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  • 화성으로, 달로 우주탐사 가속도… 합종연횡 나선 우주강국

    화성으로, 달로 우주탐사 가속도… 합종연횡 나선 우주강국

    우주 시대가 성큼 다가왔다. 지난해를 기점으로 양적으로 팽창한 각국의 우주 경쟁에 민간업체까지 가세하며 우주 탐사에 가속도가 붙었다. 올해 흥미진진한 우주 이벤트가 이어지는 가운데 우주 강국들은 전략적 합종연횡을 마다하지 않고 우주에서의 최종 승자가 되기 위해 박차를 가하고 있다. 10일 스페이스론치리포트에 따르면 지난해는 1957년 옛 소련이 스푸트니크호 발사를 성공시키며 우주 시대의 막을 연 이래 가장 많은 우주발사체가 궤도비행에 성공한 해로 기록됐다. 전년보다 26% 증가한 144대의 우주발사체가 쏘아 올려졌고 133대가 궤도에 안착했다. 이 중 유인우주선은 8대였으며 모두 발사에 성공했다. 올해는 지난해보다 한층 더 치열한 우주 경쟁이 예상된다. 미국 항공우주국(NASA)은 화성 유인 탐사를 위해 개발해 온 차세대 대형 로켓 ‘스페이스론치시스템’(SLS)을 3월 중순에서 4월 사이 발사할 예정이다. SLS는 길이 111.25m, 지름 8.4m인 2단 로켓으로 약 95t의 화물을 지구 저궤도에 올려놓을 수 있다. 1회 발사 비용만 약 20억 달러(약 2조 3800억원)에 이른다. 향후 달 거주와 화성 탐사 전초기지 확보까지 목표로 하는 아르테미스 계획의 일환이다. 테슬라 최고경영자(CEO) 일론 머스크가 이끄는 민간 우주기업 스페이스X의 화성 탐사 우주선 ‘스타십’도 이르면 3월 중 첫 궤도 시험비행에 나선다. 랩터 엔진 29개로 구성된 ‘슈퍼헤비’ 로켓이 스타십을 싣고 잠시 궤도비행을 한 후 하와이 인근 태평양에 침수하게 된다. 보잉은 5월 중 유인 캡슐 ‘CST-100 스타라이너’ 무인 시험비행을 시작한다. 아마존 창업자 제프 베이조스가 이끄는 블루오리진은 하반기에 첫 궤도 로켓 ‘뉴 글렌’을 선보인다. 러시아는 달 남극을 탐사할 ‘루나25’를 발사한다. 지난해 10월 예정이었나 착륙시스템에 문제가 확인돼 오는 7월 이후로 연기됐다. 루나25가 달 착륙에 성공하면 러시아는 1976년 루나24 이후 46년 만에 달에 복귀하게 된다. 인도도 2019년 여름에 실패로 끝난 달 착륙에 다시 도전한다. 유럽우주국(ESA)과 러시아 연방우주공사(로스코스모스)가 공동 추진하는 엑소마스 계획의 행성표면 탐사로봇 ‘로절린드 프랭클린’은 9월쯤 발사되며 2023년 6월 화성에 착륙할 계획이다. 세계 17개국이 운영에 참여하는 국제우주정거장(ISS)이 2024년 퇴역을 앞둔 가운데 중국이 짓는 새 우주정거장 ‘톈허’가 연내 완공된다. ‘톈허’의 핵심 모듈이 지난해 4월 성공적으로 발사됐으며, 올해 중순과 말에 다른 모듈들이 차례로 발사된다. 한국은 아직 걸음마 단계다. 한국항공우주연구원 등이 개발한 ‘한국형 달 궤도선’(KPLO)은 8월 스페이스X 팰컨9에 실려 발사된다. 지난해 10월 궤도 진입에 실패했던 ‘누리호’는 설계 오류 등을 보완해 하반기 이후 시험 발사될 것으로 보인다. 그간 미국이 앞서 나갔던 우주 개발에 경쟁국이 약진이 두드러진다. 중국국가항천국(CNSA)과 러시아 로스코스모스는 이르면 2027년까지 국제달연구기지(ILRS)를 건설하는 것을 포함한 우주 협력 프로그램을 추진하기로 했다. 인공위성 등 우주발사체가 급증하면서 국제 공조 필요성도 제기된다. 로버트 피어슨 미국 듀크대 국제연구센터 연구원은 외교전문지 포린폴리시 기고에서 “우주의 유익한 사용에 관한 공통의 규칙과 규범이 필요하다”며 “미국은 2022년 우주 안보를 위한 세계 정상회담을 소집해야 한다”고 제언했다.
  • [지구를 보다] ‘늑대가 깨어났다’…우주서 본 갈라파고스 울프 화산 분화

    [지구를 보다] ‘늑대가 깨어났다’…우주서 본 갈라파고스 울프 화산 분화

    지구 생태계의 보고인 갈라파고스 제도에서 가장 높은 화산이 7년 만에 분화한 가운데 이 모습이 위성으로도 포착됐다. 최근 미 항공우주국(NASA) 지구관측소는 수오미 NPP와 테라 위성으로 각각 촬영한 울프 화산의 모습을 공개했다. 현지시간으로 지난 7일 촬영한 사진을 보면 우주에서 본 이사벨라 섬과 울프 화산의 위치가 인상적이다. 먼저 수오미 NPP 위성에 탑재된 가시적외선이미지센서인 VIIRS로 촬영한 사진을 보면 칠흙같이 어두운 바다를 배경으로 반짝 '눈'을 뜬 것 같은 화산의 모습이 눈에 띈다. 이 사진에서 울프 화산은 동물의 머리처럼 보이는 위치에 있어 NASA 측은 '늑대가 한 밤 중에 깨어난다'(Wolf Awakens at Night)는 흥미로운 제목을 달았다.NASA의 또다른 관측위성인 테라에도 울프 화산의 모습이 담겼다. 테라의 중간해상도 영상 분광계(MODIS)로 촬영한 사진을 보면 구름과 더불어 화산에서 분출한 자욱한 연기가 태평양 서쪽으로 날아가는 것이 확인된다.  갈라파고스 제도에서 가장 큰 이사벨라 섬 북쪽에 위치한 울프 화산은 지난 6일 분화했으며 화산이 뿜어낸 연기와 재 기둥이 3800m 상공까지 치솟았다. 다만 현지 주민과 동물들 대부분 화산 반대편 쪽으로 멀리 떨어진 곳에 살아 생태계에 큰 피해는 없을 전망이다. 남미 본토에서 1000㎞ 떨어진 태평양의 화산 군도인 갈라파고스 제도는 다양한 동식물이 서식하는 생물 다양성의 보고로 찰스 다윈의 진화론에 영감을 준 곳이기도 하다.  
  • [이광식의 천문학+] 주경 완성! 제임스웹 우주망원경, 모든 전개작업 완료

    [이광식의 천문학+] 주경 완성! 제임스웹 우주망원경, 모든 전개작업 완료

    전 세계 천문학자와 우주 팬이 안도의 한숨을 내쉬었다. 제임스웹 우주망원경의 복잡한 전개작업이 완벽하게 마무리되었기 때문이다. 100억 달러(한화 약 12조원)가 투입된 미 항공우주국(NASA)의 웹 망원경은 1월 8일(이하 미국동부시간) 거대한 주경의 두 번째 '날개'를 펼쳐서 주경의 단일 집광표면을 완성함으로써 길고도 위험했던 모든 전개작업을 완벽하게 매조졌다. 오전 10시 30분 직전에 마지막 거울 부분이 제자리에 고정되었다. 3시간도 채 안 된 오후 1시 17분, 미국 메릴랜드주 볼티모어에 있는 관제센터에서 환성과 하이파이브가 터지면서 웹 망원경의 완전한 탄생을 축하했다. NASA 과학담당 부국장인 토마스 주부큰은 마지막 이정표가 세워진 뒤 웹 팀에 "우리는 궤도에 망원경을 배치했다"라고 선포하면서 "세상에서 한 번도 본 적이 없는 놀라운 망원경이다"라고 감개무량해했다.메릴랜드주 볼티모어에 있는 우주망원경 과학연구소에서 라이브로 웹캐스트를 진행한 NASA 천체물리학자 미셸 탈러는 "나는 지금 가슴에서 이런 종류의 빛이 느껴진다. 주경의 크기는 웹과 인류에게 빅뱅이 시작된 지 불과 1억 년 후의 우주를 볼 수 있는 기회를 줄 것"이라고 밝혔다. 웹은 지난 크리스마스 날 남미의 유럽 우주공항에서 발사되어 우주 최초의 별과 은하를 관찰하고 흥미로운 외계행성의 대기를 탐색해 생명체의 증거가 될 수 있는 흥미로운 화학물질의 발견에 나선다. 웹은 우리가 열로 느끼는 파장인 적외선으로 우주를 볼 수 있도록 최적화되어 있다. 망원경의 광학장비와 기구는 이러한 희미한 열 신호를 포착하기 위해 극도로 차갑게 유지되어야 한다. 따라서 웹은 햇빛을 차단하는 테니스장만 한 크기의 5겹 차광막을 자랑한다.차광막의 구조 속에는 140개의 이탈장치와 70개의 힌지 조립체, 400개의 도르래 장치, 총 400m의 케이블 90개와 8개의 전개 모터가 있으며, 이 모두가 5장의 펼침막이 계획대로 전개되도록 작동해야 한다. 발사 3일 만에 시작해 일주일 정도 걸린 차광막 전개 기간 이 모든 부품은 완벽하게 작동했다. 거울을 적절한 위치에 고정함으로써 웹의 복잡한 기본 전개 단계는 종료되었다. 다음 주요 이정표는 발사 후 29일 동안 예정된 엔진 분사로, 웹은 최종 목적지인 태양-지구 라그랑주 2지점(L2) 주위의 궤도에 진입하게 된다. 지구로부터의 거리는 지구-달 거리의 약 4배인 150만㎞이다.웹 팀원들은 망원경이 L2에 도착한 후에도 여전히 할 일이 많다. 예컨대, 웹의 주경 18개를 정확하게 정렬하여 각 낱개 거울이 단일 집광 표면으로 기능하도록 하는 고난도 작업이 기다리고 있다. 거울 정렬은 150㎚(10억분의 1m)의 정확도까지 완벽해야 한다. 이 작업은 5개월 정도 소요될 것으로 예상된다. 참고로, 종이 한 장의 두께는 약 10만㎚다. 정기적인 과학 작업은 발사 후 6개월 후인 2022년 6월 말이나 7월 초에 시작될 것으로 예상된다. 그 후 최소 5년 동안 웹은 우주 최초의 별과 은하를 연구하고, 주변 외계행성의 대기에서 생명체 흔적인 화합물을 찾는 등 다양한 관측 활동을 수행하게 된다. 계획 활동 기간은 10년이지만, 상황이 허락하면 수명을 그 이상으로 연장할 수 있을 것으로 기대된다. 
  • 6.5m의 주거울 펼친 웹 망원경, 우주 기원 관측할 제모습 갖춰

