거대 마젤란 망원경
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1. 개요
거대 마젤란 망원경(Giant Magellan Telescope ,GMT)은 2025년에 완성 예정인 '''세계 최대의 광학 망원경'''[1]이다.
2. 상세
초대형 지상 천체 망원경을 건설하는 국제 프로젝트로 한국에선 한국천문연구원이 참여하고 있다. 기존의 최대 지상 망원경이 10m 정도의 직경을 가지고 있는 데 반해, 거대 마젤란 망원경은 8.4m급 반사판 7개를 벌집 모양으로 배치하여[2] 22m 급의 집광 면적과 25m급 해상력을 갖추는 것을 목표로 하고 있다. 2000년대 초반에 설계에 착수해 2020년대 초 가동 예정이며 약 20년을 넘게 기획 및 건설하고 있는 대형 프로젝트. 현재, 세계의 대형 천체 망원경으로는 하와이의 Keck 망원경등 구경 10m 안팎의 대형 망원경 몇 개가 20세기 말에 건설되어 운용되고 있는데, 22m의 거대 마젤란 망원경이 완성되면 기존의 대형 망원경과는 차원이 다른 새로운 극대형 망원경 클래스의 첫 주자로서 21세기 천체 관측의 새로운 시대를 열 것으로 기대를 모으고 있다. 주경에서 반사된 빛을 다시 모아서 초점을 맺게 해 주는 ‘부경’ 제작에는 한국표준과학연구원이 한국천문연구원과 협력하여 참여하고 있다.
건설될 곳은 칠레의 라스 캄파나스 (Las Campanas). 지상 천체 망원경을 건설하기에 최적의 장소는 도심의 빛이 전혀 없고 연중 날씨가 쾌청하고 비가 거의 오지 않으며 고도가 높아 공기가 희박한 데다 앞으로 주변에 개발계획도 거의 없는 곳이다. 더불어서 해당 국가 자체는 최소한도 이상으로 개발이 돼있어야하고 주변 정세가 안정돼있어서 안전하게 건설과 운영을 할 수 있는 지역이어야만 한다 . 이런 조건들을 만족하는 몇몇 후보지들 중에 라스 캄파나스가 채택되어 건설 중이다.
망원경 시설의 무게만 1,000톤이 넘고 쉘터까지 회전해야 하는 특성상, 회전시켜야 하는 무게는 2,700톤에 육박한다. 그런 규모인데도 빛의 집광성을 유지하기 위해서 거울의 흔들림을 마이크로미터 단위로 제어하는 초 하이테크 기술을 동원해서 제작된다. 허블 우주 망원경보다 10배 이상의 해상도를 낼 것으로 기대되고 우주의 나이가 불과 수억 년에 불과할 때의[3] 천체의 자세한 관측을 기대할 수 있어서, 우주 초기 생성 과정과 관련된 천문학 연구의 돌파구 역할을 할 것으로 기대된다.
특이하게 대형 천체 망원경으로는 잘 쓰이지 않는 Gregorian 광학계 (주경과 부경 두 거울이 모두 오목거울인 방식. 주로 사진 카메라의 반사식 망원렌즈에 쓰인다) 방식을 쓰고 있다. 천체망원경에 흔히 쓰이는 볼록거울을 부경으로 쓰는 카세그레인식보다 다소 경통이 길어지지만 오목거울이 볼록거울보다 만들기 쉽고 잡광을 차단하기 쉽다. 다른 대형 망원경에 잘 쓰이는 Ritchey–Chrétien 방식이나 Korsch 방식에 비해 간단해서 제작비용이 적게 들지만 다소 수차나 분해능이 떨어지는 단점도 있다. 하지만 비교적 시야각이 넓고 [4] 능동광학장치를 작은 부경에 설치할 수 있어 제작비도 적게 들고 또 다른 광학적 교정기술을 쓸 때 더 복잡한 광학계 방식보다 융통성이 있다고 판단되어 비용과 성능을 따져 채택되었다.
