우주관측은 우주공간에서 하는 것이 가장 좋다. 이것은 지극히 당연한 일이다. 또 빛을 모으는 장치가 클수록, 그리고 우주공간에서 여러 변화에 대응이 가능할 만큼 원격 미세 조정 기능이 좋을수록 좋다. 이것 또한 당연한 이야기다. 그러나 이런 망원경을 실제로 우주에 올리고 그것을 완전히 작동하게 하는 것은 당연하지 않다.
이렇게 지긋지긋해 보이는 일이 바로 지난 6개월간 나사(NASA; 미항공우주국)의 '제임스 웹 우주 망원경(James Webb Space Telescope, 이하 JWST)'을 완전히 작동할 수 있도록 한 스캇 프리드먼(Scott Friedman)과 160명의 과학자 및 엔지니어들이 한 일이다.
나사의 발표에 따르면 오는 7월 12일 '우주 천문대'에서 촬영한 최초의 풀컬러 이미지가 공개되고 천문학의 변천사가 시작된다. 나사 관리자 빌 넬슨(Bill Nelson)은 그 이미지가 정확히 무엇인지는 밝히지 않았지만 “태양계 밖 행성의 대기에 대한 자세한 모습과 지금까지 찍은 우주 중 가장 깊은 이미지가 포함될 것”이라고 밝혔다.
IT전문 매체 더버지(TheVerge)는 프리드먼의 팀과 인터뷰를 통해 그 6개월간 한 일과 그 일의 대가로 과학계가 얻을 성과에 대해 보도했다. 더버지는 기사에 “(프리드먼과 그 팀은) 모든 과학 분야에서 가장 어려운 할 일 목록 중 하나를 작업했다”며, “그것은 역사상 가장 강력한 우주 관측소인 NASA의 제임스 웹 우주 망원경을 완전히 작동시키는 것”이라고 덧붙였다.
JWST는 지난해 12월 25일 오후 9시 25분(한국시간 기준)에 남아메리카의 프랑스령에 있는 기아나 우주 센터(Centre spatial guyanais)에서 아리안 5호(Ariane 5)에 탑재되어 발사됐다. 그 후 2주동안 나사는 궤도에 안착하고 망원경을 정렬시키는 일에 집중했다. 프리드먼에 따르면 이 기간 동안 300여개의 크고 작은 이벤트가 있었지만 계획대로 진행되어 적절하게 정렬됐다.
JWST는 육각의 독립적 개체 18개를 붙인 주 반사경과 가오리 연처럼 생긴 부반사경을 가지고 있다. 이 반사경들은 우주공간에서 펼쳐져 빛을 모으는 역할을 하게 된다. 이들은 모두 우주에서 일어날 많은 돌발상황과 환경변화에 대응할 만큼 튼튼해야 했지만 다른 면으로는 나노 단위로 컨트롤이 가능할 만큼 예민해야 했다.
인터뷰에서 프리드먼은 “그것이 6개월안에 가능한지 계속 의문이 들었다”면서도 “참여한 과학자와 엔지니어들의 노력으로 시간을 지킬 수 있었다”고 말했다. 또 “우주에서의 미세한 충돌로 인해 판 하나에 미세한 ‘보조개’가 생겼지만 미세조정을 통해 각도를 보정했다”고 밝혔다.
전개과정이 끝난 후 팀은 전송판에 있는 거울에 집중했다. 나사 JWST의 광학 망원경 요소 관리자인 리 페인버그(Lee Feinberg)는 초반에 18개의 금도금 거울이 0.5인치 이동해 있는 바람에 그것을 교정하는데 일주일이 걸렸다고 말해 작업이 얼마나 신중히 진행되었는지 강조했다.
페인버그는 “각각의 움직임이 순차적으로 이루어져야 했기 때문에 상황은 달팽이의 속도로 움직였다”며, “마침내 3개월의 지루한 작업 끝에 JWST의 거울에 빡빡한 초점이 맞춰졌다”고 회고했다. 또한 "거울이 정렬되기 시작했을 때 거울은 밀리미터 단위로 떨어져 있었으나 나노미터로 정렬되었으므로 정렬이 백만 배 개선됐다”며 해당 과정의 필요성과 성과를 강조했다.
나사의 부국장인 팸 멜로이(Pam Melroy)는 최초의 사진 공개에 앞선 기자 회견에서 "내가 본 것은 과학자로서, 엔지니어로서, 그리고 인간으로서 나를 감동시킨다"고 말해 해당 과정의 어려움과 그 어려움으로 인한 긴장, 그리고 앞으로 할 수 있는 것들에 대한 기대를 한꺼번에 표현했다.
더버지는 기사를 통해 우주에서 JWST가 완전히 작동하게 된 지난 6개월 간의 과정을 자세히 설명했는데, 그 지루한 과정을 완료하고 시험 사진을 찍었을 때의 감회를 페인버그의 말을 통해 전했다. 페인버그는 "그것은 우리가 정말로 시작할 수 있는 지점에 도달하는 것"이었다며 “그것이 바로 팀이 기대했던 것”이라고 덧붙였다.
지난 20년 동안 어떤 형태로든 JWST 개발에 참여해 온 페인버그는 "개인적으로는 그냥 편안히 앉아서 즐기고 싶다”며 “이제는 (촬영된 적 없는) 나머지 행성 이미지를 보며 우주를 발견하는 즐거움을 기대하고 있다”고 덧붙였다.
한편 JWST는 노후된 허블망원경의 뒤를 이을 우주 전파망원경으로 손꼽히고 있으며, 지상이나 기존의 우주 전파망원경이 찍을 수 없었던 심우주를 촬영할 목적으로 제작됐다. 지난 6일 시험 촬영을 통해 하나의 별을 18면의 각도로 찍었고 오는 12일 이렇게 촬영된 다각도의 사진을 보정하여 공개할 예정이다.
AI타임스 이성관 busylife12@naver.com
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