    6.5m의 주거울 펼친 웹 망원경, 우주 기원 관측할 제모습 갖춰

    100억 달러(약 11조 9500억원)가 투입된 차세대 ‘제임스 웹 우주망원경(JWST)’이 직경 6.5m의 주거울 펼치는 작업을 마쳐 우주의 기원을 관측할 제모습을 갖췄다. 미국 메릴랜드주 볼티모어에 있는 우주망원경과학연구소(STScI)의 비행제어센터는 9일 오전 3시 16분(한국시간)에 거울 펼치기를 완료했다는 웹 망원경의 신호를 수신했다고 밝혔다. 작업 시작 후 가슴을 졸여 오던 통제센터 관계자들은 하루 만에 작업이 완벽하게 마무리됐다는 소식이 전해지자 환호성을 터뜨리며 서로 손을 맞잡았다. 미국 항공우주국(NASA) 과학 임무 책임자인 토마스 주부큰은 임무 성공을 축하하면서 제어센터 팀원들에게 “방금 역사에 한 획을 그었는데 느낌이 어떤가”라고 물었다. 이날 주거울을 펼치는 작업은 지난 4일 다섯 겹짜리 21×14m 크기의 태양 빛 차광막을 팽팽하게 펼쳐 고정하는 작업을 무사히 완료한 데 이어 또 한 번 마지막 고비를 넘긴 것이었다. 차광막은 태양의 열과 빛을 거의 완벽하게 차단한다. 차광막 바깥은 최고 섭씨 125도까지 높아지지만, 안쪽은 영하 235도의 초저온 상태를 유지해 웹 망원경이 미세한 적외선까지 포착할 수 있는 환경을 만들어준다. 웹 망원경은 거울 18장으로 구성돼 있는데 지름이 6.5m에 달해 한쪽에 3장씩, 좌우 6면은 뒤쪽으로 90도 접힌 채 로켓에 실려 있었다.접혀 있던 거울이 완벽하게 펼쳐짐에 따라 웹 망원경은 우주 공간에서의 제모습을 갖췄다. 거울은 유리가 아니라 베릴륨 금속이다. 가벼우면서도 단단하고, 저온에 잘 견디는 특성이 있다. 거울 면은 얇은 금박으로 코팅돼 있다. 금은 적외선 반사율이 매우 높다.이른바 ‘골든 아이’로 불리는 웹 망원경의 주거울 지름은 허블(2.4m)의 2.7배다. 허블보다 빛을 6.25배 더 많이 모으고 시야각은 15배 이상 넓다. 웹 망원경은 앞으로 거울 18장의 초점을 하나로 모으는 미세 조정을 진행하게 된다. 프로젝트 담당자는 취재진에게 “거울 18장이 각자 프리마돈나처럼 자기 목소리를 내고 있다. 우리는 그 소리를 화음으로 만들어내야 한다. 어렵고 고된 작업”이라고 설명했다. 지난달 25일 아리안 로켓에 실려 발사된 웹 망원경은 이미 지구로부터 100만㎞를 날아갔는데 앞으로 2주 동안 약 60만㎞를 이동해 목적지인 제2 라그랑주점(L2)에 진입해야 한다. 모든 작업이 순조롭게 진행된다면 올 여름에는 관측을 시작한다. NASA의 거울 개발팀장인 리 페인버그는 “웹 망원경은 매우 강력하다. 어딜 비추든 새 지평이 열리게 된다”고 말했다. 웹 망원경은 138억년 전 빅뱅(대폭발)과 137억년 전 암흑기를 거쳐 우주에 첫 별과 은하가 탄생해 그 뒤 130억년남짓 팽창하는 모든 과정을 관측하게 된다. 태양은 지구로부터 1억 5000만㎞ 떨어져 있어 태양 빛이 지구에 닿는 데 8분이 걸린다. 만약 태양이 사라져도 지구의 우리가 알아채는 데 같은 시간이 걸린다는 얘기다. 그런데 웹 망원경이 관측할 예정인 우리 태양계 밖에서 가장 가까운 별의 빛이 지구에 닿는 데 4년이 꼬박 걸린다. 웹 망원경은 그렇게 먼 우주, 까마득한 기원을 관측하게 된다.
  • [아하! 우주] 근무시간 ‘10억 초’ 돌파…허블우주망원경의 무한도전

    [아하! 우주] 근무시간 ‘10억 초’ 돌파…허블우주망원경의 무한도전

    우주의 심연을 들여다보고 싶은 인류의 꿈을 담은 허블우주망원경(Hubble Space Telescope)이 작동을 시작한 지 10억 초를 돌파했다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 새해 1일 허블우주망원경이 작동한 지 공식적으로 10억 초를 넘어섰다고 밝혔다. 1년을 초로 환산하면 31,536,000초로 따라서 10억 초는 무려 31년의 긴 시간이다.   인류 최초로 우주 공간에 보낸 허블우주망원경은 지난 1990년 4월 25일 NASA의 디스커버리호에 실려 힘차게 발사됐다. NASA와 유럽우주국(ESA)이 공동 개발한 허블우주망원경은 대기의 간섭없이 멀고 먼 우주를 관측하기 위해 제작됐다. 허블우주망원경의 지름은 2.4m, 무게 12.2t, 길이 13m로, 지금도 지상 500㎞ 안팎에서 97분 마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측하고 있다.그러나 허블우주망원경은 발사와 운영과정에서 수차례 우여곡절을 겪었다. 허블우주망원경이 초기에 보내온 사진들이 광학기기 결함으로 선명하지 못해 예산만 낭비했다는 비판에 직면한 것. 그러나 NASA 측은 우주비행사들을 직접 보내 허블우주망원경의 개·보수작업을 했으며 당초 예상 수명보다 2배나 긴 지금까지도 작동 중이다.이렇게 31년의 세월동안 허블우주망원경은 150만 건이 넘는 관측 활동을 벌였으며 이를 바탕으로 천문학자들은 1만 7000건 이상의 논문을 발표했다. 이 과정에서 인류는 우주의 팽창속도와 암흑에너지가 우주의 70%를 차지한다는 사실을 알 수 있게 됐다. 30여 년 전 만 해도 우주망원경에 천문학적인 비용을 쓰는 것에 대해 회의적이었던 분위기는 지금은 완전히 바뀌었으며 그 바통은 제임스웹 우주망원경(JWST)이 물려받았다. 지난해 크리스마스에 발사된 JWST가 현재 '근무지'로 날아가고 있기 때문이다.  JWST는 허블과는 전혀 다른 우주망원경이다. 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 주경은 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크다. 따라서 집광력은 7배가 넘는다. JWST가 머무는 곳도 허블과는 판이하다. 고도 500㎞ 안팎의 지구 저궤도를 돌며 우주를 관측한 허블과는 달리 지구-달 거리의 약 4배쯤 되는 150만㎞ 떨어진 ‘라그랑주 L2’ 지점이 근무 지역이다. 또한 JWST는 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 이런 특징을 종합하면 JWST의 관측 능력이 허블 망원경보다 100배 클 것으로 평가된다.    
  • [아하! 우주] 행성인듯 행성아닌…끝나지 않는 ‘명왕성 복권’ 논쟁

    [아하! 우주] 행성인듯 행성아닌…끝나지 않는 ‘명왕성 복권’ 논쟁

    15년 전 '행성'의 지위를 잃고 ‘계급’이 강등된 명왕성을 복권해야한다는 주장이 또다시 제기됐다. 최근 미국 센트럴플로리다대학 필립 메츠거 박사 등 천문 과학자들은 행성의 기준을 다시 정해야한다는 내용을 담은 연구결과를 행성 과학저널 ‘이카루스’ 최신호에 발표했다. 명왕성의 복권 논쟁은 행성의 지위를 잃은 직후부터 지금까지도 끝나지 않고있다. 이중 명왕성 복권에 가장 목소리를 높이고 있는 이들은 미 항공우주국(NASA)을 위시한 미국의 과학자들이다. 명왕성에 얽힌 해묵은 논쟁의 시작은 지난 2006년 8월 24일 체코 프라하에서 열린 국제천문연맹(IAU) 총회로 거슬러 올라간다. 당시 400여 명의 전세계 과학자들은 투표를 통해 행성의 기준을 바꿨다.이날 새롭게 정립된 행성의 기준은 첫째, 태양 주위를 공전해야 하며, 둘째, 충분한 질량과 중력을 가지고 구(球·sphere) 형태를 유지해야 하며, 셋째, 공전궤도 상에 있는 자신보다 작은 이웃 천체를 깨끗히 청소해야 할 만큼 지배적이어야 한다는 것이었다. 그러나 명왕성은 세번째 기준을 충족하지 못했다. 명왕성 주위에 서로 공전하는 카론과 에리스 등 여러 천체들이 확인됐기 때문이다. 이같은 이유로 당시까지도 태양계의 9번째 행성이었던 명왕성은 행성의 지위를 잃고 ‘134340 플루토’라는 생소한 이름을 가진 왜소행성(dwarf planet)으로 강등됐다. 이에 미국이 크게 반발한 것은 명왕성이 태양계 행성 중 유일하게 미국인 클라이드 W. 톰보(1906~1997)가 발견했다는 점과 탐사를 위해 뉴호라이즌스호를 발사했다는 사실 때문이었다. 자존심에 큰 상처를 입은 미국 과학자들은 이후에도 줄기차게 명왕성 복권을 외쳐오다 급기야 행성의 정의 자체를 바꾸자는 주장을 제기하기 시작했다. 대표적으로 메츠거 박사 연구팀은 IAU의 행성 정의는 누구도 사용하지 않는 개념을 토대로 만든 것이라며 행성의 세번째 기준 삭제를 요구했다. 또한 태양계 내 지질학적으로 활발한 천체를 행성으로 규정하자고 주장하고 있다. 문제는 이렇게 되면 태양계 내 행성은 기하급수적으로 늘어날 수 밖에 없다. 논문의 선임저자인 메츠거 박사는 "새로운 행성 기준이 적용되면 아마 우리 태양계의 행성은 150개가 넘을 것"이라면서 "우리는 근본적으로 IAU의 행성 정의를 무시하며 논문에서는 명왕성을 계속 행성이라고 부를 것"이라고 밝혔다.       
  • [이광식의 천문학+]제임스웹 우주망원경 설치 9부 능선 넘었다

