100배 성능 인류 최대 ‘제임스웹 우주망원경’ 우주로…'90년 망원경 교체

[이데일리 강민구 기자] 인류 최대 우주망원경이 마침내 우주 공간에 안착했다. 제임스웹 우주망원경이 25일(현지시간) 프랑스령 키아나 쿠로우 우주센터에서 아리안5호 로켓에 실려 성공적으로 발사됐다. 숱한 일정 연기와 개발 차질, 코로나19 여파, 명칭 논란 등을 딛고 이뤄낸 결실이라는 점에서 의미 있는 일이다.

이날 우주망원경의 궤도투입, 태양전지판 전개까지 예정대로 이뤄졌다. 앞으로 한달에 걸쳐 주경, 태양 가림막 등 주요 관측 부분을 펼칠 예정이다. 시험운영 등이 정상적으로 이뤄지면 6개월 뒤부터 별, 은하, 외계행성 관측 자료를 수집해 지금까지 알아내지 못했던 빅뱅 이후 별과 은하 등의 비밀을 푸는데 쓰일 전망이다.

제임스웹우주망원경은 18개의 작은 거울이 하나의 큰 거울을 만드는 형태다.(사진=미국항공우주국)

◇테니스장 크기에 스쿨버스 한대 무게

인류는 우주의 비밀을 관측하기 위해 지상망원경을 사용해 천체 관측을 해왔다. 하지만 지구가 대기층에 둘러싸여 있기 때문에 가시광선과 전파만이 대기를 투과해 관측할 수 있다. 대기가 흔들리는 현상으로 얻을 수 있는 사진(영상)의 품질도 떨어졌다. 때문에 우주공간으로 우주망원경을 발사하는 프로젝트가 필요했다.

미국항공우주국(NASA)이 1990년에 지구 저궤도로 발사한 허블우주망원경(이하 허블)이 대표적인 사례다. 허블은 근자외선, 가시광선, 근적외선 영역을 관측하며 은하, 별, 우주 영역을 관측하는데 쓰였다.

이번에 발사한 제임스웹우주망원경은 허블 보다 100배 강력한 성능을 지닌 차세대 망원경이다. 허블이 하나의 큰 거울로 구성된 것과 달리 18개의 작은 거울이 마치 벌집처럼 연결돼 큰 거울을 만든 형태다. 실제 크기는 테니스장 만하며, 무게는 스쿨버스 한대 정도다. 허블이 주로 했던 가시광선 영역 탐지가 아니라 적외선 영역을 관측할 수 있다.

앞으로 한달 동안 지구로부터 약 150만km 떨어진 라그랑주 L2 지점으로 이동할 예정이다. 이 지점은 태양, 지구의 중력과 원심력이 평행을 이룬다. 지구와 망원경의 거리를 마치 정지궤도위성처럼 고정된 형태로 일정하게 유지하면서 태양과 지구로부터 나오는 빛의 방해를 최소화할 수 있다. 이 지점에서 앞으로 5~10년 동안 임무를 수행한다.

강성주 국립과천과학관 박사는 “제임스웹우주망원경은 그동안 관측할 수 없었던 영역의 우주 역사는 물론 별과 외계행성 탄생 관련 비밀, 외계행성의 대기 성분 분석을 통해 외계생명체의 존재 가능성에 대한 과학적 근거를 제공해줄 수 있다”며 “천문학 역사을 새로 쓸 수 있다는 점에서 중요하다”고 설명했다.

◇1989년 입안 후 여러 문제 딛고 발사 성공

국내 천문학자들은 제임스웹우주망원경이 이번 발사까지 숱한 어려움을 이겨냈다는 부분에 주목해야 한다고 보고 있다. 제임스웹우주망원경은 지난 1989년 입안된 이래 숱한 개발 차질로 일정이 늦춰지며 30여년 동안 110억 달러(13조원)이 투입됐다. 애초 2006년 첫 발사 계획 수립후 15년 넘게 발사가 연기됐다.

여기에 코로나19 여파 등으로 발사 일정이 추가로 연기됐다. 올해 중순께는 제임스웹우주망원경 이름의 모티브가 된 제임스 웹이 성 소수자 박해에 앞장섰다는 주장이 나오면서 천문학자들이 개명 청원을 제기해 1700명이 넘는 과학자들이 청원서에 서명했고, NASA 조사가 이뤄지기도 했다.

양유진 한국천문연구원 박사는 “정책 입안부터 발사까지 수십년에 거쳐 제임스웹우주망원경은 개발일정 연기가 있었음에도 발사를 이뤄냈다는 점에 주목해야 한다”며 “우리나라도 제임스웹우주망원경 관측 참여 기회를 모색하는 한편 국제 협력 프로젝트에 적극 참여해 인류의 과학적 발견에 기여했으면 한다”고 말했다.

제임스웹은 지구에서 150만km 떨어진 랑그랑주 L2 지점에서 관측을 할 예정이다.(자료=미국항공우주국)