천문연, NASA와 세계 최초 전천 영상분광 탐사 '우주망원경' 만든다

[이데일리 강민구 기자] 한국이 미국과 함께 차세대 우주망원경 개발 사업에 참여한다. 전체 하늘에 대한 영상분광 탐사를 위해 세계에서 처음 추진되는 사업으로 우주의 3차원 공간 정보를 얻고, 행성계 탐사 등에 성과를 창출할 수 있을 것으로 기대를 모은다.

과학기술정보통신부와 한국천문연구원은 6일 NASA 제트추진연구소, 미국 캘리포니아공대와 공동개발하는 우주망원경 SPHEREx 제작에 착수했다고 이날 밝혔다.

SPHEREx 우주망원경 개념도.(자료=SPHEREx 홈페이지)

6일 NASA 승인에 따라 SPHEREx가 제작에 착수해 오는 2024년 태양동기궤도로 발사돼 약 2년 6개월 동안 4회 이상의 전천 분광 탐사 임무를 수행할 예정이다.

SPHEREx는 ‘전천(全天) 적외선 영상분광 탐사를 위한 우주망원경’으로 지상에서 지구 대기 손실로 관측하기 어려운 적외선 천체 관측이 가능하고, 영상분광 기술을 적용해 전 우주를 102개의 색깔로 관측할 수 있다.

SPHEREx에는 천문연이 차세대 소형위성 1호의 과학탑재체 NISS에 처음 적용한 선형분광필터를 사용한다. 앨런 파링턴 NASA JPL 박사는 “영화사에서 흑백 영화에서 컬러 영화로 전환된 시기의 촬영기법처럼 SPHEREx의 전천 우주 영상분광 관측은 천체물리 역사에 한 획을 그을 획기적인 시도”라고 설명했다.

SPHEREx는 이러한 관측 기술을 통해 전 우주에 존재하는 약 20억 개에 달하는 개별 천체들의 전천 분광 목록을 작성할 예정이다.

향후 관측영상과 각 천체의 방출 스펙트럼을 재구성하면 우주의 3차원 공간 정보를 얻을 수 있다. 빅뱅 직후 우주 급팽창에 의한 우주생성 이론과 은하 형성·진화의 정보를 담은 적외선 우주배경복사의 비밀을 풀 수 있다. 또 우리은하와 우주에 얼음상태로 존재하는 물과 이산화탄소 등의 분포 지도를 작성하여 지구와 같이 생명체가 존재할 수 있는 행성계 탐사 연구에 활용할 수 있다.

SPHEREx의 제작·운용에는 주관기관인 캘리포니아공대를 포함해 NASA 제트추진연구소, Ball Aerospace 등 12개의 기관이 참여한다. 천문연은 미국 기관이 아닌 국제기관으로 유일하게 참여한다.

천문연은 망원경의 우주환경시험에 사용될 극저온 진공 챔버 개발과 시험을 주도하고, 관측자료 분석 소프트웨어 개발, 핵심 과학연구에 참여할 예정이다.

정웅섭 천문연 박사는 “과거 차세대 소형위성 1호 과학탑재체인 NISS의 독자 개발 경험이 밑거름이 돼 SPHEREx 공동개발에 유일한 국제 연구기관으로 참여한다”며 “이번 공동개발을 통해 연구진이 세계 최고 수준의 우주망원경 개발에 대한 자신감을 얻었다”고 했다.

이창윤 과기부 거대공공연구정책관은 “영상분광 관측기술은 SPHEREx 우주망원경 개발뿐 아니라, 자원탐사, 기후, 자연재해 감시 등 다양한 분야에 활용될 수 있는 최첨단 기술”이라며 “미래 우주개발을 선도할 핵심 기술 확보를 위해 세계적 수준의 연구기관과 공동연구를 확대할 계획”이라고 했다.