[이광식의 천문학+] 주경 완성! 제임스웹 우주망원경, 모든 전개작업 완료

전 세계 천문학자와 우주 팬이 안도의 한숨을 내쉬었다. 제임스웹 우주망원경의 복잡한 전개작업이 완벽하게 마무리되었기 때문이다. 100억 달러(한화 약 12조원)가 투입된 미 항공우주국(NASA)의 웹 망원경은 1월 8일(이하 미국동부시간) 거대한 주경의 두 번째 '날개'를 펼쳐서 주경의 단일 집광표면을 완성함으로써 길고도 위험했던 모든 전개작업을 완벽하게 매조졌다.

오전 10시 30분 직전에 마지막 거울 부분이 제자리에 고정되었다. 3시간도 채 안 된 오후 1시 17분, 미국 메릴랜드주 볼티모어에 있는 관제센터에서 환성과 하이파이브가 터지면서 웹 망원경의 완전한 탄생을 축하했다.

NASA 과학담당 부국장인 토마스 주부큰은 마지막 이정표가 세워진 뒤 웹 팀에 "우리는 궤도에 망원경을 배치했다"라고 선포하면서 "세상에서 한 번도 본 적이 없는 놀라운 망원경이다"라고 감개무량해했다. 메릴랜드주 볼티모어에 있는 우주망원경 과학연구소에서 라이브로 웹캐스트를 진행한 NASA 천체물리학자 미셸 탈러는 "나는 지금 가슴에서 이런 종류의 빛이 느껴진다. 주경의 크기는 웹과 인류에게 빅뱅이 시작된 지 불과 1억 년 후의 우주를 볼 수 있는 기회를 줄 것"이라고 밝혔다.

웹은 지난 크리스마스 날 남미의 유럽 우주공항에서 발사되어 우주 최초의 별과 은하를 관찰하고 흥미로운 외계행성의 대기를 탐색해 생명체의 증거가 될 수 있는 흥미로운 화학물질의 발견에 나선다.

웹은 우리가 열로 느끼는 파장인 적외선으로 우주를 볼 수 있도록 최적화되어 있다. 망원경의 광학장비와 기구는 이러한 희미한 열 신호를 포착하기 위해 극도로 차갑게 유지되어야 한다. 따라서 웹은 햇빛을 차단하는 테니스장만 한 크기의 5겹 차광막을 자랑한다. 차광막의 구조 속에는 140개의 이탈장치와 70개의 힌지 조립체, 400개의 도르래 장치, 총 400m의 케이블 90개와 8개의 전개 모터가 있으며, 이 모두가 5장의 펼침막이 계획대로 전개되도록 작동해야 한다. 발사 3일 만에 시작해 일주일 정도 걸린 차광막 전개 기간 이 모든 부품은 완벽하게 작동했다.

거울을 적절한 위치에 고정함으로써 웹의 복잡한 기본 전개 단계는 종료되었다. 다음 주요 이정표는 발사 후 29일 동안 예정된 엔진 분사로, 웹은 최종 목적지인 태양-지구 라그랑주 2지점(L2) 주위의 궤도에 진입하게 된다. 지구로부터의 거리는 지구-달 거리의 약 4배인 150만㎞이다. 웹 팀원들은 망원경이 L2에 도착한 후에도 여전히 할 일이 많다. 예컨대, 웹의 주경 18개를 정확하게 정렬하여 각 낱개 거울이 단일 집광 표면으로 기능하도록 하는 고난도 작업이 기다리고 있다. 거울 정렬은 150㎚(10억분의 1m)의 정확도까지 완벽해야 한다. 이 작업은 5개월 정도 소요될 것으로 예상된다. 참고로, 종이 한 장의 두께는 약 10만㎚다.

정기적인 과학 작업은 발사 후 6개월 후인 2022년 6월 말이나 7월 초에 시작될 것으로 예상된다. 그 후 최소 5년 동안 웹은 우주 최초의 별과 은하를 연구하고, 주변 외계행성의 대기에서 생명체 흔적인 화합물을 찾는 등 다양한 관측 활동을 수행하게 된다. 계획 활동 기간은 10년이지만, 상황이 허락하면 수명을 그 이상으로 연장할 수 있을 것으로 기대된다. 

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com