우주에서 정비할 수 있도록 만들어진 허블 우주 망원경

1. 허블 우주 망원경

 

허블 우주망원경은 1990년에 지구 저궤도로 발사된 우주망원경이다. 최초의 우주망원경은 아니지만 가장 크고 가장 많이 쓰이는 우주망원경 중 하나로, 천문학 역사상 중요한 망원경이며 대중의 관심을 많이 받아온 망원경이다. 허블 망원경의 명칭은 천문학자인 에드윈 허블의 이름에서 따온 것으로, 콤프턴 감마선 관찰위성, 찬드라 엑스선 관찰위성, 스피처우주망원경과 함께 NASA의 거대관찰위성의 일원이다.

2.4미터의 주거울을 갖추고 있으며 근자외선, 가시광선, 근적외선 스펙트럼을 관측한다. 허블 망원경의 궤도는 지상 망원경과 비교할 때 지구의 대기권의 영향을 덜 받기 때문에 해상도가 매우 높은 영상을 얻는데 적합하다. 허블 망원경은 역사상 가장 상세한 가시광선 영상을 촬영함으로써 먼 우주의 모습을 알려주었다. 허블이 우주의 팽창속도를 정확하게 측정한 것처럼, 허블 망원경이 이룩한 수많은 관측은 곧 천체물리학 난제의 돌파구로 이어졌다. 허블 망원경은 미국 항공 우주국(NASA)과 유럽 우주국(ESA)의 협력으로 건조되었다. 우주망원경 과학연구소는 허블 망원경의 관찰대상을 지정하여 관찰결과 자료를 처리하는 역할을 하고, 고다드 우주비행센터는 우주선을 조작하는 역할을 한다. 허블 망원경은 1970년대에 투자 받아 1983년에 발사되기로 계획되었으나, 기술적인 문제와 예산 문제, 그리고 1986년 챌린저 우주왕복선 폭발 사고로 발사는 계속 지연되어 1990년에 발사되었다. 그러나 허블 망원경의 주거울이 정확하지 않게 설치되어 제 성능을 내지 못했다. 이 거울은 1993년 정비 임무를 통해 원래 설계되었던 성능으로 광학적 수정이 이루어졌다.

우주에서 정비할 수 있도록 설계된 유일한 망원경 허블

 

2. 우주에서 정비할 수 있도록 설계된 유일한 망원경

 

1990년 우주왕복선 디스커버리의 발사 후, 주요 장비 다섯가지를 포함하여 망원경의 수리, 업그레이드, 시스템 대체를 위한 5회의 우주왕복선 임무가 뒤를 이었다. 다섯번째 임무는 2003년의 컬럼비아 우주왕복선 사고 이후 안정성 차원에서 취소되기도 하였다. 하지만 공적인 논의가 빠르게 이루어진 뒤, 마이크 그리핀 NASA 국장이 다섯번째 정비 임무를 승인하여 2009년에 완수된다.

허블 망원경은 2018년에도 운용 중이며, 2030년-2040년까지 계속 운용될 것이다. 허블 망원경의 뒤를 잇는 제임스 웹 우주망원경 (JWST)은 2021년 12월 25일에 발사되었다.

 

3. 누가 디자인 했을까?

 

헤르만 오베르트는 로버트 H. 고다드와 콘스탄틴 치올콥스키와 함께 현대 로켓공학의 아버지라 불린다. 그는 1923년에 망원경이 로켓을 통해 지구 궤도로 추진될 수 있는 방법에 대해 언급한 논문인 《행성간 우주로의 로켓Die Rakete zu den Planetenräumen》을 발표했다. 허블우주망원경의 역사는 1946년이라는 이른 시기, 천문학자 라이먼 스피처의 논문 "Astronomical advantages of an extraterrestrial observatory"(지구외부 천문대의 천문학적 이점들)에서 시작된다.

스피처는 이 논문에서 우주 천문대가 지상 망원경을 압도하는 두가지 큰 이점을 주장했다.

 

첫째로 물체를 명확하게 구분할 수 있는 최소 길이인 각분해능이 별의 반짝임을 유발하는 대기의 난류와는 상관 없이 회절에 의해서만 제한된다. 2.5 m의 거울을 갖춘 망원경에 대해 이론적인 회절한계 분해능이 약 0.05 초인데 비하여, 당시 지상 망원경은 0.5-1.0 초의 분해능이 한계였다.

둘째로 우주망원경은 지구 대기에 강하게 흡수되는 적외선과 자외선을 관찰할 수 있다. 스피처는 경력의 상당 시간을 우주망원경의 개발에 힘썼다. 1962년, 그는 미국국립과학회의 한 보고서에서 우주 프로그램의 일환으로 우주망원경의 개발을 추천하였고, 1965년에는 거대우주망원경에 대한 과학적 목표를 정하는 업무의 위원회장으로 위임했다.