    [이광식의 천문학+]제임스웹 우주망원경 설치 9부 능선 넘었다

    제임스웹 우주망원경(JWST)이 우주선에서는 한 번도 수행된 적이 없는 전개 작업 중 하나인 부경 전개를 오늘 성공적으로 완료함으로써 또 하나의 이정표를 세웠다. 부경은 삼각 지지대를 구성하는 8m 길이의 다리 3개의 꼭지점에 고정됐다.   주경의 맞은편 삼각대에 부착되어 있는 지름 0.74m의 부경의 임무는 금으로 코팅된 주경이 수집한 빛을 받아 주경의 중앙에 있는 구멍에 집중시키는 것이다. 이 구멍을 통해 빛은 세 번째 거울에 도달하여 망원경의 기기에 반사된다.  1월 5일(이하 미국 동부표준시) 볼티모어에 있는 우주망원경 과학연구소 웹 운영센터 운영자는 발사 중 다리를 접어 고정하는 걸쇠를 풀었다. 모터가 제대로 작동하는지 확인하기 위해 처음에 아주 작은 움직임을 수행한 후, 전개 절차를 시작하여 10분 동안 다리들이 펴지는 것을 지켜보았다. 미 항공우주국(NASA)는 TV 채널을 통해 이 작업의 전개과정을 생중계했다.거울이 정위치했다는 확인 메시지는 오전 11시 30분경에 도착했다. 그런 다음 작업자는 최소 10년 임무 기간 동안 부경이 안정적으로 유지될 수 있도록 여러 개의 걸쇠로 삼각대를 고정시키기 위해 30분을 더 작업했다. 메릴랜드주 그린벨트에 있는 NASA 고다드 우주비행센터의 제임스웹 프로젝트 매니저인 빌 오크스는 "믿을 수 없는 일이다. 우리는 지금 지구에서 약 100만km 떨어진 지점에 실제로 망원경을 갖고 있다"고 말하면서. "정말 모두 축하합니다" 하고 덧붙였다. 부경 전개는 웹의 전체 전개 중 최고난도인 테니스장 크기의 차광막을 전개한 지 하루 만에 이루어진 셈이다.  1월 6일 운영자는 과학 기기에서 열을 제거하도록 설계된 망원경 뒷면의 라디에이터 포장을 해체한다. 그런 다음 발사를 위해 접어서 탑재시켰던 6.4m 주경 조립으로 넘어갈 예정이다.  웹은 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 주경은 지름이 6.4m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크다. 따라서 집광력은 7배가 넘는다. 18개의 육각 거울은 얇은 금을 코팅한 베릴륨으로 만들었다. 금의 빛 반사율이 98%로 가장 높기 때문이다.  웹이 머무는 곳도 지구 저궤도를 도는 허블과는 판이하다. 웹의 임무 수행지는 지구-달 거리의 약 4배쯤 되는 150만km 떨어진 ‘라그랑주 L2’ 지점이다. 이 L2 지점은 태양이 지구를 끌어당기는 힘과 지구의 원심력이 같은 곳으로, 별도 추진 장치 없이 망원경이 지속적으로 지구 궤도를 돌 수 있다. 1월 말이면 웹은 모든 전개를 끝낸 상태에서 이 주차구역에 도착할 것으로 예상된다.  웹의 관측 능력이 허블 망원경보다 100배 클 것으로 평가된다. 따라서 과학자들은 웹이 ‘빅뱅’ 직후, 즉 135억 년 전쯤 출발한 빛을 잡아낼 수 있을 것으로 기대한다. 우주가 탄생 직후 어떤 모습이었는지 볼 수 있다면 지금까지 해결되지 않은 세밀한 우주 진화 과정을 파악할 수 있을 것으로 기대한다.  웹이 지금까지와는 차원이 다른 천문학 혁명을 가져올 것이라는 기대를 모으는 이유다.
  • 제임스웹 우주망원경 최대 고비 넘겼다...초대형 차광막 설치 성공

    제임스웹 우주망원경 최대 고비 넘겼다...초대형 차광막 설치 성공

    제임스웹 우주망원경(JWST)의 최고난도 작업인 차광막 배치가 완벽한 성공으로 마무리되었다.  테니스장 크기의 5개 층으로 이루어진 차광막은 전개 후 팽팽하게 펼치는 데 심각한 문제점이 발생했지만, 웹 팀의 엔지니어들이 이를 모두 극복하고 마침내 성공적으로 배치했다. 1월 4일(이하 미국시간) 가로 21m, 세로 14m, 머리카락 두께의 5개 막을 각각 조심스럽게 팽팽하게 당겨야 하는 어려운 절차를 순조롭게 성공함으로써 30년 개발 기간 동안 프로젝트에 참여한 수천 명 엔지니어와 웹의 완성을 간절히 기다리는 전 세계의 수많은 과학자들에게 큰 안도감을 안겨주었다. JWST 매니저인 케이스 패리시는 NASA의 라이브 캐스트에서 "어제 우리는 단번에 세 개 층을 완성할 것이라고 생각하지 않았다"라고 말하면서 "하지만 팀은 모든 것을 완벽하게 수행했다. 우리는 어제 한 층만 수행할 계획이었는데 잘 진행된 바람에 그들은 '계속 가도 될까요?' 하고도 끝까지 진행해 완벽히 마무리했다"고 밝혔다. 팀원들은 다이아몬드 모양의 차광막 모서리를 당기는 케이블과 모터의 복잡한 시스템을 사용하여 차광막의 5개 층 각각에 대한 적절한 장력을 확보했다. 다이아몬드 모양의 차광막의 각 층을 팽팽하게 당기는 정교한 작업은 1월 3일에 시작되었다. NASA는 원래 각 층에 하루가 걸릴 것으로 예상했지만, 첫날이 끝날 무렵 3개의 층이 성공적으로 장력을 받았고, 1월 4일 마지막 2개 층이 적절히 조여졌다. 네 번째 층의 성공적인 배치는 망원경이 지구에서 약 87만 9천km(지구-달 거리의 약 2배)를 순항하면서 오전 10시 23분(미국 동부 표준시)에 확인되었다. 마지막 5번 층의 당김은 밤 12시 9분에 완료되어 관제팀의 환호와 박수가 터져나왔다.차광막 배치는 지구에서 철저하게 테스트되었지만, 최첨단의 테스트 실험실조차도 우주공간의 무중력 및 기타 요인의 영향을 완전히 시뮬레이션할 수 없다. 자칫 문제가 발생하면 30년 동안 쏟아부은 100억 달러(한화 약 12조원)짜리 임무가 위험에 처할 수 있는 것이다. JWST는 에너지가 극히 낮은 적외선 파장으로 관측하는 망원경이므로 민감한 감지기가 설계된 대로 작동하려면 기기 자체가 극도로 차가워야 하는 만큼 태양광과 지구열의 완벽한 차단은 필수적이다. JWST는 허블과는 전혀 다른 형태를 취한 우주망원경이다. 육각형 거울 18개를 벌집의 형태로 이어붙여 만든 주경은 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크다. 따라서 집광력은 7배가 넘는다. 18개의 육각 거울은 얇은 금을 코팅한 베릴륨으로 만들었다. 금의 빛 반사율이 98%로 가장 높기 때문이다. JWST가 머무는 곳도 허블과는 판이하다. 고도 500km 안팎의 지구 저궤도를 돌며 관측한 허블과는 달리 지구-달 거리의 약 4배쯤 되는 150만km 떨어진 ‘라그랑주 L2’ 지점이 주차지역이다. 이 L2 지점은 태양이 지구를 끌어당기는 힘과 지구의 원심력이 같은 곳으로, 별도 추진 장치 없이 JWST가 지속적으로 지구 궤도를 돌 수 있다. JWST는 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 또한 빛은 먼 거리에서 오는 것일수록 적외선에 가까워지기 때문에 장거리 관측 능력도 좋아진다.   이런 특징을 종합하면 JWST의 관측 능력이 허블 망원경보다 100배 클 것으로 평가된다. 따라서 과학자들은 JWST가 ‘빅뱅’ 직후, 즉 135억 년 전쯤 출발한 빛을 잡아낼 수 있을 것으로 기대한다. 우주가 탄생 직후 어떤 모습이었는지 볼 수 있다면 지금까지 해결되지 않은 세밀한 우주 진화 과정을 파악할 수 있을 것으로 기대한다. JWST가 차광막 전개에 성공함으로써 다음의 과제인 망원경 주경의 전개로 초점이 옮겨지고 있다. 발사 10일쯤 후 웹은 0.74m 너비의 보조 반사경을 전개할 예정이다. 이 보조 반사경은 심우주 광자가 망원경의 주반사경에 부딪힌 후 두 번째로 부딪히는 반사경이다. 그런 다음 웹의 너비 6.5m 기본 미러가 빛날 때이다. 18개의 육각형 거울로 벌집처럼 구성된 주반사경은 태양 가림막처럼 접혀진 상태로 발사되었다. 발사 후 12~13일이 지나면 거울의 두 측면 '날개'가 펼쳐져 제자리에 고정되면 주반사경 전체 크기가 된다.
  • 화성을 지구처럼 만든다고? NASA ‘은퇴’ 수석과학자 “인공 자기장 기술로 실현 가능”

    화성을 지구처럼 만든다고? NASA ‘은퇴’ 수석과학자 “인공 자기장 기술로 실현 가능”

    미 항공우주국(NASA)에서 40여 년간 일한 과학자가 은퇴하며 화성 이주를 위한 구체적인 방법론을 제시했다. 뉴욕타임스 2일자 보도에 따르면, 1980년 NASA 합류 뒤 12년간 행성과학 부문 책임자, 3년간 수석과학자(최고위 직급)를 역임한 유명 물리학자 제임스 그린 박사는 1일 공식 은퇴하며 화성을 사람이 살 수 있는 환경으로 바꾸는 ‘테라포밍’(Terraforming·지구화) 계획은 실제 실현이 가능하다고 밝혔다. 그는 화성에 거대한 인공 자기장을 만들어내면 인간이 장기간 거주할 수 있다고 주장한다. 화성은 자기장이 약해 태양풍(태양에서 날아오는 고에너지 입자의 흐름)에 의해 대기가 쓸려나가 산소가 극히 적다. 대기가 적은 탓에 방사선의 양도 지구의 50배가 넘는다. 이 때문에 사람이 화성에 3년 정도만 체류한다고 해도 NASA가 우주비행사에게 허용한 방사능 양의 평생치를 초과하게 된다. 그는 “태양풍이 화성의 대기를 벗겨내는 현상을 막을 수 있다면 화성에도 사람이 살 수 있는 기후가 만들어질 것”이라면서 “대기가 두터워지면 화성 스스로도 테라포밍을 시작할 것”이라고 밝혔다.NASA의 화성 테라포밍 계획은 2017년 처음 공개됐다. 당시 그린 박사는 화성의 자기장을 어떻게 형성하고, 또 이를 통해 바뀔 화성의 기후가 인류의 우주 탐사와 사회에 도움이 될 것인지에 관한 초기 계획을 제시했다. 계획은 화성을 ‘자기 꼬리’(magnetotail)라는 영역 안에 들어서게 해 태양풍으로부터 벗어나게 하는 것이다. 그러면 기온이 높아져 극지방을 덮는 얼음층이 녹고 그 밑에 갇힌 이산화탄소가 대기로 돌아간다. 땅 밑에 있던 얼음마저 녹으면 오래전 존재하던 바다의 일부도 다시 생길 수 있다는 주장이다. 태양풍으로부터 화성 대기를 보호하는 인공 자기장은 화성과 태양 사이 라그랑주 포인트(두 개 이상의 천체에서 받는 인력이 교묘하게 상쇄돼 사실상 중력이 0이 되는 지점) 중 화성에서 가장 가까운 ‘화성 L1’ 지점에 만들면 된다고 밝혔다. 그린 박사는 이미 모의실험을 통해 화성을 자기 꼬리 영역 안에 둘 수 있다는 점을 확인했다고 주장했다. 그린 박사는 “해당 기술은 인위적으로 기후를 바꾸는 테라포밍이 아니다”면서 “우리는 화성이 자연스럽게 지구처럼 변하도록 놔둘 것”이라고 설명했다.
  • 웹 우주망원경 차광막 모두 펼쳐, 전체 임무의 70~75% 완수

