'스파이 위성' 부품이 '로먼 우주망원경'으로…NASA, 30일 발사

25일(현지시간) 낸시 그레이스 로먼 망원경이 페어링에 탑재돼 미국 항공우주국(NASA) 케네디우주센터의 탑재체 위험물 처리시설에서 39A 발사단지의 스페이스X 격납고로 이동하고 있다. NASA 제공

미국 항공우주국(NASA)의 차세대 우주망원경 '낸시 그레이스 로먼 우주망원경(이하 로먼 망원경)'이 한국시간으로 30일 오후 8시 26분(한국시간) 발사된다.

NASA는 29일(현지시간) 로먼 망원경이 미국 플로리다 케네디우주센터 39A 발사장에서 스페이스X의 팰컨 헤비 로켓에 실려 발사될 예정이라고 밝혔다.

로먼 망원경은 허블우주망원경과 같은 2.4m급 주거울을 갖췄지만 한 번에 보는 하늘 면적은 허블보다 최소 100배 넓다. 넓은 우주를 빠르게 훑는 적외선 탐사에 특화됐다.

주거울은 미국 국가정찰국(NRO)의 첩보 위성용으로 제작됐다가 쓰이지 않아 NASA로 이전됐다. 스파이 위성 기술이 우주를 보는 새 창으로 변신한 셈이다.

로먼 망원경은 발사 후 지구에서 약 160만km 떨어진 태양-지구 제2라그랑주점(L2)으로 이동한다. L2는 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 지점으로 비교적 적은 연료로 안정적인 궤도를 유지할 수 있다. 지구가 시야를 크게 가리지 않아 넓은 하늘을 지속적으로 관측할 수 있고 지구의 열과 빛 영향이 적어 적외선 관측에 필요한 저온 환경을 유지하기 용이하다.

로먼 망원경은 5년간 기본 임무를 수행하고 최대 10년간 운용하는 것이 목표다. 주요 임무는 암흑물질과 암흑에너지의 성질을 밝히고 수십억개 은하와 별을 관측하는 것이다. 암흑에너지는 빅뱅 이후 우주를 팽창시키는 원동력으로, 암흑물질은 질량이 있어 천체의 움직임을 설명하는 개념으로 제시된다.

우주에서 임무를 수행하는 낸시 그레이스 로먼 우주망원경 예상도. NASA 제공

구체적으로 초신성·은하 분포·중력렌즈 효과를 이용해 우주 팽창이 어떻게 변해왔는지 추적하고 암흑에너지가 일정한지, 시간에 따라 달라졌는지 검증할 단서를 제공할 것으로 기대된다.

외계행성 탐색도 핵심 임무다. 로먼 망원경에 탑재된 특수 카메라인 코로나그래프는 시야의 중심에 있는 별을 가려 인공적으로 일식과 같은 현상을 일으키면서 외계행성의 영상을 직접 관측한다.

우리은하 중심부의 별들을 장기간 감시해 앞을 지나가는 별이나 행성의 중력 때문에 뒤쪽 별빛이 잠시 밝아지는 미시중력렌즈 현상을 분석하면 기존 방식으로 찾기 어려운 외계행성을 찾을 수 있다. 로먼 망원경은 10만개 이상의 외계행성을 발견할 수 있을 것으로 기대된다.

문홍규 한국천문연구원 우주과학탐사본부 책임연구원은 "로먼 망원경의 주임무는 암흑에너지와 암흑물질의 성질을 밝히고 외계행성을 조사하는 것이지만 역할은 거기서 끝나지 않는다"며 "임무 기간 동안 소행성대 소행성 수십만 개, 카이퍼벨트 천체 수천 개, 근지구천체 1000개 이상을 발견해 그 특성을 규명하게 될 것"이라고 설명했다.

로먼 망원경의 첫 영상은 보정과 시운전 뒤 2027년 초 공개될 예정이다. 실제 암흑에너지 논쟁과 외계행성 통계에 답을 내기까지는 수년 간의 대규모 자료 축적과 분석이 필요할 것으로 전망된다.

박병곤 한국천문연구원 대형망원경센터 책임연구원은 "향후 한국이 참여하는 거대마젤란망원경(GMT) 같은 지상 초거대 망원경이 완공되면 지상의 가시광선 초고분해능 분광 관측과 우주의 적외선 관측이 협업해 우주의 신비를 밝히는 데 더욱 큰 기여를 할 것"이라고 밝혔다.

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]