韓 '우주망원경' 역량 인정···NASA 차기 미션 참여한다

2800억원 규모 NASA 중형 프로젝트 'SPHEREx'에 국제 협력 파트너로 유일 선정
전 우주에 대한 영상과 분광 관측 동시 수행
"국내에서는 플랫폼이 부족해 주로 소형위성을 활용했습니다. 지난 2007년 과학기술위성 3호를 시작으로 축적한 기술력과 경험을 NASA에서 인정한 결과라고 봅니다."(정웅섭 한국천문연구원 책임연구원)

"우주의 신비를 파헤치려는 미국의 우주 기반 임무를 확장하는 것 뿐만 아니라 균형잡힌 과학 프로그램을 진행하기 위한 중요한 임무가 될 것입니다."(Jim Bridenstine NASA 국장)

천문연이 NASA와 중형우주망원경을 공동으로 개발한다. '2800억원' NASA의 차기 중형 임무에서 국제 협력 파트너로 유일하게 참여하게 되면서 국가 우주망원경 개발 역량을 인정 받았다.

한국천문연구원(원장 이형목)은 차세대 소형위성 1호 과학 탑재체인 광시야 적외선 영상과 분광 관측을 동시 수행할 수 있는 NISS(근적외선 영상·분광기)를 개발해 이로부터 얻은 초기 영상들을 공개했다. 

천문연은 그동안 축적한 적외선 우주 관측 기술과 국제협력을 바탕으로 NASA에 제안한 전천 적외선 영상·분광 탐사를 위한 적외선 우주망원경 SPHEREx가 최종 선정돼 천체물리학 분야의 새로운 대규모 관측 자료들을 제공할 수 있게 됐다.

NISS는 천문연 연구진이 세계 최초로 광시야로 적외선 분광과 영상을 동시에 관측할 수 있도록 개발한 우주망원경이다. 차세대 소형위성 1호 과학탑재체로 지난해 12월 12월 미국 스페이스 X사 로켓으로 발사됐다.

현재 100평방도 이상의 넓은 하늘 영역에서 저분산 분광과 영상 자료를 동시에 얻는 적외선 영상 분광 관측을 수행하고 있다. 이와 함께 분광 장비 테스트, 시험 영상 촬영 등 초기 성능 검증이 실시되고 있다. 초기 운영 이후에는 주요 관측 임무인 가까운 은하와 우리 은하 내에서의 별 탄생 연구, 적외선 우주배경복사 연구 등에 활용될 예정이다.

연구진은 NISS로 확보한 적외선  우주관측기술을 활용해 Caltech(미국 캘리포니아공대)과 이 개념을 확장한 SPHEREx를 NASA 중형미션에 제안했다. 

NASA에 의하면 지난 2016년 9월 새로운 미션을 공고하며, 이를 포함한 9개 제안서가 접수됐다. 이듬해 8월 이중 2개 미션이 선정됐다. 이어 14일(한국시간) 새벽 NASA가 차기 중형 프로젝트로 SPHEREx를 최종 승인했다.

전체 프로젝트 예산은 2800억원으로, 오는 2023년 발사해 2년동안 임무가 진행된다. 

SPHEREx는 NISS와 같은 적외선 영상 분광 기술을 이용해 전 우주에 대해 영상과 분광 관측을 동시에 수행하면서 약 14억 개 천체들의 개별 분광 정보를 획득한다. 

이를 통해 거대 우주구조, 적외선 우주배경복사의 기원, 생명의 기원이 되는 우리 은하 안의 얼음분자 탐사와 같은 주요 과학 연구를 수행할 예정이다.

기본 분광 정보를 확인한 특이 천체들은 한국이 개발에 참여하고 있는 거대마젤란망원경(GMT)과 운영에 참여하는 아타카마 대형 밀리미터·서브밀리파 간섭계(ALMA)를 활용해 후속 연구도 진행할 계획이다. 

연구 책임자는 제임스 보크(James Bock) Caltech 교수가 맡는다. NASA JPL이 임무 관리를 담당한다. 볼에어로스페이스(Ball Aerospace)가 우주선을 제공하고, 천문연이 시험장비와 과학적 분석을 담당한다.  

정웅섭 천문연 박사는 "한국에서 개발한 적외선 우주 관측 기술로 구현된  우주 관측기기를 활용한 과학연구가 진행되고, NASA의 중형 우주 미션에서 기술적으로 활용된다는 점에서 의미가 있다"며 "SPHEREx로 전 하늘영역에서 적외선 영상·분광 탐사가 이뤄진다면, 천문연이 참여하는 거대 지상 관측 프로젝트와 시너지도 기대할 수 있을 것"이라고 말했다. 

이형목 천문연 원장은 "천문연이 관련 연구를 지난 10여 년 이상 꾸준히 진행한 노력의 산물"이라면서 "한국의 우주망원경 개발 능력이 높은 수준에 올라와 있음을 보여준다"고 강조했다. 

NASA 중형 미션으로 선정된 전천 적외선 영상분광기 SPHEREx.<사진=한국천문연구원 제공>NASA 중형 미션으로 선정된 전천 적외선 영상분광기 SPHEREx.<사진=한국천문연구원 제공>

적외선 영상분광 탐사로 얻을 수 있는 예상 적외선 영상들.<자료=한국천문연구원 제공>적외선 영상분광 탐사로 얻을 수 있는 예상 적외선 영상들.<자료=한국천문연구원 제공>
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