    웹 우주망원경 차광막 모두 펼쳐, 전체 임무의 70~75% 완수

    지난해 성탄절(이하 미국 동부시간)에 지구를 떠나 우주로 날아가고 있는 100억 달러(약 11조 9500억원) 짜리 ‘제임스 웹 우주망원경(JWST)’이 4일 중요한 임무 하나를 완수했다. 적외선으로 열을 감지해 우주를 관측하는 웹 망원경은 초저온 상태에서만 역대 가장 크고 강력한 망원경의 성능을 십분 발휘하는데 태양 빛을 차단하는 다섯 겹의 차광막을 이날 모두 펼치는 데 성공했다고 영국 BBC가 전했다. 이 차광막들은 망원경과 과학장비를 섭씨 영하 235도의 초저온 상태로 유지하는 데 결정적인 역할을 한다. 그렉 로빈슨 프로그램 국장은 미국 항공우주국(NASA) 통제센터에서 “웹 망원경의 차광막을 우주에서 펼친 것은 믿을 수 없는 이정표이며, 임무 성공에 결정적”이라고 기뻐했다. 앞서 프로젝트 매니저 빌 오크스는 지난해 마지막 날 차광막을 접어 고정하고 있던 107개의 핀을 제거하고 펼친 것이 “정말로 큰 성과였다”고 돌아봤다. 그는 웹 망원경의 우주 전개와 배치 과정에 하나라도 잘못되면 망원경을 못 쓰게 만드는 고비가 무려 344개에 달하는데, 차광막 전개가 완료되면 이 중 70∼75%를 넘어선다고 설명했다.NASA에 따르면 전날 웹 망원경은 가장 바깥에 있던 차광막을 팽팽하게 잡아당겨 고정하는 작업을 5시간여 만에 완료했다. 이 차광막은 태양 빛을 그대로 받기 때문에 폴리이미드 초박막 필름으로 만든 다섯 겹의 차광막 중 가장 크고 두껍게 제작됐다. 이때만 해도 나머지 차광막을 팽팽하게 고정해 완벽한 형태를 갖추는 데 이틀이 걸릴 것으로 예상했지만 하룻만에 끝냈다. 테니스코트 크기(21×14m)의 다섯 겹 차광막을 차례대로 펼쳐야 해 굉장히 섬세하게 작업해야 하는데 수십만㎞ 떨어진 우주 공간에서 이를 완수하도록 조종한다는 것은 대단한 일이다. 그러면 웹 망원경은 어디쯤 가고 있을까? 유튜브에 24시간 생중계되고 있어 발사 열흘을 넘긴 이 시간 현재, 지구로부터 94만㎞쯤 떨어진 곳을 통과하고 있음을 쉽게 확인할 수 있다. 차광막을 완전히 펼친 이제 앞으로 남은 일은 부경 지지대를 펼치고 이어 양 옆으로 3개씩 접은 주경의 육각형 거울도 펴 완전한 모습을 갖추는 일이다. 이르면 주말쯤 이 단계까지 마무리되면 주요 전개는 사실상 끝나게 된다. 그 뒤 웹 망원경은 계속 날아가 이달 말쯤 지구에서 150만㎞ 떨어진, 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 제2라그랑 주점(L2) 궤도에 진입하며, 약 다섯 달에 걸쳐 주경 미세조정과 과학장비 점검을 마친 뒤 본격 관측에 나선다. 천문학계는 많은 성과를 낸 허블 우주망원경보다 100배나 성능이 뛰어난 웹 망원경이 135억년 전 우주 초기의 1세대 은하를 들여다보며 우주에 대한 이해를 새롭게 하는 계기가 될 것으로 기대하고 있다. 웹 망원경은 당초 10년 정도 활동할 것으로 예측됐는데 연료 효율이 기대했던 것보다 좋아 10년을 훨씬 넘겨 관측할 수 있을 것으로 관계자들이 보고 있다.
  • [씨줄날줄] 소행성 지구 위협/박록삼 논설위원

    [씨줄날줄] 소행성 지구 위협/박록삼 논설위원

    예능으로 즐기자며 낄낄대는데 뿔테 안경 쓴 채 진지하게 연구자 행세하면 요즘 세상에서 딱 ‘왕따’ 취급받기 십상이다. 영화 ‘돈 룩 업’ 속 과학자들도 그랬다. 에베레스트산 크기의 소행성이 6개월 뒤 지구와 충돌한다는 놀라운 사실을 발견했지만, 아무도 이를 귀담아듣지 않는다. 영화 ‘딥임팩트’, ‘아마겟돈’ 등에서 늘 지구의 평화를 지키려 고군분투해 온 미국 대통령은 이 영화에서는 비서실장인 아들과 희희덕거리며 재선 캠페인에만 관심이 쏠려 있다. 또 인류의 개인정보를 몽땅 독점하며 미래 비전까지 독점하고 있는 정보기술(IT) 기업 대표는 소행성의 충돌 궤도를 바꾸는 대신 희귀자원 및 우주 개발의 기회로 삼자고 주장한다. 도널드 트럼프 전 대통령을 떠올리게 하고, 일론 머스크(테슬라), 팀 쿡(애플) 등을 합쳐 놓은 듯한 기업가를 그려 놓았다. 경망스럽기 짝이 없는 미디어와 기자들에 대한 비난도 빼놓지 않고 있다. 이 외에도 곳곳에 많은 미국식 유머 코드가 숨겨져 있다. 지독한 조롱과 풍자를 버무려 만든 블랙코미디다. 물론 소행성이 지구와 부딪친다면 그 크기에 따라 충격은 상상 이상이 된다. 지름 10㎞ 소행성의 충돌은 심층 생물을 제외한 지구상 생물 대부분의 멸종을 의미한다. 충돌 지표 물질이 대기권까지 치솟고, 바닷물 온도가 끓는점까지 상승하게 된다. 영화 속 긴장과 재미를 미리 떨어뜨릴 듯해 미안한 말이지만 올해 초 미 항공우주국(NASA)은 향후 100년 동안 지구와 소행성이 충돌할 가능성은 없다고 발표한 바 있다. 지름 1300m 정도의 소행성이 2088년 3월 16일 지구와 가까워질 것으로 보이지만 지구 충돌 확률은 0.012%에 그치는 것으로 추산된다. 그나마 높은 4.7%의 충돌 확률을 가진 소행성이 2095년 9월 5일 다가올 전망이지만 지름이 7m에 그쳐 영향 자체가 미미하다고 한다. 소행성 중 작은 것들은 대기권으로 들어오면 불타기 시작한다. 이것이 우리가 운이 좋으면 가끔 보는 별똥별이다. 밤하늘과 우주를 올려다보는 일은 이렇듯 행운의 일이다. 설령 공포와 불안일지언정 현실은 똑바로 직시해야 할 것이다. ‘저스트 룩 업!’(Just look up·위를 보세요)
  • 웹 망원경 지구에서 90만㎞쯤, 가장 위험한 차광막 전개 “순조로워”

    웹 망원경 지구에서 90만㎞쯤, 가장 위험한 차광막 전개 “순조로워”

    지난달 25일(이하 미국 동부시간) 지구를 떠나 우주로 날아가고 있는 100억 달러(약 11조 9500억원) 짜리 ‘제임스 웹 우주망원경(JWST)’은 어디쯤 가고 있을까? 유튜브에 24시간 생중계되고 있어 발사 열흘이 다 돼가는 이 시간 현재, 지구로부터 90만㎞쯤 떨어진 곳을 통과하고 있음을 쉽게 확인할 수 있다. 미국 항공우주국(NASA)과 AP 통신 등에 따르면 웹 망원경은 3일 태양 빛을 차단하는 테니스 코트 크기(21×14m)의 다섯 겹 차광막 중 가장 바깥에 있는 막을 팽팽하게 잡아당겨 고정하는 작업을 5시간여 만에 완료했다. 이 차광막은 태양 빛을 그대로 받아 폴리이미드 초박막 필름으로 만든 5겹의 차광막 중 가장 크고 두껍게 제작됐다. 나머지 차광막을 팽팽하게 고정해 완벽한 형태를 갖추는데는 이틀이 더 소요된다. 적외선으로 열을 감지해 우주를 관측하는 웹 망원경은 초저온 상태에서만 역대 가장 크고 강력한 망원경의 성능을 십분 발휘할 수 있는데, 5겹의 차광막은 망원경과 과학장비를 섭씨 영하 235도의 초저온 상태로 유지하는 데 결정적인 역할을 한다. 웹 망원경의 주계약사인 노드롭 그루먼의 책임엔지니어인 에이미 로는 AP와의 인터뷰를 통해 “모든 것이 더할 나위 없이 좋고 순조롭게 진행 중”이라고 밝혔다. 프로젝트 매니저 빌 오크스는 지난달 31일 차광막을 접어 고정하고 있던 107개의 핀을 제거하고 펼친 것이 “정말로 큰 성과였다”고 평가하면서 “(앞으로 며칠간) 드라마가 펼쳐질 것으로 예상하지 않는다”고 했다. 그는 웹 망원경의 우주 전개와 배치 과정에 하나라도 잘못되면 망원경을 못 쓰게 만드는 고비가 무려 344개에 달하는데, 차광막 전개가 완료되면 이 중 70∼75%를 넘어선다고 설명했다. 웹 망원경은 차광막을 완전히 펼친 뒤 부경 지지대를 펼치고 이어 양 옆으로 3개씩 접은 주경의 육각형 거울도 펴 완전한 모습을 갖추게 되는데, 이번 주말 이 단계까지 마무리되면 주요 전개는 사실상 끝나게 된다. 웹 망원경은 계속 날아가 이달 말쯤 지구에서 150만㎞ 떨어진, 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 제2라그랑 주점(L2) 궤도에 진입하며, 약 다섯 달에 걸쳐 주경 미세조정과 과학장비 점검을 마친 뒤본격 관측에 나선다. 천문학계는 많은 성과를 낸 허블 우주망원경보다 100배나 성능이 뛰어난 웹 망원경이 135억년 전 우주 초기의 1세대 은하를 들여다보며 우주에 대한 이해를 새롭게 하는 계기가 될 것으로 기대하고 있다. 웹 망원경은 당초 10년 정도 활동할 것으로 예측됐는데 연료 효율이 기대했던 것보다 좋아 10년을 훨씬 넘겨 관측할 수 있을 것으로 관계자들이 밝혔다.
  • [아하! 우주] 영화 ‘돈 룩 업’ 현실로? 지름 1㎞ 소행성, 지구로 향한다

    [아하! 우주] 영화 ‘돈 룩 업’ 현실로? 지름 1㎞ 소행성, 지구로 향한다

    오는 18일(미국 동부시간) 오후, 대형 소행성이 지구 가까이에 접근할 것으로 보인다고 미국항공우주국(NASA)이 밝혔다. NASA 지구근접물체연구센터(CNEOS)에 따르면 ‘7482(1994 PC1)’로 명명된 이 소행성은 지름이 약 1㎞에 달한다. 세계에서 가장 높은 건물인 아랍에미리트 두바이의 부르즈 할리파(828m)보다 170m가량이 더 큰 셈이다. 이 소행성은 시속 약 7만㎞의 빠른 속도로 이동하고 있으며, 지구와 가장 가까워지는 시간은 미국 동부시간 기준 1월 18일 오후 4시 51분(한국시간 19일 오전 5시 51분)으로 예상된다. 소행성은 지구와 달 표면의 거리(38만 3000㎞)의 약 5.15배에 달하는 약 192만㎞ 떨어진 우주 상공을 지날 예정이다. 따라서 지구와 충돌할 위험은 거의 없는 것으로 간주된다. 소행성의 밝기는 약 10등급으로, 지구 일부 지역에서 망원경을 이용해 소행성이 지나가는 모습을 볼 수 있다. 지구와 근접하게 지나가는 다음 시기는 2105년이다. 1994년 호주의 천문학자가 최초로 발견한 이 소행성은 대부분이 암석으로 이뤄졌다. 전문가들은 소행성이 지구와 최대로 가까워질 때 수집한 정보를 분석한다면 고대 우주 암석에 대해 더 많은 것을 알아낼 수 있을 것으로 기대하고 있다.이 소행성은 지구와의 충돌 가능성의 ‘제로’에 가깝지만, 모든 소행성이 안전한 것은 아니다. 소행성이 지구와 충돌할 경우 막대한 피해를 줄 수 있다. 실제로 1908년 시베리아 퉁그스카에 크기 60m 운석이 떨어져 서울시 면적 3배 숲이 사라졌다. NASA에 따르면 크기 140m 이상인 소행성이 100년 안에 지구와 충돌할 가능성은 없다. 다만 현재까지 100~300m 크기의 근지구 소행성은 약 16%만 발견됐기 때문에 미래를 위한 적극적인 대비가 필요하다. NASA는 한국 등 여러 국가의 전문가들과 함께 ‘쌍(雙)소행성 궤도수정 시험’(DART, 이하 다트)을 운영하고 있다. 다트 우주선은 지난해 11월 스페이스X 팰컨9 로켓에 실려 우주로 발사됐다. 다트 우주선의 목표물은 소행성 디모르포스다. 다트 우주선은 내년 9월 말쯤 축구경기장 크기의 소행성 디모르포스에 충돌해 공전주기를 바꿔 궤도를 변경할 수 있는지를 실험한다. 린들리 존슨 NASA 행성방위담당관은 CNN과 한 인터뷰에서 “당장 지구를 위협하는 소행성은 없지만, 이 실험을 통해 장차 소행성을 회피해 지구를 지키는 능력을 갖추게 될 것”이라고 밝혔다.
  • [와우! 과학] MIT 괴짜들, 달 표면에 비행접시 띄운다

    [와우! 과학] MIT 괴짜들, 달 표면에 비행접시 띄운다

    2021년 한 해를 돌아볼 때 태양계 탐사 부분에서 있었던 가장 큰 쾌거는 화성 헬리콥터 인제뉴어티의 비행 성공이었다. 인류가 역사상 최초로 지구가 아닌 다른 행성의 대기에서 동력 비행에 성공한 것이다. 하지만 인제뉴어티의 성공은 시작에 지나지 않는다. 미 항공우주국(NASA)의 과학자들은 토성의 위성 타이탄, 금성, 그리고 화성 같이 대기를 지닌 행성에 다양한 형태의 항공기나 풍선형 탐사선을 개발하고 있다. 하늘을 날 수 있으면 탐사할 수 있는 범위가 극적으로 늘어나 작은 탐사선으로도 많은 정보를 수집할 수 있기 때문이다. 그런데 미 매사추세츠공대(MIT)의 과학자들은 더 놀라운 목표에 도전하고 있다. 바로 달처럼 대기가 없는 위성이나 혹은 소행성에 탐사선을 띄우는 것이다. 물론 대기가 없어도 로켓을 이용하면 탐사선을 공중에 띄울 순 있으나 많은 연료가 소모되기 때문에 금방 다시 착륙해야 한다. MIT 연구팀의 목표는 로켓 없이 탐사선을 달 표면에 살짝 띄워 날아다니는 것이다. 원리는 생각보다 간단하다. 바로 정전기적 반발력(electrostatic repulsion)을 이용하는 것이다.  달 표면은 태양으로부터 받는 강력한 에너지와 고에너지 우주 방사선에 항상 노출돼 있다. 따라서 달 표면에 있는 고운 먼지 입자인 레골리스는 양극 전하를 띄고 있다. 여기에 양극 전하를 띈 물체가 있으면 정전기적 반발력에 의해 공중에 뜨게 된다. 물론 그 힘은 얼마 되지 않지만, 달의 중력 역시 지구의 6분의 1 정도로 약하고 공기 저항이나 바람의 흐름처럼 방해물도 없기 때문에 정전기의 힘으로도 작은 탐사선이 비행할 수 있다는 것이 연구팀의 생각이다. 참고로 비행접시처럼 얇은 원반 같은 외형 역시 가능한 표면적을 늘려 정전기적 반발력을 크게 하기 위한 것이다. 연구팀은 이온 빔을 이용해 실험실에서 60g 정도 되는 비행체를 공중에 띄우는 실험을 진행했다. 연구팀에 따르면 907g 정도 되는 미니 탐사선을 달 표면 위에 1㎝ 높이로 띄우는 일은 어렵지 않다. 문제는 크기를 키우고 비행에 적합한 높이까지 비행체를 띄우는 일이다. 만약 이 연구가 성공한다면 사실은 달보다는 작은 소행성에서 더 유용한 기술이 될 것이다. 소행성의 표면 중력은 매우 작아서 약간의 힘만으로도 충분한 비행 고도를 유지할 수 있기 때문이다. 다만 비행 고도가 조금만 높아져도 힘이 급격히 약해진다는 점, 비행 중 방향 전환이나 앞으로 나가기 위해서는 별도의 힘이 필요하다는 점 등이 극복해야 할 과제로 생각된다. MIT의 괴짜들이 과연 의미 있는 결과물을 내놓을 수 있을지 미래가 주목된다.
  • [아하! 우주] ‘인류의 눈’ 제임스웹, 최고난도 작업 태양가림막 전개 성공