한국천문연구원이 비용 중 10% 정도의 지분을 대고 참여했기 때문에 1년 중 1달 정도를 이용할 권리를 가진다. 자그마치 허블 망원경보다 10배나 해상력이 좋은 망원경을 한국 천문학자들이 한 달 동안 사용할 수 있는 것이다. 또한 아리랑 다목적 위성 비구면 반사경을 국산화한 한국표준연구원 우주광학센터가 부경 공급 국제입찰에 성공해 1미터급 보조망원경(부경) 9장을 공급한다. 미국이 공급하는 주경보다는 작지만 직경 1m짜리 반사경을 10나노미터(1mm 대비 10만분의 1 수준의 크기) 수준의 정밀도로 깎아 가공하려면 고도의 기술 숙련도가 요구된다.
완전히 완성하려면 10억 달러(한화로 약 1조 3천억원) 정도 필요한데, 아직은 5억 달러 정도만 조달돼서 일단 거울 4개 정도 설치하고 2023년쯤 첫 관측을 시작하고 망원경이 가동을 시작하면 추가로 5억 달러 정도를 더 모금해 2026년쯤 7장을 모두 설치해 완성할 예정이다. 이런 대형 망원경 건설은 언제나 자금 모금이 가장 문제다. 워낙 오지에 건설되는 만큼 비용이 만만치 않다... 그래봤자 우주에 쏘아올리는 거에는 비할 바가 아니지만. 한국천문연구원 외에 미국의 카네기 재단, 스미소니언 재단, 하버드 대학교, 애리조나 대학교, 텍사스 오스틴 대학, 텍사스 A&M 대학, 시카고 대학, 호주천문재단, 호주 국립대학, 상파울루 연구재단 등 11개 기관이 2009년 컨소시엄을 구성해 건설을 추진 중이다. 2015년 설계가 끝났다고 발표되었고 오는 2026년 완공을 목표로 제작할 예정이었지만 자금 조달 등 여러가지로 지연되어 첫 관측(first light) 이 2029년으로 밀려났다. 현재 아직 땅을 파는 단계만 끝났고 아직 기초공사나 건물 등 콘크리트 구조는 전혀 진행되지 않았다. 망원경 지지 구조물도 막 계약이 끝나 2025년에 설치될 예정. 거울도 정비를 위한 교체용 1개를 더한 총 8개 중 5번 째가 제작중이다.
3. 비슷한 망원경
건설 중인 유사한 규모의 초거대망원경으로는 미국 캘리포니아 공대 등이 건설을 추진 중인 30미터 망원경(Thirty Meter Telescope; 일명 TMT)이 있다. 합성 구경은 30m로 1.4m 거울 492장을 모아서 만들고 있다. 건설비는 12억 달러 가량. TMT는 원래 하와이에 건설을 추진하였으나 원주민들의 강력한 반대로 계속 지연되다가 2018년 10월 하와이 주대법원에서 건설단 측의 손을 들어주어 착공이 가능하게 되었다. 하지만 이미 많이 지연되어 빨라도 2020년대 후반이 되어서야 완성될 수 있을 듯하다. 2027년 예정. 유럽남천문대(ESO)가 칠레에 건설 중인 유럽극대망원경 (European Extremely Large Telescope; ELT)은 합성 구경이 39m이고, 2014년에 건설에 착수했으며, 2025년에 첫 관측을 시작할 예정이다. 건설비는 14억 달러가량이다. 거대 마젤란 망원경은 21세기급 초거대 3대 망원경 중에서는 제일 작고 제일 늦기는 하지만 비용이 7억 달러로 비교적 적게 들어 간다.
여러 천체 망원경의 반사경의 크기 비교 그림 오른쪽 아래 농구장의 왼쪽 위에 7장짜리가 거대 마젤란 망원경이다.
4. 대중 매체에서의 등장
네이버 웹툰 테러맨 37화의 마지막에 이 망원경이 잠시 나온다.