우주 전체 찍는 적외선 망원경, 천문연∙NASA 제작 돌입

6일 NASA 스피어x 설계 최종승인

스피어x 우주망원경 개념. 과학기술정보통신부 제공

우주 전체를 찍을 수 있는 적외선 우주망원경 ‘스피어x’가 제작 단계에 돌입했다. 스피어x 개발에는 한국천문연구원과 미국항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL) 등 총 12개 기관이 함께 참여한다. 2024년 발사가 예정돼 있다. 우주에 존재하는 약 20억 개에 달하는 개별 천체들을 102개의 색깔로 관측할 수 있을 것으로 기대된다. 

과학기술정보통신부와 천문연은 6일 NASA로부터 스피어x 설계 최종승인을 받았다고 밝혔다.

스피어x는 넓은 관측 영역에 대해 적외선 영상과 분광 정보를 동시에 얻을 수 있는 우주망원경이다. 적외선 관측은 지구에서 멀리 떨어진 은하와 별의 생성을 연구할 때 유용하다. 멀리 떨어진 은하와 별이 뿜는 빛의 파장이 긴 쪽으로 밀리는 적색이동이 크기 때문이다. 분광은 빛의 파장에 대한 정보를 뜻하는 것으로 천체들에 대한 자세한 정보를 얻을 수 있다. 우주 거대 구조를 측정하기 위해서는 개별 천체들이 얼마나 지구로부터 빨리 멀어져 가고 있는지를 측정해야 하는데 이를 위해서는 개별 천체들의 분광 정보가 필수적이다. 

스피어x에는 ‘영상 분광 기술’이 적용돼 있다. 영상분광기술은 넓은 영역을 동시에 관측할 수 있는 영상관측과 개별 천체의 파장에 따른 밝기의 변화를 측정하는 분광관측이 통합된 기술이다. 전 우주를 102개의 색깔로 세밀하게 관측할 수 있다. 관측 정보들을 가지고 우주에 존재하는 약 20억 개에 달하는 개별 천체들의 전천 분광 목록을 작성할 수 있을 것으로 기대된다. 

스피어x의 관측영상과 각 천체의 방출 스펙트럼을 재구성하면 우주의 3차원 공간 정보도 얻을 수 있다. 빅뱅 직후 우주 급팽창에 의한 우주생성 이론과 은하 형성 및 진화의 정보를 담은 적외선 우주배경복사의 수수께끼를 푸는 실마리가 될 것으로 전망된다. 우리 은하와 우주에 얼음상태로 존재하는 물과 이산화탄소 등의 분포 지도를 작성해 지구와 같이 생명체가 존재할 수 있는 행성계 탐사 연구에도 도움이 될 것으로 기대된다.

스피어x 프로젝트는 미국 캘리포니아공과대의 주관으로 천문연을 포함해 NASA JPL과 볼 에어로스페이스, 미국 아리조나주립대, 오하이오주립대 등 12개 기관이 참여하고 있다. 천문연은 기기개발, 자료처리 소프트웨어, 과학연구 전반에 걸쳐 30명의 연구원이 참여하고 있다. 유일하게 미국 기관이 아닌 국제기관으로 참여한다. 천문연이 개발한 근적외선 영상분광기(NISS) 등 적외선을 이용한 우주탐사 기술을 높이 평가받았다. 실제 스피어x에는 적용한 선형분광필터가 사용될 예정이다. 

스피어x 한국 연구책임자인 정웅섭 천문연 책임연구원은 “과거 차세대 소형위성 1호 과학탑재체인 NISS의 독자 개발 경험이 밑거름이 되어 스피어x 공동개발에 유일한 국제 연구기관으로 참여할 수 있게 됐다”며 “이번 공동개발을 통해 연구진이 세계 최고 수준의 우주망원경 개발에 대한 자신감을 얻었다”고 밝혔다.

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.
 

[고재원 기자 jawon1212@donga.com]