    [아하! 우주] ‘인류의 눈’ 제임스웹, 최고난도 작업 태양가림막 전개 성공

    인류의 눈이 될 제임스웹 우주망원경(JWST·이하 웹)의 50여 개 전개작업 중 최고 난도를 자랑하는 태양 가림막 펼치기가 마침내 완벽하게 전개됐다. 100억 달러(한화 12조원) 규모의 우주천문대 웹은 지난 12월 31일(이하 미국동부시간) 거대한 태양 가림막을 펼치기 시작해 두 개의 걸침대를 순차적으로 전개해 5층 구조의 가림막을 조심스럽게 펼쳤다. “다이아몬드처럼 밝게 빛나라. 우리 오른쪽 가림막 걸침대의 성공적인 전개로 웹의 태양 가림막은 이제 우주에서 다이아몬드 모양을 취했다”고 임무 팀원은 웹의 트위터 계정을 통해 지난밤 밝혔다.태양 가림막은 초기 우주에서 오는 희미한 열 신호를 찾기 위해 12월 25일 발사된 웹의 가장 중요하고 복잡한 기능 중 하나이다. 이런 신호를 감지하려면 웹의 기기와 광학 장치를 극도로 차갑게 유지해야 하는데, 태양 가림막이 햇빛을 막아줌으로써 웹을 절대온도에 가깝도록 차갑게 유지해준다.  반짝이는 은색 방패는 완전히 펼쳤을 때 길이 21.2m, 너비 14.2m로, 거의 테니스장만 하다. 따라서 차곡차곡 접힌 채 로켓의 페이로드 페어링 안에 탑재된다. 웹이 우주로 진출한 후에 가림막이 펼쳐지도록 설계된 것이다.태양 가림막의 전개는 매우 복잡하고 정교한 과정으로, 자칫 무엇 하나 잘못되기라도 하면 웹 임무는 100억 달러를 우주공간으로 흩뿌리고 막을 내리게 된다. 주계약자인 노스럽 그러먼에서 근무하는 웹 시스템 기술자 크리스털 푸가는 “웹 가림막 구조 속에는 140개의 이탈장치와 70개의 경첩 조립체, 400개의 도르래 장치, 총 400m의 케이블 90개와 8개의 전개 모터가 있으며, 이 모두가 5장의 펼침막이 계획대로 전개되도록 작동해야 한다”고 설명했다. 태양 가림막의 전개작업은 웹이 5층 구조의 가림막을 고정하는 2개의 팔레트를 내린 12월 28일 시작됐으며, 다음 며칠 동안 추가 단계가 수행됐다. 예컨대, 12월 30일에 웹은 우주로 발사되는 동안 가림막을 보호했던 덮개를 벗겨냈다. 그 덮개는 12월 31일의 작업을 약간 복잡하게 했다. 웹 팀은 계획한 대로 덮개가 완전히 감겨 제거됐는지 확인하기 위해 걸침대 전개를 몇 시간 지연해야만 했다. 메릴랜드주 그린벨트에 있는 미 항공우주국(NASA) 고다드 우주비행센터의 통신실 차장 패트릭 린치는 12월 31일 블로그 포스트에서 “덮개를 감아올린 것을 표시하는 스위치가 작동되지 않았다”고 밝혔다. 그러면서 “2차, 3차 감지 수단이 가림막이 제거됐다는 사실을 알려줬다. 온도 데이터는 센서를 통해 햇빛을 차단하는 가림막 덮개가 펼쳐진 것으로 나타났고, 자이로스코프 센서는 가림막 덮개 해제 장치가 활성화되는 것과 일치하는 동작을 나타냈다”고 설명했다. 웹 팀원은 오후 1시 30분 왼쪽 중간 걸침대 전개를 시작해 오후 4시 49분에 종료됐으며, 오후 6시 31분에는 우현 걸침대 전개가 시작돼 오후 10시 13분쯤에 완료됐다고 밝혔다.  가림막을 펼치는 것은 큰 이정표이므로 팀원들은 31일 성공 이후 크게 안도의 한숨을 쉬고 있을 것이다. 그러나 가림막 전개작업은 아직 완료되지 않았다. 5장의 얇은 캡톤 가림막은 임무 팀이 주말에 수행하는 것을 목표로 하는 적절한 장력을 유지해야 한다. 이 작업이 완료되면 웹의 보조 거울과 너비가 6.5m인 주경을 전개하는 데 초점이 맞춰진다. 이 작업은 빠르면 1월 7일까지 완료될 것으로 예상되지만, 지상 관제소에서 요원들이 직접 작업을 진행하므로 일정이 다소 지연될 수도 있다. 따라서 해당 목표가 충족되지 않더라도 놀라거나 걱정할 필요는 없다. 거울을 적절한 위치에 고정하면 웹의 복잡한 기본 전개 단계는 종료된다. 다음 주요 이정표는 발사 후 29일 동안 예정된 엔진 분사로, 웹은 최종 목적지인 태양-지구 라그랑주 2지점(L2) 주위의 궤도에 진입하게 된다. 지구로부터의 거리는 지구-달 거리의 약 4배인 150만㎞이다.  웹 팀원들은 망원경이 L2에 도착한 후에도 여전히 할 일이 많다. 예컨대, 웹의 주경 18개를 정확하게 정렬해 각 낱개 거울이 단일 집광 표면으로 기능하도록 하는 고난도 작업이 기다리고 있다. 거울 정렬은 150㎚(나노미터·10억분의 1m)의 정확도까지 완벽해야 한다. 참고로, 종이 한 장의 두께는 약 10만㎚이다.  정기적인 과학 작업은 발사 후 6개월 후인 2022년 여름에 시작될 것으로 예상된다. 그 후 최소 5년 동안 웹은 우주 최초의 별과 은하를 연구하고, 주변 외계행성의 대기에서 생명체 흔적인 화합물을 찾는 등 다양한 관측활동을 수행하게 된다.
  • 2021년 우주의 비밀을 들춰내다…우주 탐사 10대 뉴스

    2021년 우주의 비밀을 들춰내다…우주 탐사 10대 뉴스

    올해 우리는 더 많은 우주의 비밀을 들추어냈다. 우주에 대한 인류의 호기심은 내년에도 우리 태양계와 그 너머로 더 많은 탐사선을 날려보낼 것이다. 2021년은 우주 탐사의 역사에 있어 하나의 큰 이정표를 세운 해이다. 다양한 탐사 임무와 최첨단 장비 덕분에 천문학자들은 전례 없는 방식으로 우주를 깊숙이 들여다볼 수 있었다. 연구원들은 블랙홀에서 나오는 강력한 제트를 보기 위해 전 지구를 하나의 거대한 망원경으로 만들었다. 지구 규모의 전파간섭계를 구축했던 것이다. 태양계 탐사에서는 이전에는 과학자들의 눈을 피해 숨어 있던 위성들과 거대한 혜성을 발견하는 쾌거를 이루었다. 태양계의 최고 지존인 태양이 그동안의 침묵을 깨고 올해의 빅뉴스로 등장한 것도 특기할 만한 일이다.  1. 최대 혜성 '베르나디넬리-번스타인' 발견두 연구원이 참으로 우연히도 지금까지 발견된 것 중 최대의 혜성을 발견했다.대학원생인 페드로 베르나디넬리는 암흑 에너지 조사 데이터를 통해 해왕성 궤도 너머에 있는 대상을 찾다가 그가 연구하려고 계획한 것보다 태양에서 훨씬 멀리 떨어져 있는 천체를 발견했다. 그는 즉시 지도교수인 우주론자 게리 번스타인에게 살펴보라고 요청했다. 그것은 지금까지 과학에 알려진 어떤 것보다 훨씬 더 큰 혜성이었다. 일반적인 혜성보다 10배나 더 크고 천 배는 더 무거운 대혜성을 발견한 것이다. 게다가 이 혜성은 약 300만 년 전 인류의 조상인 루시가 지구상을 걸었던 이래로 태양 주위를 한 번도 돌지 않은 혜성이었다. 그들이 발견한 혜성은 2021년 6월 23일 공식적으로 '혜성'으로 지정되었으며, 발견자들의 이름을 따서 베르나디넬리-번스타인 혜성으로 명명되었다. 운이 좋다면 천문학자들은 10년만 기다리면 이 혜성이 태양에 접근하는 것을 볼 수도 있다. 혜성은 오르트 구름으로 알려진 태양계의 가장 먼 바깥쪽에서 날아왔다. 긴 타원형 궤도를 그리며 우리 태양계 가운데로 여행하고 있는 이 혜성은 태양 둘레를 한 바퀴 도는 데 수천 년이 걸린다. 과학자들은 2031년에 혜성이 지구에 가장 가까워지면 베르나디넬리-번스타인 혜성의 크기와 구성을 더 정확하게 읽어내려 할 것이다. 하지만 가장 가까운 거리에서 태양 둘레를 돌아나갈 때도 토성의 평균 궤도보다 더 멀 것이다. 2. 아마추어 천문가가 목성의 새 위성 발견태양계 최대의 큰 행성 주변에서 이전에 알려지지 않았던 새로운 위성이 발견되었다. 목성은 거대 행성이기 때문에 큰 중력으로 많은 천체들을 끌어당긴다. 지구에는 위성이 하나뿐이고, 화성에는 작은 위성이 두 개 있다. 그러나 목성은 현재 최소 79개의 위성 대가족을 거느리고 있는데, 놀라운 것은 천문학자들이 아직껏 찾아내지 못한 수십 또는 수백 개의 위성이 더 있을 수도 있다는 사실이다. 가장 최근의 사례로는 아마추어 천문학자 카이 리가 마우나 케아에 있는 구경 3.6m의 캐나다-프랑스-하와이 망원경(CFHT)으로 수집한 2003년 데이터 세트에서 이 목성의 위성에 대한 증거를 발견한 것이다. 그는 스바루라는 다른 망원경의 데이터를 사용하여 해당 천체가 목성의 중력에 묶여 있을 가능성을 확인했다. EJc0061이라고 불리는 이 천체는 목성 위성의 카르메(Carme) 그룹에 속하는데, 그들은 목성 궤도면에 대해 극도로 기울어진 목성의 자전 방향과 반대 방향으로 공전하는 무리이다.  3. 과연 생명체가 있을까? 다시 각광받는 금성 탐사 화성은 각국 우주기구의 인기 있는 탐사 대상이지만 최근에는 지구의 다른 이웃이 더 주목받고 있다. 2020년 연구원들은 금성의 대기에서 포스핀의 흔적을 감지했다고 발표했다. 그것은 생명체가 배출한 가능성이 있는 가스로, 이 소식은 단박에 금성을 최고의 관심 행성으로 떠올렸다. 2021년 6월 초, 미 항공우주국(NASA)은 2030년까지 금성으로 2개의 임무를 시작할 것이라고 발표했다. 다빈치 플러스(DAVINCI+/Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble Gas, Chemistry, and Imaging, Plus)로 불리는 이 임무 중 하나는 금성의 대기를 통해 하강하여 시간이 지남에 따라 금성 대기가 어떻게 변하는지 조사하는 것이다. 다른 임무인 베리타스(VERITAS/Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy)는 색다른 궤도에서 금성의 지형을 매핑하는 것이다. 금성은 로봇 탐사선이 방문했지만 NASA는 1989년 이후로는 금성에 대한 전용 임무를 실행한 적이 없다. 금성이 최근 수십 년 동안 방치된 이유는 화성 탐사 때문일 수도 있지만, 태양계의 두 번째 행성 역시 연구하기가 녹록찮은 곳이기 때문이기도 하다. 금성은 한때 바다와 강이 있는 온화한 세계였을 것으로 보고 있지만,약 7억 년 전 온실 효과로 인해 금성은 표면온도가 납이 녹을 만큼 뜨겁다. 4. 심상찮은 태양의 활동태양은 대략 11년 주기의 조용한 시간을 지내왔지만 이제 그 단계를 벗어나고 있다. 태양은 최근 몇 년 동안 거의 활동하지 않았지만 이제 지구를 향해 하전 입자를 분출하는 강력한 폭발이 표면에서 일어나기 시작했있다. 예컨대, 11월 초 일련의 태양 폭발이 우리 행성에 큰 지자기 폭풍을 일으켰다. 코로나 질량 방출(CME)이라 불리는 이 분출은 본질적으로 자기장을 띤 10억 톤의 태양 물질 덩어리를 폭발하듯이 뿜어내는 것으로, 뒤이어 강력한 에너지 입자의 흐름을 태양계로 방출한다. 이 물질이 지구 방향으로 향하면 지구 자기장과 상호작용하여 지구의 극 부근에서 오로라를 만들기도 하고, 위성 통신 두절이나 대규모의 정전사태를 일으키기도 한다.  5. '차세대 우주망원경' 제임스웹 발사​우주 과학의 완전한 새 시대는 2021년 크리스마스에 '차세대 우주망원경'이 남미 프랑스령 기아나에 있는 유럽의 우주공항에서 성공적으로 발사되면서 시작되었다. 제임스웹 우주망원경(JWST) 프로젝트는 NASA, 유럽 우주국 및 캐나다 우주국이 30년 이상 합작으로 진행 한 것으로, 무려 100억 달러를 쏟아부은 대형 프로젝트이다. 애초 2007년에 발사하기로 예정된 것이었지만, 14년이나 지각한 끝에 가까스로 발사하는 데 성공했다. 우주망원경은 계획하고 조립하는 데는 오랜 시간이 걸린다. JWST의 구상과 설계는 전신인 허블 우주망원경이 지구 궤도에 진입하기도 전에 시작되었다. 허블이 지구 표면에서 수백 킬로 고도에서 도는 반면, JWST는 우리 행성에서 약 150만km 떨어진 지점에서 관측한다. 망원경은 2021년 12월 25일 오전 7시 20분(미국동부시간)에 지구-태양 라그랑주 점 2(L2)라고 불리는 이 지점을 향한 여행을 시작했다. 망원경은 우주의 진화에 대한 천문학자들의 질문에 답하며, 우리가 어디서 시작되었는지, 어떻게 여기까지 오게 되었는지 탐색할 것이며, 그리고 태양계에 대한 더 깊은 이해를 제공할 것이다.​ 6. '사건지평선 망원경'이 선명한 블랙홀 제트 분출 사진을 찍었다2021년 7월, 세계 최초의 블랙홀 사진을 탄생시킨 프로젝트는 이와 함께 이러한 초질량 물체 중 하나에서 강력한 제트가 분출하는 이미지를 공개했다. 사건지평선 망원경(EHT)은 지구 크기의 망원경 1개를 만들기 위해 협력하는 8개 관측소가 참여한 글로벌 협력이다. 최종 결과는 이전보다 16배 더 선명한 해상도와 10배 더 정확한 이미지가 만들어낸 것이다. 과학자들은 EHT의 놀라운 능력을 사용하여 밤하늘에서 가장 밝은 천체 중 하나인 센타우루스 A 은하의 중심에 있는 초대질량 블랙홀에 의해 강력한 제트가 분출되는 것을 관찰했다. 은하의 블랙홀은 초대 질량으로 무려 태양 질량의 5,500만 배에 달한다.  7. 지구에서 가장 가까운 블랙홀 발견했다​지구에서 불과 1,500광년 떨어진 곳에 지구에서 가장 가까운 블랙홀을 발견했다. 이 블랙홀은 '유니콘'이라 불린다. 작은 블랙홀은 발견하기가 어렵다. 하지만 과학자들은 동반 별인 적색거성에서 이상한 행동을 발견함으로써 '유니콘'을 발견했다. 연구원들은 빛의 세기가 변하는 것을 관찰했으며, 이는 다른 물체가 별을 잡아당기고 있음을 시사하는 것이었다. 이 블랙홀은 태양 질량의 3배에 불과한 초경량이다. 외뿔소자리(Monoceros)에서 발견되어서 유니콘이라는 이름을 얻었다.​ 8. 지구의 제2의 달이 영원히 우주로 떠났다 두 번째 달처럼 지구 궤도에 진입한 물체가 올해 우리 행성에 마지막으로 근접한 후 영원히 이별했다. '미니문' 또는 임시 위성으로 분류되는 그 물체는 길 잃은 우주 암석은 아니다. 2020 SO로 알려진 이 물체는 아메리칸 서베이어(American Surveyor) 달 임무에서 발생한 1960년대 로켓 부스터의 남은 조각이다. 2021년 2월 2일, 2020 SO는 지구와 달 사이의 58%, 지구에서 약 22만km 떨어진 곳까지 도달했다. 그것은 미니문의 마지막 접근이었지만 지구로의 가장 가까운 여행은 아니었다. 그보다 몇 달 전인 2020년 12월 1일에 우리 행성까지의 최단 거리에 도달했다. 그 후로 2020 SO는 지구 궤도에서 멀어져 우주로 떠내려간 후 두번 다시 돌아오지 않았다.  9. 파커 태양탐사선이 태양의 대기 속을 돌입했다​ 올해 NASA의 태양 터치 우주선은 개기일식 동안에만 볼 수 있는 코로나 속을 돌파했으며, 태양의 '돌아오지 않는 지점'의 위치를 정확히 측정할 수 있었다. 태양 탐사선 파커 솔라 프로브는 지난 3년 동안 태양에 가까이 접근하기 위해 계속 궤도를 좁혀왔다. 이 탐사선은 과학자들이 태양풍, 즉 하전 입자의 바다를 생성하는 원인을 분석할 수 있도록 설계되었다. 태양이 뿜어내는 이 태양풍은 여러 가지 방법으로 지구에 엄청난 영향을 미칠 수 있다. 우주선은 8번 태양을 플라이바이 하는 동안 코로나로 알려진 태양의 외부 대기로 돌입했다. 4월 28일의 코로나 속 기동은 알벤(Alfvén) 임계 표면의 정확한 위치를 확인하는 데이터를 제공했다. 이곳은 태양풍이 태양에서 멀어져 다시는 돌아오지 않는 지점이다. 탐사선은 태양 표면에서 15태양 반경, 즉 1300만km까지 도달할 수 있었다. 그것은 개기일식 동안 달이 태양 디스크의 빛을 차단할 때 지구에서 볼 수 있는 태양 코로나의 연장선 중 하나로 관찰되는 슈도스트리머(pseudostreamer; 가상 띠)라는 거대한 구조를 넘어선 곳이었다. 발견에 대한 성명에서 NASA 관계자는 탐사선이 "폭풍의 눈 속으로 날아갔다"고 표현했다.  10. 화성 탐사로버 퍼서비어런스의 화성 착륙 마지막으로 올해는 NASA의 퍼서비어런스 로버가 화성에 도착한 해였다. 로버는 2021년 2월 18일 화성에 도착한 이후 화성 생명체의 흔적을 찾기 위해 열심히 노력해왔다. 엔지니어들은 임무 팀이 조사할 가치가 있는 암석을 결정할 수 있도록 퍼서비어런스에 강력한 카메라를 장착했다. 화성 탐사 로버의 가장 매력적인 발견 중 하나는 '하버 실 록(Harbor Seal Rock/바다표범바위)'으로, 수년에 걸쳐 화성의 바람에 의해 조각된 기이한 모양의 지형지물이다. 퍼서비어런스는 또한 여러 암석 샘플을 얻었으며, 미래의 어느 시점에 분석을 위해 회수 우주선을 보내 가져올 예정이다. 퍼서비어런스는 화성 생명체의 흔적을 찾기 위해 수십억 년 전 삼각주와 깊은 호수가 있었던 폭 45km의 예제로 분화구에서 탐사를 진행하고 있다.
  • 중국 누리꾼들 머스크 맹폭 “우주쓰레기 양산“ ”미국을 대신한 우주무기”

