[김민재의 우주 과학 이야기] 허블, 불가능에 도전하다 〈1111호(개강호)〉
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[김민재의 우주 과학 이야기] 허블, 불가능에 도전하다 〈1111호(개강호)〉
  • 김민재 과학칼럼니스트
  • 승인 2023.02.27 22:16
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김민재 과학칼럼니스트minjae.gaspar.kim@gmail.com
김민재 과학칼럼니스트minjae.gaspar.kim@gmail.com

허블 우주망원경은 1990년 4월 지구를 떠나 궤도에 성공적으로 안착했다. 따라서 1990년대 중반부터 2000년대에 태어난 세대를 일컫는 Z세대보다도 나이가 많은 망원경이다. 렌즈의 구경만 해도 2.4미터이며, 우주망원경의 길이는 13미터에 달하기에 당시에도 매우 거대한 망원경이었다.

발사 직후 첫 관측 사진을 확인한 미 항공우주국(NASA)은 광학 장치에 문제가 있음을 발견했다. NASA 허블 우주망원경 팀은 우주 왕복선을 보내서 주경을 수리할 계획을 세웠고 이를 통해서 우주망원경이 수리를 거듭하며 업그레이드될 수 있다는 새로운 콘셉트의 우주 관측 방법을 제시하게 된다. 현재 인류 역사상 가장 강력한 제임스 웹 우주망원경이 지구로부터 먼 거리에서 우주를 관측하고 있기에 수리가 불가능한 망원 경임을 고려하면, 허블 우주 망원경은 이론적으로 더 업그레이드가 가능한 유일한 우주망 원경이다. 위 수리 덕분에 허블 우주망원경의 과학 장비들은 처음 발사 당시와 대부분 달라지게 되었다. 발사 당시 허블 우주망원경이 간직하고 있던 과학 장비는 총 3개의 미세 유도 센서(Fine Guidance Sensor)뿐이며, 가장 중요한 광시야 카메라도 교체된 상태이다.

허블의 후계자라고 불리는 제임스 웹 우주망 원경이 발사되며 성공적으로 우주 관측을 수행하고 있는 현재에도 허블은 여전히 건재하다. 또한, 2026년 발사 계획되고 있는 낸시 그레이스 로만 우주망원경은 가시광선과 적외선을 관측할 수 있기에 완벽한 허블의 대체자에 가깝다. 본래는 위 우주망원경이 성공적으로 발사되는 2026년에 허블의 대기권 추락 소멸이 계획되어 있었다. 하지만 현재 성공적으로 우주를 관측하 고 있는 허블 우주망원경은 최소 2030~2040년 까지 우주를 더 관측하고 연구할 전망이다.

이처럼 불가능에 도전하고 있는 허블 우주 망원경은 지금 당장 은퇴해도 아쉽지 않을 만 큼의 엄청난 성과를 남긴 우주망원경이다. 대 기권의 간섭을 받지 않는 지구 궤도에서 우주 를 관측하는 허블 우주망원경은 우리 눈으로 관측할 수 있는 가시광선을 주로 이용한다. 이 때문에 우리 눈으로 볼 수 있는 매우 아름다운 우주의 모습 그대로를 보여주고 있다. 우주를 사랑하는 사람들이라면 최소한 한 번쯤 허블 우주망원경이 촬영한 우주에 감탄해 보았을 것이다. 우리가 가장 좋아하는 우주 사진 중 하나인 말머리성운이나 창조의 기둥 등은 허블 우주망원경이 우리에게 선물한 가장 아름다운 우주의 일부이다.

2020년 기준으로 허블 우주망원경 데이터를 기반으로 작성된 논문은 15,000개를 훌쩍 넘으며, 대부분의 천문학자는 최소 한 번쯤은 허블 우주망원경의 데이터를 사용하며 연구에 이용하고 분석했다. 이를 통해서 오랜 천문학의 여러 문제들도 해결되었다. 가장 중요한 허블 우주망원경의 발견으로, 허블 우주망원경의 이름처럼, 허블 상수의 값을 더욱 정확하게 산출해냈다는 점을 들 수 있다. 허블 우주망원경이 발사되기 전까지는 허블 상수에 대해서 상당히 높은 오차 수치를 보이는 결과만을 알고 있던 인류는 허블 우주망원경 덕분에 우주에 대한 많은 궁금증을 해소할 수 있었다.

과학적 결과 이외에도 허블 우주망원경은 기술적으로도 새로운 우주망원경의 지평을 열었다. 허블 우주망원경은 항공 우주 공학, 특히 저궤도(LEO) 시스템의 성능 향상과 관련된 수 많은 연구에 엄청난 기여를 한 망원경이며, 여러 유지보수와 소프트웨어 업그레이드를 통해서 새로운 기술 개발에도 크게 기여했다.

물론 우리는 아직도 허블이 필요하다. 최근 허블 우주망원경의 민감도는 계획했던 수준에 완벽히 도달했으며, 이를 통해 관측할 수 있는 우주는 제임스 웹 우주망원경의 그것 못지않기 때문이다. 또한, 자외선, 가시광선, 그리고 적외선 모두를 관측할 수 있는 허블 우주망원경은 여전히 엄청난 잠재력을 지니고 있다. 각 대역의 전자기파는 생성 방식, 물질 및 천체와 상호 작용하는 방식 등의 서로 다른 특징을 보이고 있기에, 허블 우주망원경과 같이 서로 다른 파장 대역에서 천체를 관측하여 비교하면, 우주공간에 어떤 물질이 존재하는지, 또 어떤 상호작용을 거치며 진화하는지 연구할 수 있다. 허블이 보여줄 앞으로의 우주가 더 기대되는 이유이다.



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