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허블,구지면 로또34년간 1억건 자료 수집
항법장치 6개 중 3개 고장에 이어
한개도 잦은 오류,관측 중단 빈발

1990년 발사한 후 1억건이 넘는 천체 자료를 수집한 허블 우주망원경 작동이 새로운 방식으로 바뀐다.허블 망원경에는 동체를 특정 천체 방향으로 향하게 하는 항법 장치인 자이로스코프가 6개 달려 있는데,구지면 로또30년 이상 지나면서 작동에 문제가 생기기 시작했다.최근 들어 자이로스코프 3개만 정상 작동했고,그마저도 하나는 지속적으로 오류를 일으켰다.이 때문에 자동적으로‘안전 모드’가 실행되면서 관측 활동이 중단되는 일이 잦았다.이에 미 항공우주국(NASA)은 이달부터 자이로스코프 단 하나만으로 허블을 운영하기로 했다.종전처럼 3개를 한꺼번에 작동하다 모두 고장 나면 허블 망원경 운영이 불가능해지므로 1개만 쓰고 나머지는 예비용으로 남겨두겠다는 것이다.

그래픽=이진영

NASA와 유럽우주국(ESA)이 공동으로 제작한 허블 망원경은 지금까지 관측 임무 160만건을 수행한 대표적 우주망원경이다.허블 망원경의 데이터로 천문학 논문이 2만1000편 나왔을 정도다.2009년까지 정비와 성능 개선을 5번 했지만,이제는 성능을 제한해야 수명을 유지할 수 있을 정도로 낡았다.세계 각국에서는 허블 망원경의 뒤를 이을 차세대 우주망원경을 잇따라 쏘아 올리며 우주의 근원을 찾는 경주를 이어가고 있다.

우주망원경은 지구 대기권 바깥의 우주 공간에서 천문 관측 임무를 수행한다.천문학자들은 다양한 파장을 통해 우주를 관측하는데,지구 안에서는 대기권의 영향으로 제대로 관측하기 어렵다.미국의 천체물리학자 라이먼 스피처가 이런 문제를 극복하기 위해 우주망원경 개념을 제시했고,1968년 NASA가 개발한 우주망원경‘0A0-2′가 발사되면서 현실화했다.이후 1990년 허블 망원경이 발사되면서 대중에게도 널리 알려졌다.

NASA는 2021년 12월 25일 허블 망원경의 후계로 제임스 웹 우주망원경(JWST)을 발사했다.제2대 NASA 국장인 제임스 웹의 이름을 딴 이 망원경은 지구에서 150만㎞ 떨어진 라그랑주 L2 지점에서 우주를 관측하고 있다.라그랑주 L2는 태양·지구의 중력과,물체가 태양 주위를 돌면서 밖으로 벗어나려는 원심력이 서로 균형을 이루는 점이다.빛의 왜곡이 없어 우주 관측에 최적 장소로 꼽힌다.JWST의 주경(빛을 모으는 거울) 지름은 6.5m로 허블 망원경(2.4m)의 2.7배다.NASA는 “허블 망원경보다 100배 더 희미한 물체를 구별할 수 있다”고 했다.또 가시광관을 주로 감지하는 허블 망원경과 달리 적외선 영역을 포착하기 때문에 더 선명한 사진을 얻을 수 있다.

ESA는 2023년 7월 고대 그리스 수학자의 이름을 딴 유클리드 망원경을 발사했다.유클리드 망원경의 주경 지름은 1.2m에 불과해 허블 망원경보다도 작다.하지만 이는 망원경의 목적이 다르기 때문이다.유클리드는‘미세 중력 렌즈’효과를 이용해 암흑 물질과 암흑 에너지를 규명하기 위해 발사됐다.우주의 대부분은 보이지 않는 물질인 암흑 물질과,우주의 가속 팽창을 주도하는 것으로 알려진 암흑 에너지로 구성됐다.유클리드는 별과 우주 전반의 암흑 물질 지도를 그리는 것이 목표다.암흑 에너지와 암흑 물질의 정체를 규명하면,우주의 탄생과 팽창 가속 과정을 설명할 수 있으리라 기대한다.

NASA와 ESA는 향후 2~3년간 새로운 차세대 우주망원경을 띄워 올린다.NASA는 허블 망원경 제작을 이끌어‘허블의 어머니’라고 하는 낸시 그레이스 로먼의 이름을 붙인 우주망원경을 2027년 5월 발사할 계획이다.허블 망원경과 주경은 2.4m로 같지만,시야가 100배가량 넓다.유클리드와 마찬가지로 암흑 물질과 암흑 에너지를 조사할 예정이다.ESA는 2026년 발사를 목표로 플라토 망원경을 개발하고 있다.카메라 26대가 장착된 플라토 망원경은 인간이 거주할 수 있는 행성을 찾는 임무를 맡는다.


일본 항공우주개발기구(JAXA)는 2027년 원시 중력파를 관측하기 위한 라이트버드(LiteBIRD)를 발사한다는 계획이다.중력파는 질량을 가진 물체에 속도가 붙을 때 생기는‘시공간의 파동’이다.라이트버드는 초기 우주가 생성된 후 약 10~38초 동안 방출된 원시 중력파를 관측하는데,구지면 로또이를 통해 우주가 급격하게 팽창한 흔적을 찾겠다는 것이다.

중국 국가항천국(CNSA)은 허블의 300배 시야를 확보할 수 있는 우주망원경 쉰톈(巡天)을 2026년 말 발사할 예정이다.우주 최강국이 되겠다는‘우주 굴기’의 일부로,구지면 로또자체 우주정거장‘톈궁’에 도킹해 천체를 관측하게 된다.

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