"허블보다 100배 넓게 본다"…NASA '로먼 망원경' 발사 성공

NASA 차세대 우주망원경 30일 오후 8시26분 발사…160만㎞ 밖 궤도로 순항

160만㎞ 밖 L2 향해 독립비행…3개월 시운전 뒤 내년 초 첫 영상

암흑물질·암흑에너지와 외계행성 탐색…하루 1.4TB 관측자료 생산

우주 공간으로 향한 미 항공우주국(NASA)의 '낸시 그레이스 로먼 우주망원경' 상상도. (사진=NASA) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]윤현성 기자 = 허블 우주망원경보다 최소 100배 넓은 시야로 암흑물질과 암흑에너지의 실체를 추적할 차세대 우주망원경이 지구를 떠났다.

미 항공우주국(NASA)의 '낸시 그레이스 로먼 우주망원경'은 30일 오후 8시26분(한국시간) 미국 플로리다주 케네디우주센터 39A 발사장에서 스페이스X의 팰컨헤비 로켓에 실려 발사됐다.

NASA에 따르면 팰컨헤비 2단 엔진은 이날 오후 8시55분 두 번째이자 마지막 연소를 마쳤다. 로먼 망원경은 오후 8시56분 NASA 추적·데이터중계위성을 통해 지상과 통신을 확보한 뒤 오후 8시58분 로켓 2단에서 분리돼 독립 비행에 들어갔다.

NASA는 오후 9시9분 발사 생중계를 마치면서 로먼 망원경의 발사와 2단 분리가 성공했다고 공식 확인했다. 현재 로먼은 지구에서 약 160만㎞ 떨어진 태양·지구 제2라그랑주점(L2)을 향해 비행하고 있다.

NASA는 분리 후 30분 안에 태양전지판 겸 태양차폐막을 펼칠 예정이라고 설명했다. 로먼에 탑재된 태양전지판은 모두 6개로, 이 가운데 외부 패널 4개가 우주에서 펼쳐져 전력을 공급하고 망원경을 태양열로부터 보호한다.

허블과 같은 2.4m 주경에 100배 넓은 시야…우주를 '파노라마'로 관측

로먼 망원경은 허블과 같은 지름 2.4m의 주경을 장착했지만 한 번에 관측할 수 있는 영역은 최소 100배 넓다. 특정 천체를 깊고 정밀하게 들여다보는 허블·제임스웹 우주망원경이 '망원 렌즈'라면 로먼은 넓은 우주를 한꺼번에 훑는 '광각 렌즈'에 가깝다.

주력 장비인 광시야관측기(WFI)는 3억 화소 적외선 카메라다. 허블과 비슷한 각분해능을 유지하면서도 한 장의 사진에 보름달보다 넓은 하늘을 담을 수 있다.

로먼 망원경의 관측자료 수집 속도는 허블보다 최대 1000배 빠르며 5년간의 기본 임무에서 약 20페타바이트(PB)의 자료를 생산할 전망이다. 하루 평균 지구로 전송하는 관측자료만 약 1.4테라바이트(TB)에 달한다.

로먼의 핵심 임무는 우주 전체의 약 95%를 차지하지만 정체가 규명되지 않은 암흑물질과 암흑에너지를 조사하는 것이다. 수억개 은하의 위치와 형태, 중력에 의해 빛이 휘는 약한 중력렌즈 현상 등을 관측해 우주의 3차원 지도를 만든다. 우주 팽창 속도가 시대에 따라 어떻게 달라졌는지도 추적한다.

은하 중심부의 수억개 별을 반복 관측해 외계행성도 찾는다. 별에 묶이지 않고 우주를 떠도는 '떠돌이 행성'부터 태양계 행성과 유사한 행성계까지 기존 망원경이 포착하기 어려웠던 천체가 주요 탐색 대상이다.

별빛을 가리고 주변 행성의 희미한 빛을 직접 촬영하는 코로나그래프도 탑재됐다. 이는 지구와 유사한 외계행성을 직접 촬영할 차세대 '거주가능세계 관측소(HWO)'에 활용될 핵심 기술을 우주에서 검증하는 역할을 맡는다.

제임스웹과 같은 L2로…90일간 장비 전개·보정 거쳐 과학 관측

로먼이 향하는 L2는 지구에서 약 160만㎞ 떨어진 지점으로 제임스웹 우주망원경도 이곳을 중심으로 태양을 공전하고 있다. 태양과 지구의 중력이 균형을 이루는 데다 지구·태양·달에서 발생하는 열의 영향을 줄일 수 있어 적외선 우주망원경을 운용하기에 유리하다.

NASA는 앞으로 약 90일간 로먼의 장비 전개와 궤도 보정, 성능 시험을 진행한다. 발사 후 수일 안에 통신 안테나와 망원경 입구 덮개를 펼치고 중간 궤도수정 기동을 실시한다. 코로나그래프에 이어 약 2주 뒤에는 광시야관측기를 가동해 각종 교정 시험에 착수한다.

로먼은 이 과정을 마친 뒤 L2 주변의 최종 궤도에 진입한다. NASA는 이르면 2027년 초 로먼이 촬영한 첫 영상을 공개할 예정이다. 기본 임무 기간은 5년이며 추가로 5년간 운용하는 것이 목표다. 관측자료는 처리 과정을 거쳐 전 세계 연구진에게 공개된다.


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