[이광식의 천문학+]제임스웹 우주망원경, 마침내 최종 목적지에 도착

제임스웹 우주망원경이 마침내 최종 목적지인 '우주 주차구역' L2에 도착했다.

미 항공우주국의 제임스웹 망원경은 1월 24일( 이하 미국동부시간), 거의 100만 마일의 우주공간을 주파한 끝에 드디어 최종 목적지에 도착했다.

역사상 가장 강력한 우주망원경인 제임스웹은 2021년 12월 25일, 우주와 우리 우주의 초창기 모습을 탐색하기 위해 지구를 떠났다. 100억 달러(한화 약 12조원)가 투입된 제임스웹은 성공적인 발사 후 차광막 전개 등 다양한 시스템과 구조를 전개해가면서 중력적으로 안정된 태양-지구 라그랑주 2지점(L2)까지 150만km 이상을 여행했다. 발사된 지 30일 만으로 예상보다 하루 지체된 셈이다.

​"웹, 집에 온 걸 환영해!" NASA 국장 빌 넬슨은 기관 블로그 게시물에서 기쁨과 기대를 표했다. "오늘 웹이 L2에 안전하게 도착할 수 있도록 땀흘려 노력한 팀에 축하를 보냅니다. 우리는 우주의 신비를 밝히는 데 한 걸음 더 다가섰습니다. 그리고 이번 여름 우주에 대한 새로운 관점을 웹이 보여주길 고대합니다 !"​ 

제임스웹은 지난 30일 동안 차광막과 기타 주요 부품을 조심스럽게 전개해왔다. 지난 1월 19일에 망원경은 주경을 구성하는 18개의 금도금 벌집형 거울 배치를 완료했다. 

웹의 전체 전개작업은 지상관제소에서 손에 땀을 쥐게 하는 과정의 연속이었다. 이들 전개에는 수백 군데의 잠재적인 오류 발생 지점이 포함되어 있으며, 이들 중 하나라도 삐끗하면 망원경에 치명적인 재앙을 초래할 수 있기 때문이다. 다행히 최고난도의 차광막 전개를 포함해 모든 전개작업은 훌륭하게 매조지졌고, 이제 웹은 L2 주위의 궤도에 도착한 것을 확인해야 할 또 다른 중요한 이정표를 남겨두게 되었다. L2 근처에 도착한 웹은 궤도 삽입 분사로 불리는 중간 경로 수정 분사(MCC2)를 시작했다. 이는 웹이 L2 주위의 궤도에 진입하기 위해 작은 추진기를 분사하는 기동이다. 블로그 게시에 따르면 오늘 분사는 오후 2시경 시작되어 약 5분(297초) 동안 계속됐다. 

이 기동은 안전을 위한 임무 계획에 포함된 것이었다. 웹을 우주로 발사한 아리안 5 로켓은 L2까지 끝까지 보내주지 않았다. 임무 팀에서 망원경이 최종 목적지를 지나치지 않기를 원했기 때문이다. NASA에 따르면 이 상황에서는 진행하는 웹을 돌려서 지구를 향해 밀어내야 하는데, 그러면 망원경 몸체가 태양에 노출되어 과열되는 위험이 따른다. 웹과 그 부속장비들은 설계대로 작동하고 초기 우주의 매우 약한 열 신호를 포착하기 위해서는 반드시 극저온으로 유지돼야 한다. 

따라서 미션팀은 최종 정지 지점까지 도달하기에는 부족한 추진력으로 웹을 발사했으며, 자체 소형 추진기와 탑재된 약간의 추진제로 여정의 마지막 구간을 완료할 수 있었다. 

일단 L2를 선회하면 웹은 냉각을 시작하고 4개의 과학 장비를 가동시킨다. 냉각이 완료되고 웹이 안정적인 온도에 도달하는 데는 몇 주가 걸린다. 이 쿨다운이 끝나면 웹은 광학 및 과학 기기를 완벽하게 정렬하고 보정하는 데 약 5개월을 보낼 것이다. 

웹은 이제 이 L2 우주 주차구역에서 평생을 보낼 것이다. 웹은 자체 원료를 다 소진하면 더 이상 연료 공급을 받을 수 없기 때문에 작동이 중단되는데, 가동 기간은 5년에서 10년 정도로 예측되었다. 그러나 발사 후 임무 팀은 발사일에 아리안 5 로켓이 수행한 작업 덕분에 웹이 "10년 이상의 과학 수명"을 가질 것으로 임무 팀에서 예상하고 있다고 NASA 관계자는 성명에서 밝혔다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com