    중국 누리꾼들 머스크 맹폭 “우주쓰레기 양산“ ”미국을 대신한 우주무기”

    중국이 독자적으로 건설하고 있는 우주정거장이 스페이스X의 스타링크 위성과 충돌하는 일을 피하려고 두 차례나 회피 기동을 한 사실이 있다며 유엔에 불만을 제기하자 자국 누리꾼들이 일제히 스페이스X를 창업한 일론 머스크의 소셜미디어 계정을 맹폭하고 있다. 유엔 우주업무사무국(UNOOSA) 웹사이트에 게시된 중국 측 문서에 따르면 지난 7월 1일과 10월 21일 두 차례에 걸쳐 중국 우주정거장이 근접하는 스타링크 위성을 피하려고 움직였다. 중국 측은 당시 안전을 이유로 우주정거장이 예방적 충돌회피 제어를 수행했다고 밝혔다. 하지만 BBC는 이 문서의 존재를 독자적으로 확인하지 못했다고 털어놓았다. 또 스페이스X에 입장 표명을 요청했으나 답을 듣지 못했다고 덧붙였다. 그러나 중국 당국이 정식으로 불만을 제기했다는 사실이 알려지자 중국판 트위터인 웨이보에는 머스크와 스페이스X의 스타링크 계획을 비난하는 글들이 이어지고 있다. 한 이용자는 스타링크 위성을 우주쓰레기에 비유했으며 다른 이용자는 미국의 우주무기일 뿐이며 “머스크야말로 미국 정부와 군부가 만들어낸 새로운 무기”라고 정반대 비난을 퍼부었다. 또 다른 이용자는 스타링크의 위험이 점점 드러나고 있다면서 인류 전체가 머스크의 사업에 대한 대가를 치를 것이라고 경고했다고 로이터 통신은 전했다. 머스크도 당시 트윗을 통해 충돌 가능성을 줄이기 위해 스타링크 위성의 궤도를 조정했다고 밝혔다. 머스크가 설립한 스페이스X의 스타링크 위성 인터넷 사업은 저궤도 소형위성 1만 2000개를 쏘아 올려 지구 전역에서 이용 가능한 초고속 인터넷 서비스를 구축하게 된다. 스페이스X는 ‘셸’(Shell)로 불리는 5개의 궤도 위성망을 단계적으로 구축해 1단계 위성 인터넷 사업을 2027년 3월까지 완수한다는 구상이다. 과학자들은 우주공간에서 위성들이 충돌을 일으킬 위험성을 늘 우려해 왔으며 각국 정부로 하여금 3만개 정도로 추정되는 위성과 지구궤도를 선회하는 다른 잔해들에 대한 정보를 공유해야 한다고 촉구했다. 스페이스X는 이미 1900개의 위성을 쏘아올렸고, 앞으로 수천개의 위성을 더 올릴 계획이다. 앞서 지난달 말에도 미국 항공우주국(NASA)은 국제우주정거장(ISS)으로 접근하는 우주 잔해물로 인한 사고를 막기 위해 우주비행사의 외부 유영 임무를 연기한 일도 있다.
  • [아하! 우주] ‘29일간의 벼랑끝 여행’.. 제임스웹 망원경의 험난한 여정

