제임스웹 우주망원경, 24일 발사…"허블과 어떻게 다를까" [우주로 간다]

제임스웹 우주망원경(JWST)이 크리스마스 이브인 24일 프랑스령 가이아나 우주센터에서 발사된다.

씨넷을 비롯한 외신들에 따르면 미국 항공우주국(NASA)은 오는 24일 오전 7시 20분(동부 표준시, 우리나라 시간 24일 오후 9시 20분)에 제임스 웹을 발사한다고 밝혔다. 제임스웹은 당초 지난 18일 발사 예정이었으나, 예기치 않은 진동이 발생해 22일로 연기됐다. 

이후 발사체와 망원경의 통신 문제가 생기며 한 차례 더 발사 일정이 미뤄졌다. 

우주에서 거울과 가림막을 펼친 제임스웹 우주망원경을 보여주는 렌더링 (사진=NASA)

그 동안 과학자들은 허블 우주망원경을 통해 다양한 우주의 모습을 확인할 수 있었지만, 무한한 우주의 영역은 아직도 인간에게는 미지의 영역으로 남아있었다. 지금으로부터 약 20년 전 제임스 웹 개발이 시작됐고, 약 100억 달러(약 11조 9000억원)가 투입된 차세대 망원경의 발사일이 점점 다가오고 있다.

제임스 웹 우주망원경은 NASA와 유럽우주국, 캐나다우주국과 함께 진행하는 공동 프로젝트다.

제임스 웹, 허블보다 관측 성능 100배 뛰어 나

제임스웹 우주망원경의 모습 (영상=NASA 고다드 우주비행센터)

제임스웹은 허블과 같은 대형 우주 망원경이지만 허블과는 많은 점에서 다르다. 허블은 고도 537~541km의 지구 저궤도를 돌지만, 제임스 웹은 이보다 훨씬 먼 150만km 떨어진 ‘라그랑주 L2’ 지점에 설치돼 우주를 관찰하게 된다.

허블의 주경 지름은 2.4m 정도지만 제임스 웹의 주경은 지름이 6.5m로 3배정도 크며, 이 거울은 최적의 빛 수집을 위해 18개의 벌집 형태로 나눠서 구성됐다.

제임스웹 우주망원경이 지구에서 마지막으로 거울을 펼친 모습 (사진=NASA)

또, 허블은 우리 눈에 보이는 가시광선, 근적외선 스펙트럼을 관찰하지만, 제임스웹은 주로 적외선을 감지하도록 설계됐다. 적외선 관측을 위해 제임스웹은 상온에서 작동되는 허블과 달리 낮은 온도를 유지하며, 뜨거운 태양 빛을 막기 위해 가로 21m 세로 14m에 달하는 태양 가림막도 설치된다.

NASA는 제임스 웹이 금으로 도금된 거대 거울과 적외선 관찰 도구를 사용해 허블보다 관측 성능이 약 100배 더 뛰어나다고 밝혔다. 제임스 웹에는 분광계를 결합한 특수 카메라가 달려 있어 목성의 위성에 있는 작은 빛을 감지할 만큼 강력하다. 이는 최대 1000광년 거리에 있는 행성에서 산소 분자를 확인할 수 있는 성능으로 알려졌다.

핵심 장비는 근적외선 카메라, 발사 1달 후 목표 지점에 안착

제임스웹 망원경에서 가장 중요한 장비는 근적외선 카메라(NIRCam)다. 연구팀의 일원인 록히드 마틴 앨리슨 노드(Alison Nordt) 이사는 "근적외선 카메라가 작동하지 않으면 망원경도 작동하지 않는다”고 밝혔다.

제임스 웹 망원경을 태양 빛으로부터 보호하는 가림막 (사진=노스 그루먼 항공우주시스템)

발사 후 망원경은 하루 안에 로켓에 분리돼 태양 전지판을 배치한 후 통신 안테나를 가동해 지구에 통신을 보낼 예정이다. 이후 망원경은 태양 가림막을 펼쳐 태양과 지구의 열으로부터 망원경을 보호하게 된다.

앨리슨 노드는 "이 작업이 우주 궤도에서 가장 큰 도전 중 하나일 수 있다"며, "태양 가림막이 작동하지 않으면 온도가 낮지 않아 감지기 중 어느 것도 작동하지 않는다"고 설명했다.

이후 망원경은 태양광으로 동력을 얻어 목표 지점까지 약 한 달간 날아가게 된다. 이 과정에서 접혀 있던 거울을 펼치고 벌집구조의 거울을 맞추는 작업도 진행된다. 그는 제임스웹이 보낸 최초 데이터가 내년 5월경 지구에 도착할 것으로 예상했다.