제임스 웹 우주망원경에 대하여 2 - 개략적인 정보

이번에는 2022년 세계 과학계의 최고의 역작인 제임스 웹 우주망원경에 대해서 개략적인 정보를 보겠습니다.

제임스 웹 우주망원경(James Webb Space Telescope)은 미 항공우주국(NASA)-유럽우주국(ESA)-캐나다우주국(CSA) 3자합동주관으로 제작된 우주망원경으로 제작은 미국의 우주항공기업인 노스롭 그루먼(Northrop Grumman)-볼 에어로스페이스(Ball Aerospace)-L3해리스(L3Harris) 컨소시엄이 제작한 것입니다. 이것은 2021년 12월 25일에 아리안 5 로켓에 탑재된 채 지구를 떠나 6개월간의 여정 끝에 태양과 지구 사이의 라그랑쥬 포인트 L2 궤도에 안착했습니다. 지구와 L2 사이의 거리는 1,500,000km 정도인데다 이 궤도의 지름은 최소 250,000km 및 최대 832,000km 수준으로 지구와의 교신에 수초간의 딜레이가 당연히 생기기 마련인 장거리입니다.

이 제임스 웹 우주망원경은 2022년 7월 12일부터 취역했습니다.

임무수행은 대략 10년 정도로 기대되고 있고 망원경 자체의 수명은 20년 정도로 판단되고 있지만 정확한 것은 아직 알 수 없습니다.

제임스 웹 우주망원경은 현재 우주에 전개된 상태로 그것의 모습 자체는 현재 볼 수 없지만, 실제 사이즈로 만들어진 모형은 지구상에 전시중이니까 그것을 보면 됩니다. 모형 바로 앞에 모인 사람들과 대조했을 때 그 크기를 충분히 짐작할 수 있습니다.

이미지 출처

Webb Telescope Images from NASA (영어)

질량은 13,584파운드(=6,161kg). 어지간한 경비행기의 질량은 가볍게 넘어갑니다. 미국 연방항공국(FAA)의 정의상 경비행기는 이륙최대중량 12,500파운드(=5,670kg)이고 그것을 만족하는 항공기는 미국의 비치크래프트 킹에어 260 같은 것이 있습니다. 아래의 사진에서 소개하는 바로 이것입니다.

이미지 출처

King Air 260 (영어)

이 정도의 경비행기를 띄우는 데에는 850마력의 프랫&휘트니 캐나다 PT6A-52 엔진 2개면 충분하겨 연료도 2,059리터면 충분합니다. 하지만 이것보다 더 무거운 저 망원경을 우주공간에 보내려면 그 정도의 힘으로는 어림도 없습니다. 역시 강력한 로켓이 아니면 안되겠지요.

작년 크리스마스 때 제임스 웹 우주망원경이 적재된 총중량 777톤의 아리안 5 로켓은 프랑스령 기아나의 기아나 우주센터를 떠났습니다. 바로 이렇게.

이미지 출처

VA256 liftoff photos, December 25, 2021, with the James Webb Space Telescope onboard (영어)

적재되기 전에 조립이 완료된 모습입니다.

이미지 출처

Webb Telescope Images from NASA (영어)

이 제임스 웹 우주망원경이 탑재하는 장비는 이러합니다.

통합과학기기모듈(Integrated Science Instrument Module, ISIM)이라고 불리는 것은 내부의 핵심.

상세사항은 이러합니다.

이미지 출처

The James Webb Space Telescope Instruments (영어)

NIRCam은 근적외선카메라(Near-Infrared Camera)의 약칭으로 미국 애리조나대학에서 제공된 것입니다.

NIRSpec은 근적외선분광기(Near-Infrared Spectrograph)의 약칭으로 유럽우주국에서 제공된 것입니다. 이것의 제작부품은 미 항공우주국 산하의 고다드 우주비행센터(Goddard Space Flight Center)에서 제공되었습니다.

MIRI는 중적외선장비(Mid-Infrared Instrument)약칭으로 유럽컨소시엄, 유럽우주국 및 미 항공우주국 제트추진연구소(Jet Propulsion Laboratory)에서 제공된 것입니다.

FGS는 정밀유도센서(Fine Guidance Sensor)의 약칭으로 근적외선 이미지장치 및 슬릿 미탑재형 분광기(Near InfraRed Imager and Slitless Spectrograph)와 일체되어 있습니다. 이것은 캐나다우주국에서 제공되었습니다.

ISIM은 이렇게 탑재됩니다.

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The ISIM & Instruments (영어)

제임스 웹 우주망원경의 상징적인 광학망원경요소(Optical Telescope Element)는 이렇습니다.

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Optical Telescope Element (OTE) (영어)

이것은 18개의 6각형 모듈을 조합해서 만든 반지름 6.5m의 거대한 제1거울, 반지름 0.74m의 제2거울로 되어 있고 그렇게 모인 빛은 후방 광학부속시스템에 있는 제3거울 및 정밀조종거울로 들어가서 이미지로 남겨집니다. 저것들의 자세한 구조는 아래의 모식도를 참조하시면 되겠습니다.

이미지 출처