[제임스웹 첫 영상 공개]"평범한 사람들이 만든 제임스웹, 미국 공학교과서를 바꿨다"

제임스웹을 만든 사람들

고체 이산화탄소를 이용해 거울을 청소하는 모습. NASA 제공

12일 첫 영상을 공개한 제임스 웹 우주망원경의 개발에는 총 4000만 시간이 걸렸다.  14개국에서 수천 명의 과학자, 공학자, 기술자들이 참여했다. 찰스 바이크만 미국항공우주국(NASA) 외계행성과학연구소장과 매튜 그린하우스 NASA 제임스 웹 우주망원경 ISIM 프로젝트 선임 연구원은 10~20년간 제임스웹 망원경 개발에 참여한 베테랑 전문가들이다. 

 

○“수천 명이 20년 넘게 노력한 헌신과 팀워크의 결과물"

찰스 바이크만 NASA 외계 행성 과학 연구소 소장

찰스 바이크만 미국항공우주국(NASA) 외계행성과학연구소장은 NASA 내에서 지상 망원경과 우주망원경을 조합해 지구부터 목성까지 다양한 크기의 외계 행성들을 발견하고 관측해 특성을 파악하는 연구를 하고 있다. 

바이크만 소장은 제임스웹 우주망원경과 같은 관측 수단을 통해 외계 행성을 탐색하고 탐험해야 하는 이유에 대해 "인간은 태초부터 호기심이 많은 동물이며 호기심은 오늘날까지 이어지고 있다"며 "외계 행성을 찾는 이유도 탐험이 인간 본성의 일부이기 때문"이라고 말했다.

그는 좀 더 현실적인 이유로 "다른 행성에 대한 연구가 지구 환경 문제를 이해하는 데 도움이 되기 때문"이라고 말했다. 외계 행성의 대기 모형은 지구온난화를 해결하는 데 단서를 줄 수 있고 특히 지구에 쏟아지는 태양 빛의 양이 달라지면 어떻게 될지, 대기에 이산화탄소나 오존의 양의 더 많아지면 어떻게 될지를 외계 행성에서 답을 찾을 수 있다는 것이다. 

바이크만 소장은 제임스웹 망원경 개발과정에서 가장 짜릿한 순간을 묻는 질문에 "알파 센타우리라는 별 주위를 도는 행성을 찾는 프로그램이 올해 초 승인됐을 때"라고 말했다. 알파 센타우리는 우리 태양계와 4.37광년, 즉 25조 ㎞ 떨어져 있어 초소형 우주선으로 20년이 걸린다. 세계적인 물리학자인 스티븐 호킹 영국 케임브리지대 명예교수는 ‘태양광을 이용한 초소형 우주 범선을 활용하면  ‘알파 센타우리’까지 20년이면 도착할 수 있다’고 주장해 화제가 된 바 있다.

바이크만 소장은 "우주망원경 제작에만 15년간 참여했다"면서 "앞으로 가장 행복한 순간은 곧 있을 제임스 웹 우주망원경의 성공적인 발사와 완벽한 운용의 순간이 될 것 같다"고 말했다. 

그는 이어 "제임스 웹 우주망원경은 아주 민감해서 빅뱅 이후 태어난 멀리 떨어진 은하와 성운, 이들로부터 형성된 별과 행성까지 탐지할 수 있을 것"이라며 "우리가 이미 궁금해 하던 질문에 답을 주기도 하겠지만, 새로운 질문거리를 만들어줄 수도 있을 것"이라고 말했다. 

대기를 이루는 분자들은 그 종류에 따라 흡수하는 빛의 파장이 다르다. 그래서 외계 행성에서 오는 빛의 스펙트럼을 파장별로 분석하면 행성의 대기에 어떤 성분이 있는지 확인할 수 있다. 어린이과학동아 DB

○ “우주에 대한 열망과 이해를 더 넓혀줄 것”

매튜 그린하우스 NASA 제임스 웹 우주망원경 ISIM 프로젝트 선임 연구원

제임스웹 개발 초창기부터 참여한 매튜 그린하우스 선임 연구원도 감회가 남다르다.  그린하우스 선임연구원은 1997년부터 제임스 웹 우주망원경의 ISIM(통합과학장비모듈) 프로젝트 선임연구원으로 일하고 있다.

망원경이 관측하는 천체를 분석하는 데 쓰이는 과학 기기를 개발하고 관리하는 업무다. 그린하우스 선임 연구원은 "제임스 웹 우주망원경이 관측한 결과는 어쩌면 우주과학과 천문학 교과서의 내용을 뒤바꿀 지도 모른다"며 "제임스 웹 우주망원경을 개발하는 과정에서 쌓인 첨단 기술 내용이 공학 교과서에 반영되고 있다"고 말했다.
 

그린하우스 선임연구원은 2016년 망원경의 과학 기기 개발을 전부 마치고 검증을 끝낸 뒤 망원경 본체에 과학 기기를 전부 실었을 때를 회상했다. 제임스웹 우주망원경은 초기에 이 계획이 중단될 뻔한 큰 난제를 마주해야 했다.  첫 번째 난관은 우주망원경이 커도 너무 커서 우주망원경을 우주로 실어 보낼 로켓의 수납공간보다도 컸다는 점이다. 제임스 웹 우주망원경은 극저온의 환경에서만 제대로 성능을 낼 수 있는데, 망원경이 너무 커서 냉각기가 원하는 만큼 충분히 냉각시킬 수가 없었다는 점도 난제로 떠올랐다.  다행히 이 문제들은 주 거울을 접고, 망원경을 라그랑주 점으로 보내기로 하면서 해결됐다. 하지만 그린하우스 선임연구원을 비롯해 대다수 연구원들은 이때가 정말 힘들었다고 회고하고 있다. 

그린하우스 선임연구원은 어려서부터 우주선을 만들고 싶어 대학에 가서 과학을 공부했고, 이 프로젝트에 참여한 다른 사람들도 그들이 사랑하는 것을 공부했다고 말했다. "제임스 웹 우주망원경 개발에 참여한 사람들은 배경도 다양하고 출신지도 제각각이며 우리 주변에서 볼 수 있는 평범한 사람들"이라며 "하지만 그들은 자신의 모든 걸 제임스 웹 우주망원경에 바쳤고 결국 이런 힘이 모여 제임스웹을 완성하는데 이르렀다"고 말했다. 

그는 마지막으로 "제가 그러했듯 젊은 학생들도 과학에 영감과 용기를 얻어, 하고 싶은 것을 하길 바란다"고 당부했다.

(제임스웹 우주망원경 동아일보 인터랙티브웹으로 보기 

https://original.donga.com/2022/jameswebb?ref=main)

 

[윤태인 기자 yoon_taein@donga.com]