온하늘(全天) 관측 가능한 美NASA 우주망원경 시험장비 韓이 개발

우주공간을 102가지 색으로 촬영할 수 있는 '스피어엑스' 우주망원경
우주서 작동 가능성 지상에서 검증하는 극저온 진공챔버 韓연구진 개발
스피어엑스 2025년 4월 태양동기궤도로 발사 2년 반 관측 임무

스피어엑스의 운용 가상도 - 미국항공우주국(NASA) 제공

국내 연구진이 세계 최초로 만들어지는 전천(全天) 탐사 우주망원경의 성능을 시험할 수 있는 장비를 개발했다.

한국천문연구원은 미국 항공우주국(NASA)의 ‘스피어엑스’(SPHEREx) 우주망원경의 성능시험을 위한 장비를 개발하고 미국으로 이송까지 완료했다고 17일 밝혔다.

스피어엑스는 우주 공간에서 온하늘을 적외선 영상 분광을 통해 102가지 색으로 촬영할 수 있다. 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 주관으로 NASA 제트추진연구소(JPL), 한국 천문연구원 등 12개 기관이 참여하는 프로젝트로 2015년부터 2800억원이 투입됐다.

우주에서 날아오는 적외선은 지구 대기를 통과하는 과정에서 흡수된다. 이 때문에 적외선 영역 관측을 위해서는 망원경을 우주로 띄워야 한다. 문제는 망원경이 우주에서 작동하기 위해서는 우주의 온도보다 낮은 극저온 상태를 견딜 수 있어야 한다는 점이다. 스피어엑스는 2025년 4월 지구 공전방향과 주기와 같은 궤도로 태양과 항상 일정한 각도를 유지할 수 있는 태양동기궤도로 발사돼 약 2년 6개월의 임무기간 동안 전체 하늘을 탐사관측할 계획이다. 약 20억개의 천체들에 대한 개별 분광 자료를 획득할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

이에 천문연은 스피어엑스 망원경의 성능을 지상에서 정밀하게 시험할 수 있는 극저온 진공챔버를 개발했다.

스피어엑스 검교정 장비 개발에 참여한 연구진 - 한국천문연구원 제공

이번에 개발한 진공챔버는 스피어엑스가 맞닥뜨릴 영하 220도 이하의 극저온 진공상태를 구현했다. 스피어엑스 망원경을 챔버에 넣고 사진을 촬영해 초점이 제대로 맞는지 검증하고 사진의 각 부분에서 특정 파장에서 어떤 색깔을 보이는지 측정하는 역할을 하게 된다.

천문연과 스피어엑스 연구팀은 내년 상반기 중에 칼텍에서 망원경 광학성능을 검증하는 검교정 시험을 진행할 계획이다.

한국측 연구책임자인 정응섭 천문연 박사는 “제임스웹 우주망원경은 ‘좁은’ 지역을 정밀하게 관측할 수 있고, 스피어엑스는 ‘넓은’ 지역의 기본적인 물리적 특성을 제공하는 망원경”이라며 “극저온 상태에서 우주망원경의 초점을 유지하는 것은 대단히 중요하며 이번에 개발한 진공챔버는 스피어엑스의 정확도와 작동에 있어서 중요한 역할을 할 것”이라고 설명했다.

유용하 기자

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