    [아하! 우주] ‘29일간의 벼랑끝 여행’.. 제임스웹 망원경의 험난한 여정

    100억 달러(한화 12조)를 쏟아부은 미항공우주국(NASA)의 차세대 우주망원경이 14년 지각 끝에 마침내 발사되었지만, 기대되는 과학 임무를 시작하려면 시간이 좀 걸릴 것으로 보인다. 크리스마스인 25일 프랑스령 기아나에서 아리안 5호 로켓에 얹혀 발사된 제임스웹 우주망원경(JWST)의 임무는 인류의 오랜 숙원인 우주 기원의 비밀을 파헤치는 것이다. 이를 위해 JWST는 135억년 전 초기 우주의 모습을 들여다볼 계획이며, 또한 주변 외계행성의 생명체를 탐색할 예정이다. 이 모든 임무는 우리 인류가 언제, 어디서, 어떻게 여기까지 왔는가 하는 원초적인 문제와 직결되어 있다. 그러나 이러한 임무를 수행하기 위해 JWST팀 구성원들은 상당 기간 인내심을 유지하지 않으면 안된다. 웹이 본격적인 탐사작업에 들어가기 전에 해결하고 수행해야 할 일들이 만만찮기 때문이다. JWST는 우리 지구 행성에서 태양의 반대방향, 곧 현재 화성이 있는 방향으로 150만km(지구-달 거리의 약 4배) 떨어진 태양-지구 라그랑주 점 2(L2)로 향하고 있다. 이곳은 태양과 지구의 중력이 균형을 이루어 중력적으로 안정적인 지점으로, 웹은 별도의 동력 없이도 태양을 공전할 수 있다. 웹이 거기에 도착하는 데 29일이 걸릴 것이며, 그 과정에서 손에 땀을 쥐게 하는 수많은 고난이도의 통과의례를 거쳐야 한다. 메릴랜드주 그린벨트에 있는 NASA 고다드 우주비행센터의 웹 엔지니어인 마이크 멘젤은 "웹 망원경이 수행할 주요 전개작업은 50개 정도가 있는데, 178개의 이탈장치(release mechanism)가 50개 관련장비를 전개하게 된다"고 지난 10월에 올린 '29일간의 벼랑끝 여행(29 Days on the Edge)'에서 밝히면서 "이 전개작업은 지금까지 한 것 중 가장 복잡한 우주선 활동으로, 어느 것 하나라도 실패하면 안된다"라고 못박았다. 웹은 이미 몇 가지 주요 이정표를 세웠다. 예컨대, 이륙 후 약 30분 후 태양 전지판을 전개하고 태양 에너지를 흡수하기 시작했다. 그리고 지난밤엔 65분 동안 엔진을 분사해 진로를 수정, L2로 향하는 궤도에 올랐다. 다음은 앞으로 수행해야 할 주요 단계를 요약한 것이며, 주어진 일정은 대략적인 것이다. (자세한 내용은 NASA의 웹 전개 사이트 참조) 발사 후 하루가 지나면 웹은 고이득 안테나를 지구 쪽으로 회전시켜 지상 관제소와의 통신을 더욱 용이하게 할 것이다. 그 다음날 우주선은 L2를 향한 궤도를 수정하기 위해 또 한 차례 엔진 분사를 수행한다. 그리고 발사 3일 후 웹의 거대한 태양 가림막(적외선 망원경과 장비를 차갑게 유지하도록 설계된 5층 구조)를 고정하는 팔레트가 내려진다.  5장 시트로 이루어진 태양 가림막은 완전히 확장했을 때 테니스 장 크기로, 차곡차곡 접힌 상태로 로켓의 페이로드 페어링 내부에 탑재되었다. 이것을 펴는 과정은 엄청나게 복잡하다. 그 구조 속에는 140개의 이탈장치와 70개의 힌지 조립체, 400개의 도르래 장치, 90개의 케이블 및 8개의 전개 모터가 있으며, 이 모두가 5장의 펼침막이 계획대로 전개되도록 작동해야 한다고 NASA 관계자는 설명한다.  발사 후 5일째 가림막 보호 덮개가 벗겨지고, 걸침대는 하루 후에 뻗어나온다. 태양 가림막의 전개는 발사 후 8일 이내에 완료돼야 하며, 이 시점에서 팀원들은 초점을 광학장치로 옮기기 시작한다. 발사 10일쯤 후 웹은 0.74m 너비의 보조 반사경을 전개할 예정이다. 이 보조 반사경은 심우주 광자가 망원경의 주반사경에 부딪힌 후 두 번째로 부딪히는 반사경이다. 그런 다음 웹의 너비 6.5m 기본 미러가 빛날 때이다. 18개의 육각형 거울로 벌집처럼 구성된 주반사경은 태양 가림막처럼 접혀진 상태로 발사되었다. 발사 후 12~13일이 지나면 거울의 두 측면 '날개'가 펼쳐져 제자리에 고정되면 주반사경 전체 크기가 된다. 이 시점에서 웹은 최종적으로 완성된다. 이 거대한 우주천문대는 2주 남짓 후 목적지에 도착하며, 발사 29일 후 또 다른 엔진 분사를 실시해 L2 주변의 궤도에 진입하고, 여기서 다른 램프업 절차가 시작된다.예컨대, 발사 후 2~3개월이 지나면 팀은 주반사경 낱개 거울을 정렬하여 단일 집광 표면으로 만든다. 거울 정렬은 150나노미터(10억분의 1m)의 정확도까지 완벽해야 하기 때문에 이것은 힘들고 시간이 많이 걸리는 작업이 될 것이다. 참고로, 종이 한 장의 두께는 약 10만 나노미터이다. 메릴랜드주 그린벨트에 있는 NASA 고다드 우주비행센터의 웹 수석 과학자 조나단 가드너는 "우리 과학자 중 한 명이 거울을 풀이 자라는 속도보다 더 느리게 움직여야 하는 것으로 계산했다"고 말했다. 이 과정에서 팀은 웹의 4가지 과학 장비도 테스트하고 보정할 예정인데, 그것도 역시 힘든 과정이 될 것이다. 목표는 발사 6개월 후 정기적인 과학 임무에 돌입하는 것이다. 가드너는 "우리는 6월 말로 보고 있다"고 예상한다.   웹의 관측 시간은 NASA의 허블 우주망원경과 마찬가지로 과학자들의 상호 검토를 통해 선택된 다양한 프로젝트에 분배된다. 가드너는 "첫 해분의 웹 프로젝트들이 이미 결정되었으므로 새 천문대가 준비과정을 마치면 곧 작업에 들어갈 것"이라고 밝히면서 "그것은 힘든 마라톤이 될 것"이라고 덧붙였다.   
  • [우주를 보다] ‘8만 년만의 손님’ 배웅하며 우주로 날아오른 ‘인류의 눈’

    [우주를 보다] ‘8만 년만의 손님’ 배웅하며 우주로 날아오른 ‘인류의 눈’

    8만 년 만에 태양계를 찾아온 레너드 혜성을 배경으로 인류의 눈이 될 제임스 웹 우주망원경(JWST)을 실은 로켓이 우주로 날아오르는 모습이 카메라에 포착됐다. 미 항공우주국(NASA)이 운영하는 웹사이트 ‘오늘의 천문사진’(APOD) 27일자에 따르면, 웹 망원경은 현지시간 25일 오전 9시20분쯤 프랑스령 기아나 쿠루 인근 유럽우주국(ESA) 발사장인 기아나우주센터의 아리안 제3발사장에서 아리안5호 로켓에 실려 우주로 발사됐다. 같은 시간, 태국의 천체 사진작가 마티폰 탕마띠탐은 현지에서 가장 높은 도이 인타논 국립공원 정상에서 하늘로 솟아오르며 빛을 내뿜는 로켓의 모습을 촬영하는 데 성공했다. 로켓은 발사 20여 분 만에 대기권을 돌파했으므로, 작가가 이를 촬영할 수 있는 시기는 그리 길지 않았다.25년간 약 10조원 넘게 투입된 제임스 웹 망원경은 허블을 잇는 차세대 우주망원경이다. 망원경의 성능을 좌우하는 주경(Primary mirror)의 지름이 6.5m로 허블(2.4m)의 두 배를 훌쩍 넘는다. 주경이 너무 크다보니 이동시 접을 수 있도록 벌집 형태의 18개 조각으로 나눠졌다. 금속 중 가장 가벼운 베릴륨로 만들어진 18개 육각 거울은 적외선 반사율이 높이기 위해 모두 금으로 도금했다.현재는 종이접기를 한 듯 포개져 로켓에 실려 있는데 약 29일간을 날아 지구와 태양이 끌어당기는 힘이 같은 ‘라그랑주 L2’지점에 도달하면 몸체를 펼치는 작업을 진행한다. 발사 11일째 주경을 서서히 펼치기 시작해 거울을 세부 조정하는 과정을 거친다. 약 6개월 뒤부터 본격적인 관측에 돌입한다.한편 사진에는 로켓 아래 쪽으로 현재 태양계를 벗어나고 있는 레너드 혜성의 모습도 포착됐다. 레너드 혜성은 최근 지구와 달 사이 거리의 9배인 340만 ㎞까지 다가왔다가 점차 멀어지고 있다. 사진=마티폰 탕마띠탐/태국 천문연구원
  • [지구를 보다] 용암이 삼킨 섬의 전과 후…85일 만에 멈춘 라팔마 화산

    [지구를 보다] 용암이 삼킨 섬의 전과 후…85일 만에 멈춘 라팔마 화산

    스페인 카나리아 제도 라팔마섬의 쿰브레 비에하 화산이 85일 간의 분화를 마치고 드디어 활동을 멈췄다. 지난 26일(현지시간) AFP통신 등 외신은 스페인 재난당국의 발표를 빌어 지난 9월 19일 시작된 쿰브레 비에하 화산 분출이 지난 14일 부로 활동이 멈췄다고 보도했다.쿰브레 비에하 화산은 지난 9월 19일 오후, 역사적으로는 약 500여년 만에 폭발했다. 이 과정에서 발생한 화산재는 집과 농장 등을 모두 덮어버리면서 지금까지도 주민들에게 큰 고통을 안겨주고 있다. 특히 화산에서 흘러나오는 용암은 사방으로 뻗쳐 흐르면서 섬의 주요 작물인 바나나와 아보카도 농장이 엄청난 피해를 입었다. 그간 용암이 미친 영향은 멀리 위성으로도 확인된다. 미 항공우주국(NASA)의 지구관측위성인 랜드샛8(Landsat8)에 장착된 OLI(Operational Land Imager)로 촬영한 라팔마 섬의 모습을 보면 용암이 흐르기 전과 후는 확연한 차이가 난다. 먼저 화산 폭발 전인 지난 5월 21일 촬영된 사진을 보면 평화로운 라팔마 섬의 모습이 한 눈에 들어온다. 사진 속 작은 흰 점들과 직사각형 등은 집과 바나나를 기르는 온실 등이다. 그러나 화산 폭발 후인 지난 15일 최근 사진을 보면 같은 지역은 용암으로 까맣게 뒤덮였다. 이에 NASA 측이 열대 낙원이 달의 표면처럼 변했다고 평했을 정도.실제로 화산 폭발에 이은 화산재와 용암 등으로 12월 중순 기준 최소 1600채에 달하는 가옥과 학교, 농장 등이 파괴되고 7000명이 넘는 이재민이 발생했다. 또한 1250㏊에 달하는 땅이 용암에 삼켜지면서 지역경제를 지탱하는 바나나 농장은 직격탄을 맞았다.현재까지 피해 액수만 약 7억 유로(약 9400억 원)로 화산 활동은 끝났지만 파괴된 지역을 복구하고 화산재를 치우는데 상당 시간이 걸릴 전망이다.   현지언론은 "지난 10일 동안 지진이나 대량의 이산화황 분출이 발생하지 않아 공식적으로 화산 활동이 멈췄다"면서 "분화는 끝났지만 화산재 제거작업과 건물 복구 등 라팔마 섬의 긴급 사태는 아직 끝난 것이 아니다"라고 전했다.  
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