외계 생명체 존재 밝힐까…‘제임스 웹 우주망원경’ 우주로 향했다

웹 망원경을 싣고 우주로 날아오르는 아리안5호 로켓. 2021.12.25 AFP 연합뉴스

허블 우주망원경의 명성을 이을 역대 가장 크고 강력한 ‘제임스 웹 우주망원경’(James Webb Space Telescope)이 25일(현지시간) 발사됐다. 성공적으로 정착할 경우, 우주의 기원과 외계행성의 생명체 존재 등 우주의 수수께끼를 풀 단서를 찾을 수 있을 것으로 기대된다.

웹 망원경은 25일 밤 9시 20분쯤 프랑스령 기아나 쿠루 인근의 유럽우주국(ESA) 발사장인 기아나 우주 센터의 아리안 제3발사장(ELA-3)에서 아리안5호 로켓에 실려 성공적으로 발사됐다.

웹 망원경을 탑재한 아리안 로켓은 발사 전 절차가 순조롭게 진행돼 발사 창이 열리자마자 곧바로 화염을 내뿜으며 날아올랐다. 한 치 오차 없이 우주로 날아간 웹 망원경은 발사 27분 뒤 상단 로켓과 성공적으로 분리한 뒤 목표 탄도에 올랐다.

상단 로켓에서 분리된 뒤 목표 탄도에 오른 웹 망원경. 2021.12.25 NASA TV 캡처

웹 망원경은 로켓 분리 직후 배터리를 충전할 태양광 패널과 지구와 교신할 고성능 안테나를 펼치는 것으로 보름간의 우주 전개를 시작했다.

웹 망원경은 앞으로 한 달간 지구와 태양의 중력 균형이 이뤄지는 약 150만㎞ 밖 ‘제2라그랑주점’(L2)으로 비행하며 테니스코트 크기의 태양 빛 차광막과 지름 6.5ｍ의 주경을 펼치는 등 단일 임무로는 가장 복잡한 우주 전개와 배치를 진행한다.

웹 망원경은 아리안 로켓에 탑재하느라 종이접기처럼 접은 망원경 부품을 펼쳐 고정하는 과정에서 50여차례의 주요 전개와 178차례 방출이 이뤄진다. 이 과정에서 하나라도 잘못되면 약 100억달러(한화로 약 11조 8500억원)가 투입된 웹 망원경의 성능을 떨어뜨릴 수 있는 위험 요소가 300개에 달하는 것으로 알려져 있다.

웹 망원경은 L2 궤도에 진입하면 육각형 18개의 금 코팅이 된 베릴륨 거울이 하나처럼 움직이도록 미세조정한다. 이어 주요 관측 목표에 대한 시험 관측을 통해 근적외선카메라(NIRCam)를 비롯한 과학 장비를 조정하는 등 준비 과정을 거쳐 약 6개월 뒤부터 본격적인 관측에 나서게 된다.

웹 망원경은 허블망원경보다 성능이 100배 이상 뛰어난 것으로 알려졌다. 특히 가시광선보다 파장이 길어 우주의 먼지와 가스 구름을 뚫고 더 멀리 가는 근·중적외선을 포착해 빅뱅 뒤 초기 우주인 약 135억 년 전의 1세대 은하를 관측할 수 있도록 설계됐다.

또 외계행성의 대기 구성 성분을 파악해 생명체가 존재할 수 있는 행성인지도 알 수 있는 능력을 갖췄다.

웹망원경에는 10년간 사용할 수 있는 연료가 장착돼 있다. 지구에서 바라보는 태양 뒤편에 자리하는 만큼 우주인 파견이 어려워 수리는 불가능하다.

본격적인 관측이 성공할 경우, 지금까지 관측 능력 한계로 숙제로 남겨뒀던 우주의 수수께끼를 풀어내 우주에 대한 혁신적인 이해를 제공할 수 있을 것으로 전망된다.

한편 제임스 웹 망원경은 나사의 숙원 사업으로, 1950년대 국무부 출신 나사 국장 이름을 땄다.

이 프로젝트는 애초 10억 달러를 투입해 2010년쯤 발사하는 계획을 갖고 시작됐으나 잇단 기술개발 차질과 예산 부족으로 비용은 10배로 불어났고 발사 일정도 10여년이 늦어졌다.

김민지 기자 mingk@seoul.co.kr

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