천문연 '스피어x' 제작 참여.. 제 2의 지구 찾을까

세계최초 연상분광 우주망원경 제작 참여

스피어x 우주망원경 개념도(출처: 스피어x 홈페이지)

[아시아경제 황준호 기자] 과학기술정보통신부 산하 한국천문연구원과 미국항공우주국 제트추진연구소(NASA JPL), 미국 캘리포니아 공과대학(칼텍) 등이 손잡고 전천(全天) 적외선 영상분광 탐사를 위한 우주망원경인 '스피어x(SPHEREx)' 제작에 착수한다. 세계 최초로 이 망원경을 제작하게 되면 우주의 3차원 정보를 획득할 수 있는데, 이를 통해 우주의 비밀에 한 발 더 접근할 실마리를 확보할 수 있을 것으로 예상된다. 특히 우리 은하 또는 우주에 존재하는 물과 이산화탄소 등의 분포 지도를 작성할 수 있어, 외계 생명체가 존재할 수 있는 행성 탐사 연구에도 큰 기여를 할 수 있을 것으로 전망된다.

세계 최초 전천 적외선 영상분광 우주망원경 제작 착수

스피어x 성능 테스트를 위한 천문연의 극저온 진공챔버 모식도.

스피어x는 2016년 천문연이 칼텍과 진행한 공동연구 기획을 통해 NASA에 개발을 제안하면서 시작됐다. NASA는 2019년 2월 연구팀의 제안서를 선정하고 지난해 10월 예비설계 결과를 평가해 6일(현지시간) 최종 승인했다.

스피어x는 전체 하늘에 대한 영상분광 탐사가 가능한 우주망원경이다. 지상에서는 지구 대기에 의한 손실로 관측이 어려운 적외선 천체 관측이 가능한 망원경이다. 특히 영역을 동시에 관측할 수 있는 영상관측과 개별 천체의 파장에 따른 밝기의 변화를 측정하는 분광관측을 통합한 영상분광 기술을 통해 우주를 102개 색으로 관찰할 수 있다. 앨런 파링턴 NASA JPL 소속 박사는 "스피어x의 제작은 영화사에서 흑백 영화에서 컬러 영화로 전환된 시기의 촬영기법 개발에 비유할 수 있다"며 "스피어x의 전천 우주 영상분광 관측은 천체물리 역사에 한 획을 그을 획기적인 시도"라고 설명했다.

美 우주망원경 제작에 '우리나라' 유일 참여

스피어x에서 시도하는 전천 영상분광기술(출처: 스피어x 홈페이지)

스피어x는 제작이 완료되면 2024년에는 지구 공전 방향과 같은 주기와 궤도로 돌면서 2년6개월 동안 4회 이상 전천 분광 탐사 임무를 수행하게 된다. 이 임무 수행에는 천문연이 세대 소형위성 1호의 과학탑재체 NISS에 최초로 적용한 선형분광필터가 사용된다. 스피어x 제작과 운용에는 총 12개 기관이 참여하는데 유일하게 미국 소속이 아닌 곳은 천문연 하나다.

천문연의 선형분광필터를 장착한 스피어x는 우주에 존재하는 약 20억 개에 달하는 개별 천체들의 전천 분광 목록을 작성한다. 스피어x의 관측 영상과 각 천체의 방출 스펙트럼을 재구성하면 우주의 3차원 공간 정보를 얻을 수 있다. 이는 우주의 생성과 팽창 등 우주의 비밀을 푸는 실마리로 활용할 수 있다. 또 우리은하와 우주에 얼음 상태로 존재하는 물과 이산화탄소 등의 분포 지도를 작성해 지구와 같이 생명체가 존재할 수 있는 행성계 탐사 연구도 가능하다.

천문연은 이 외에도 천문연은 망원경의 우주환경시험에 사용될 극저온 진공 챔버 개발 및 테스트를 주도한다. 이어 관측자료 분석 소프트웨어 개발과 핵심 과학연구 등에도 참여한다.

미래 우주개발의 핵심기술 확보

연구책임자인 천문연 정웅섭 박사는 "과거 차세대 소형위성 1호 과학탑재체인 NISS의 독자 개발 경험을 밑거름으로, 스피어x의 공동 개발에 유일한 국제 연구기관으로 참여할 수 있게 됐다"며 "이번 공동개발을 통해 세계 최고 수준의 우주망원경 개발에 대한 자신감을 얻게 될 것"이라고 말했다.

이창윤 과기정통부 거대공공연구정책관은 "영상분광 관측기술은 이번 스피어x 우주망원경 개발뿐 아니라, 자원탐사, 기후 및 자연재해 감시 등 다양한 분야에 활용될 수 있는 최첨단 기술"이라며 "미래 우주개발을 선도할 수 있는 핵심 기술 확보를 위해 세계적 수준의 연구기관과 지속적인 공동연구를 확대할 계획"이라고 밝혔다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr