[웹망원경 Q&A] 금빛 벌집 달고 우주 보는 눈

육각형 도금 거울 18개 이어붙인 주경…테니스장 크기 차광막이 보호
허블보다 멀리 배치돼 희미한 빛 포착…'제임스 웹'은 나사 2대 국장 이름

미국 우주항공국(NASA·나사)이 차세대 '제임스웹' 우주망원경(이하 웹 망원경)이 찍은 수십억년 전 우주의 모습을 담은 사진을 11일(현지시간) 공개했다.

웹 망원경은 우주 태초의 대폭발인 빅뱅 이후 최초의 은하수, 별, 행성 등이 형성된 과정을 연구할 수 있도록 기존 허블망원경으로 제대로 볼 수 없던 적외선을 감지하는 데 최적화됐다.

나사가 제공한 자료를 토대로 망원경의 주요 내용을 정리했다.

- 웹 망원경 특징은
▲ 망원경의 핵심이자 빛을 감지하는 주경은 금으로 도금한 육각형의 베릴륨 거울 18개를 벌집 모양으로 이어붙였다.

주경의 지름은 6.5m로 허블망원경(2.4m)의 2.7배다.

면적은 25㎡로 허블의 6배다.

주경이 클수록 더 많은 빛을 감지할 수 있다.

무게는 6천500kg로 허블의 절반 정도다.

주경의 무게만 625kg이다.

웹 망원경은 지구에서 약 150만km 떨어진 곳에서 우주를 관측한다.

지구 밖 약 600km 궤도에서 도는 허블보다 훨씬 멀리 갔다.

이 때문에 허블은 우주선을 보내 정비할 수 있지만, 웹은 그러기에는 너무 멀다.

- 허블 망원경과 어떻게 다른가
▲ 해상도는 허블과 같지만 볼 수 있는 광역대가 다르다.

웹 망원경의 해상도는 40km 거리에서 1페니 동전을, 550km 거리에서 축구공을 볼 수 있는 수준이다.

허블은 주로 가시광선을 감지하지만 웹 망원경은 파장이 더 긴 근적외선과 중적외선을 더 높은 감도로 포착할 수 있다.

허블은 더 짧은(200nm∼2400nm) 파장의 빛을, 웹은 더 긴(600nm∼2만8천nm) 파장의 빛을 감지한다.

웹 망원경은 허블보다 더 멀리 볼 수 있다.

태초의 우주를 보려면 지구에서 망원경 없이 볼 수 있는 가장 희미한 별보다도 100억배 더 희미한 물체를 감지할 수 있어야 한다.

이는 허블이 볼 수 있는 것보다 10∼100배 더 희미한 수준이다.

- 왜 근·중적외선 감지에 최적화했나
▲ 웹 망원경의 주목적은 우주 초창기에 은하수, 별, 행성이 형성된 과정을 연구하기 위해서다.

별과 행성은 매우 농도가 짙은 먼지 구름 한가운데서 형성되기 때문에 가시광선으로 볼 수 없다.

파장이 더 긴 근적외선은 우주 먼지나 가스 구름을 뚫고 더 멀리 이동할 수 있다.

또 우주 형성 초기에 발생한 빛은 시간이 지나면서 자외선과 가시광선이 점차 근·중적외선 전환하기 때문에 적외선 감지 망원경이 필요하다.

- 태양광 차단막을 장착한 이유는
▲ 웹 망원경은 테니스장 크기의 5겹의 차광막을 달았다.

매우 희미한 적외선을 감지하려면 망원경 자체에서 나오는 열이 간섭하지 않도록 망원경을 -223℃의 극저온 상태로 유지해야 하기 때문이다.

- 망원경을 금으로 코팅했다는데.
▲ 금은 파란색을 흡수하지만, 빨간색과 적외선을 매우 잘 반사하기 때문에 적외선 감지에 용이하다.

웹 망원경에 사용한 금은 48.25g으로 골프공 정도 질량이다.

코팅의 두께는 1천 옹스트롬(옹스트롬은 1m의 100억분의 1)이며 주경 전체(25㎡)를 덮었다.

특히 베릴륨을 첨가한 합금은 가벼우면서도 강도가 높고 극저온에서도 안정적이다.

이런 특징 때문에 초음속 항공기 부품에 사용되지만 독성 물질이라 사용에 주의가 필요하다.

- 웹 망원경 운영 기간은
▲ 10년 임무를 계획했지만 더 오랫동안 운영할 연료가 충분하다.

- 망원경 이름이 된 제임스 웹은 누구인가
▲ 나사의 두번째 국장이다.

웹(1906∼1992년)은 인간을 달에 처음 내려놓은 아폴로 프로그램을 이끈 것으로 가장 잘 알려졌다.

나사는 웹의 재임 기간(1961∼1968년) 75건이 넘는 우주 탐사 임무를 수행했으며 무인 우주선 기술에 투자하는 등 미래 우주 탐사에 필요한 연구개발 기반을 갖췄다.

사업가이자 변호사인 웹은 임명 당시 자신이 과학·공학 배경이 없어 나사 국장으로 적합하지 않다고 말했으나 존 F. 케네디 대통령은 정무적 판단과 경영 능력이 우수한 그를 적임자라고 생각했다.

- 웹 망원경이 '셀카'도 찍을 수 있나
▲ 나사는 웹 망원경에 감시 카메라를 설치하는 방안을 검토했으나 카메라가 제공하는 정보에 비해 기술적으로 너무 복잡해 단념했다.

카메라가 없어도 망원경에 탑재한 다양한 센서로 망원경의 상태에 대한 충분한 정보를 얻을 수 있다.

- 웹 망원경 프로젝트에 참여한 국가는
▲ 오스트리아, 벨기에, 캐나다, 덴마크, 프랑스, 독일, 아일랜드, 이탈리아, 네덜란드, 스페인, 스웨덴, 스위스, 영국, 미국 등 14개국.

/연합뉴스