
'제임스웹' 보다 작지만 넓은 영역 관측..은하 거리 등 계산
정웅섭 박사 "적외선 우주망원경 기술 도약 기회"

[이데일리 김정훈 기자]

‘인류 최대 우주망원경’ 제임스웹 우주망원경에 이어 미국이 주도해 만드는 또 다른 우주망원경인 ‘스피어엑스’( SPHEREx )가 오는 2025 년 우주로 향한다. 

제임스웹 우주망원경이 좁은 지역을 정밀하게 관측한다면 ‘스피어엑스’는 상대적으로 넓은 지역을 관측해 만든 3차원 지도로 우주 기원·은하 형성 등에 대한 비밀을 풀 수 있다는 점에서 기대를 모은다.

2015 년부터 시작된 이 망원경 개발에는 미국외 국가로는 우리나라가 유일하게 참여하고 있다. 

우주망원경 연구개발사가 20 여년이 채 안되는 우리나라가 중대형급 이상 우주망원경 개발에 참여하는 첫 사례다. 

한국형 달궤도선 ‘다누리’에 NASA 의 탑재체가 실린 것처럼, 우리나라와 미국간 우주 과학 분야의 협력이 강화되는 모습이다. 

‘스피어엑스’ 프로젝트 참여를 통해 우리나라의 우주 관측 기술 개발에도 한층 속도가 붙을 것으로 보인다.

16 일 과학기술정보통신부에서 열린 사전 브리핑에서 양유진 한국천문연구원(이하 천문연) 박사는 “스피어엑스 망원경의 성능을 지상에서 정밀하게 시험하기 위한 시험 장비를 천문연이 2019 년 8월부터 시작해 3년 만에 개발을 마치고, 지난 6월 미국으로 이송해 설치를 완료했다”고 설명했다.

스피어엑스 망원경 운영 상상도.(자료=미국항공우주국 제트추진연구소)

천문연, 극저온 진공 챔버 제작

제임스웹우주망원경이 약 12 조원이 투입된 대형 우주망원경이라면 스피어엑스망원경은 2800 억원이 투입된 중형 우주망원경이라는 점에서 차이가 있다. 

제임스웹우주망원경이 가시광선, 적외선 영역을 관측하는 것처럼 스피어엑스망원경도 적외선 영역을 관측한다.

제임스웹우주망원경이 하늘에서 볼펜 정도 크기 영역( 0.1 %)만을 관측했다면 이번 망원경은 온 하늘( 99 %)의 적외선 영상분광 탐사를 할 수 있다. 

미국항공우주국 제트추진연구소, 캘리포니아공대 등 미국내 11 개 기업과 기관, 천문연이 2015 년부터 추진해 온 프로젝트다.

프로젝트의 주요 하드웨어로는 우주에서 냉각하기 위한 외곽 차폐막, 적외선 검출기, 적외선 망원경, 극저온 성능시험 장비 등이 있다. 

천문연은 해당 프로젝트에서 망원경의 극저온 성능시험장비(극저온 진공챔버)를 만들어 설치했다. 

향후엔 망원경 본체 개발 등이 본격적으로 진행될 예정이다. 천문연은 내년 상반기에 캘리포니아공대에서 망원경의 광학성능을 검증하는 검교정 시험을 할 예정이다.

천문연은 극저온 진공챔버를 활용해 망원경의 우주환경시험을 주도하고, 관측자료 분석 소프트웨어 개발, 핵심 과학연구에 참여할 예정이다. 

망원경 본체 제작이 끝난 후 계획대로 오는 2025 년 4월에 발사되면 태양동기궤도에 안착해 약 2년6개월간 온 하늘을 총 4번 102 개의 색깔로 촬영하며 3차원 지도를 만들 계획이다.

프로젝트에서 관측기기 개발을 총괄하는 필 콘굿 캘리포니아공대 박사는 “극저온 상태에서 우주망원경의 초점을 유지하는 것은 대단히 중요하다”며 “천문연의 진공챔버가 ‘스피어엑스’ 발사에 있어 크게 기여하고 있다”고 말했다.

SPHEREx 검교정 장비 개발에 참여한 연구진.(사진=한국천문연구원)

200 억 투입..틈새전략으로 천문우주 국제협력 참여 길 열어

이번 프로젝트에서 미국은 2800 억원을 투입했고, 한국은 별도 순수 연구개발비로 200 억원을 썼다. 

그러면서 이번 망원경 발사로 얻는 모든 과학데이터를 얻을 권한을 갖는다. 

제임스웹우주망원경에 한국이 참여하지 못한 아쉬움을 달래면서 후속 연구에도 참여하고, 예산도 아낄 수 있게 된 셈이다.

특히 천문연이 차세대 소형위성 1호의 과학탑재체( NISS )에 처음 적용한 선형분광필터 개발 경험도 활용했고, 사업 제안부터 수행까지 모든 과정을 미국과 함께 했다는 점에서 더 의미가 있다는 평가다. 

이를 통해 향후 한미 양국이 협력를 강화하고, 첨단 과학 연구 수준도 함께 발전시켜 나갈 것으로 기대된다.

정웅섭 천문연 박사는 “앞으로 ‘스피어엑스’로 발견한 천체를 제임스웹우주망원경, 거대마젤란망원경 등을 활용해 후속 관측이나 연구도 할 수 있다”며 “ NASA 와의 성공적인 공동 개발을 통해 앞으로 적외선 우주망원경의 극저온 성능시험 분야 우주기술이 선진국 수준으로 도약할 기회”라고 말했다.