왜 3천억 들여 우주에 망원경 쏴 올릴까

NASA 새 우주망원경 발사…“대기 없어 선명”

미국 항공우주국(NASA)이 2019년 지구에서 150만km 이상 떨어진 우주의 라그랑주 점(케플러운동을 하는 두 천체가 있을 때, 그 주위에서 중력이 0이 되는 5개의 점)에 허블 우주망원경을 대체할 제임스 웹 우주망원경을 설치하기 위해 로켓을 우주로 쏴 올릴 예정이다.

허블 우주망원경의 개발 계획 비용은 당초 3억 달러(약 3천270억원)였는데, 임무를 인계할 제임스 웹 우주망원경도 비싼 운용비가 들 예정이다.

그런데 왜 이런 높은 비용을 들여 천체 망원경을 지상이 아닌 로켓으로 우주에 발사하는 것일까. 이에 대한 궁금증을 풀어주는 동영상이 공개돼 관심을 모은다.

일본 IT매체인 기가진과 미닛피직스 유튜브 채널이 공개한 동영상에 따르면 우리가 땅에서 천체 망원경으로 별을 보려고 하면 렌즈에 비친 별은 흐릿하게 나타난다. 흐릿하게 보이는 가장 큰 원인은 공기, 즉 대기 때문이다.

(이미지=미닛피직스 유튜브 채널 동영상 캡처)

지상에서 우주를 관측하려고 하면 대기에 포함된 구름과 연기, 안개 등이 빛을 차단해 버린다. 하늘이 깨끗이 개어 있다고 해도 공기 자체가 거의 빛의 파장을 차단해 버리기 때문에 지상에서 관측하는 것은 우리 눈에 보이는 빛(가시광선)과 적외선 일부, 그리고 전자파 등이다.

또한 낮에는 대기에 포함된 공기 분자가 가시광선을 반사하고 별의 빛을 지워버린다. 밤에도 달빛과 인간이 만들어낸 빛이 공기 분자에서 반사돼 멀리 떨어진 별과 매우 어두운 별, 은하 등의 빛을 흐리게 만든다. 아울러 대기 자체가 모자이크처럼 별 관측을 방해한다. 대기는 또 공기와 열의 영향으로 항상 움직여 별에서 나오는 빛을 구부러뜨린다.

즉 태양이 떠 있을 때는 햇빛과 구름, 밤에는 달빛과 인공 빛이 지상의 천체 망원경을 가리는 장애물이 되는 것이다. 이에 대기가 없는 우주에 망원경을 설치하는 것이다.

우주에 천체 망원경을 두는 또 다른 이유는 24시간 관측할 수 있다는 점이다. 또 지구에서 거리를 둬 지구가 열로 방출하는 적외선의 영향을 피하고 망원경 본체의 온도를 낮게 낮출 수 있다.

이렇게 하면 적외선 빛을 이용한 관측의 정확도를 높일 수 있게 된다. 제임스 웹 우주망원경은 지구에서 150만km 떨어진 곳에 설치될 예정이다.

우주망원경은 우주에 설치되기 때문에 여러 문제점도 있다. 로켓 크기보다 작아야 하며, 운용비 또한 고가다. 2019년 설치될 제임스 웹 우주망원경은 데이터 센터 등을 포함해 10년 간 운영비가 88억3천500만 달러(약 9조6천400억원)가 들 것으로 추산된다.

로켓에 실어야 하므로 유지 보수를 위한 인원 수송에도 많은 비용이 들어간다. 과거 몇 차례 열린 허블 우주망원경의 수리, 개조의 경우 미국 의회의 의제가 될 정도로 거액의 비용을 들여 우주왕복선이 사용됐다.

그러나 우주에 천체 망원경을 놓으면 멋진 은하와 별들에서 나오는 많은 빛을 선명하게 관찰할 수 있다. 특히 지상에 설치된 망원경으로는 볼 수 없는 빛까지 관찰이 가능하다.