제임스웹 우주망원경, 미세 운석과 충돌했다 [이광식의 천문학+]

미 항공우주국(NASA)의 차세대 우주망원경 제임스웹은 발사 후 6개월도 채 되지 않아 처음으로 눈에 띄는 미세 운석 충돌을 몇 차례 겪었지만, NASA는 그다지 걱정하지 않고 있다. 

2021년 12월 25일 발사된 제임스웹 우주망원경(JWST)은 중간 몇 달 동안 심우주 기지로 비행하면서 과학관측을 준비하는 데 보냈다. 복잡한 점검 과정은 놀라울 정도로 순조롭게 진행되었다. 최근 NASA는 7월 12일 망원경에서 처음으로 '과학 품질'의 이미지를 공개할 예정이라고 밝혔다. 

지난 6월 8일(현지시간) 우주망원경이 미세 운석이라고 불리는 작은 우주 먼지로부터 처음으로 몇 차례 충돌을 경험했다고 발표했다. 그러나 이것이 천문대의 일정이나 과학장비에 어려움을 줄 것으로 예상되지는 않는다. 

메릴랜드에 있는 NASA 고다드 우주비행센터의 웹 광학망원경 파트 관리자인 리 파인버그는 성명에서 "웹의 거울이 우주에 노출된 상태에서 가끔 발생하는 미세 운석 충돌이 시간이 지남에 따라 망원경 성능을 약간씩 저하시킬 것으로 예상했다"고 밝히면서 "발사 이후 우리가 예상한 대로 4개의 측정 가능한 미세 운석 충돌이 있었는데, 이것은 최근 우리가 가정한 성능 저하 예측치보다 크게 나타났다"고 발표했다. 

성명서에 따르면, 가장 심각한 충격은 5월 23일부터 5월 25일 사이에 발생했으며, 18개로 이루어진 금도금 육각형 주경의 C3 부분에 영향을 미쳤다. 

모든 우주선은 미세 운석 충돌을 경험하고 견딜 수 있도록 설계되어야 하는데, 이는 JWST도 예외가 아니다.관측소의 엔지니어들은 거울 샘플을 실제 충격에 노출시켜, 그러한 사건이 임무에 어떤 영향을 미치는가에 대한 검토를 마쳤다. 

그러나 성명에 따르면, 최근의 영향은 임무 요원이 모델링했거나 지상에서 테스트할 수 있었던 것보다 더 컸다. 이 같은 미세 운석 충돌이 우주망원경의 임기 초기에 영향이 미치고 있음에도 불구하고 NASA 요원들은 100억 달러 규모의 망원경이 여전히 적절하게 작동할 것이라고 확신하고 있다. 

"우리는 웹이 태양의 가혹한 자외선과 하전 입자는 물론, 외부 은하계에서 오는 우주선, 우리 태양계 내의 미세 운석에 의한 충돌을 포함해 우주 환경에서 견뎌내야 한다는 것을 항상 잊지 않고 있다"고 NASA 고다드의 프로젝트 부책임자는 성명에서 밝히면서 "우리는 성능 마진(광학, 열, 전기, 기계)을 갖춘 웹을 설계하고 제작하여 우주에서 수년이 지난 후에도 야심찬 과학임무를 수행할 수 있도록 했다"고 덧붙였다. 

또한 JWST는 해당 기관이 예상한 것보다 훨씬 양호한 상태로 광학 제품을 생성했다고 관계자들은 성명에서 언급하면서 일부 미세 운석 충돌은 예측할 수 있다고 설명한다. 예를 들어 우주망원경이 유성우를 통과하도록 설정되면 직원은 이러한 이벤트에 대해 JWST의 광학 시스템을 안전하게 조종할 수 있다. 그러나 최근의 충돌은 그러한 유성우의 일부가 아니었으며, 성명서는 이를 "피할 수 없는 우연한 사건"으로 분류했다. 

충돌이 발생한 후 엔지니어는 천문대에서 18개의 낱개 거울 부분을 개별적으로 조정하여 거울 전체의 상태를 정상화시킬 수 있다. 

웹 망원경은 지구-태양 라그랑주 2포인트라는 중력 평형점을 공전하고 있는데, 이곳은 지구에서 태양 반대 방향으로 약 150만km 떨어져 있는 우주공간이다. 

파인버그는 "이 비행 데이터를 사용하여 시간이 지남에 따라 성능 분석을 업데이트하고 웹의 이미징 성능을 최대한 극대화할 수 있도록 운영 방식을 개발할 것"이라고 강조했다.

이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com