허블 우주 망원경
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1. 개요
Hubble Space Telescope
1990년 4월 24일 NASA가 궤도에 올린 우주 망원경으로, 위성 자체가 거대한 망원경이다. 지구 상공 559km에서 96분마다 한 번씩 궤도를 돌고 있다.
이름은 팽창 우주론을 제창했던, 미국 천문학의 태두라고 할 수 있는 에드윈 파월 허블에서 따왔다. 발사한 지 30년이 지난 현재도 여러 차례 우주왕복선을 투입[1]하여 대대적인 보수 작업을 펼친 덕에 2021년까지는 사용 가능하다고 한다.
2. 구성
길이가 13m나 되며 렌즈의 구경만 2.4m에 달하는 등, 인공위성으로서는 매우 큰 편이기 때문에 일반 발사체에 실려 궤도에 올라가지 않고 우주왕복선 미션인 STS-31 디스커버리에서 궤도에 전개되었다.[2][3] 당시 STS-31 미션의 파일럿이었던 찰스 볼든은 이후 버락 후세인 오바마 행정부에서 NASA 국장에 임명되었다. NASA에서는 25주년을 나름대로 성대하게 기념하려는데 현 국장이 그 때 임무를 수행한 파일럿 본인이라 애매한 모양.
발사 직후에 광학장치에 문제가 발견되어[4] 뿌연 사진만 전송해 수십억 불 들여 헛짓거리 했다고 비판을 받았으나, NASA는 이를 바로잡기 위해 우주왕복선을 보내 다섯 차례 수리했고, 소프트웨어적으로도 여러 가지 스킬을 써서 현재는 매우 선명한 사진을 지구로 보내오고 있다.
수리가 어떻게 진행되었는지 궁금하다면 우주인들의 미션 보고 프레젠테이션 영상을 찾아보자. 어떻게 검색해야 할지 모른다면, 허블을 수리한 미션들은 역대 총 5회 있었음을 상기하자. STS-61(엔데버), STS-82(디스커버리), STS-103(디스커버리)[5], STS-109(컬럼비아)[6], STS-125(아틀란티스)로, 너무 일찍 잃은 챌린저를 제외한 모든 오비터들이 최소 한 번씩 허블에 갔다온 셈. NASA 특유의 골때리는 미션 명명법을 못 외우겠다면 그냥 엔데버 허블 등의 검색어로 찾아봐도 얼추 나온다. 참고로, 마지막 미션인 STS-125는 미션을 발사 과정부터 IMAX 3D 영화로 만들어서 레오나르도 디카프리오를 나레이터로 데려와서 블루레이로 출시하기도 했다. 한국어판은 안철수가 맡았다.
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오차보정 전(왼쪽)과 후(오른쪽)의 M-100 은하 사진. 포토샵 보정이 아닌 구면수차를 보정하는 장치를 만들어서 수리해 보정된 결과의 사진이다.
3. 특징
대기권의 간섭을 거의 받지 않기 때문에 지구상에서는 얻기가 힘든 선명한 사진을 전송하고 있다. 지구 대기에 의한 효과를 무시한다는 점은 천문학에서는 거의 치트키에 가까운 장점인데, 허블 망원경보다 2~3배 큰 지상 거대 망원경들이 이 효과를 줄이기 위해 별짓을 다해도[7] '''쏘아올린 지 30년이 넘은 이 망원경의 해상도를 따라가지 못하고 있다는 점만 봐도 알 수 있다.''' 멀리 있는 천체의 형태를 구분하는 능력인 분해능에 한해서는 넘사벽에 가깝다. 단, 크기의 한계가 있다 보니 지상 망원경들에 비해 집광력이 떨어져서 어두운 천체를 관측하기 위해서는 며칠간의 긴 노출을 필요로 하기도 한다. 11년에 걸친 노출을 통해 만들어진 허블 울트라 딥 필드가 대표적이다.
4. 수리 및 개선
- Servicing Mission 1: STS-61(엔데버)
- Servicing Mission 2: STS-82(디스커버리)
- Servicing Mission 3A: STS-103(디스커버리)
- Servicing Mission 3B: STS-109(컬럼비아)
- Servicing Mission 4: STS-125(아틀란티스)
5. 차기 망원경
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2012년에 NSA와 관련된 기술협력부서인 NRO(국가정찰국)에서 구세대 모델이라고 안 쓰고 창고에 쳐박아 두었던 광학첩보위성 2대를 기부받았다. 키홀 위성 11세대 버전이라고 하며[8], 주 렌즈 크기는 동일하지만 시야각은 100배/초점은 더욱 또렷하게 맞출 수 있다는 듯하다. NASA에서는 그간 찬드라 엑스선 관측선, 스피처 X선 망원경, 페르미 감마선 우주 망원경을 운용하고 제임스 웹 적외선 우주 망원경 등도 계획하고 있지만, 가시광용 망원경은 딱히 후계기가 없어서 염려했는데 NSA 덕분에 그 문제가 해결된 것. 다만, 보안 모듈 교체 및 우주 이송을 위한 시스템 개발에 시간이 소요되어, 발사일자는 2019년으로 잡혀 있었다가, 이마저 연기되어 2025년으로 계획되어 있다.
이 차세대 망원경은 '광각 적외선 우주망원경'으로 명명되었으며, 헤일로 궤도를 돌며 가시광선 및 근적외선 관측 임무를 수행할 예정이다. 이 망원경이 우주에 올라 가고 나면 허블 우주 망원경은 태평양으로 폐기될 예정이다. 원래는 2000년대 전후로 STS-144라는, 허블을 안전하게 회수해서 스미소니언 항공우주박물관에 전시한다는 페이퍼 플랜이 있었다. 그 비싼 우주왕복선을 발사하는 건 돈 낭비라는 의견도 있었지만, 허블 망원경의 역사적 가치를 고려하면 시도할 만한 가치는 있었다고 할 수 있다. 문제는 STS-107 컬럼비아 참사로 이 미션에 예정되었던 컬럼비아 오비터를 잃어버리며 계획은 취소되어 버렸다.[9] 사실 컬럼비아로 2년간 셔틀 계획이 싹 정지된 것을 감안하면 2000년대 후반 내지 2010년대 초반에 회수해올 예정이었던 것으로 추측되는데, 정작 2020년에도 허블은 제 기능을 하고 있다.
마지막 서비스 미션인 '''STS-125'''는 수리도 수리지만 '''천문학계의 눈물겨운 대국민 호소''', 그리고 STS-400이라는 엄청난 비상 구조 작전으로도 유명하다.
6. 대중매체에서의 등장
문명 5에서 불가사의로 등장하는데, 명성답게 과학자 위인을 2명이나 소환하고 우주선 생산을 빠르게 해주는 효과가 있다.
영화 아마겟돈 초반부에서 미국 대통령이 지구로 날아오는 소행성을 관측하기 위해 허블 망원경을 가동하라고 명령하는 장면이 나온다. 사실 허블망원경은 렌즈의 사이즈가 작아서 아주 먼거리의 천체를 관측하는 데는 지상의 대구경 망원경보다 오히려 나쁠 수 있지만, 태양계 내부처럼 상대적으로 근거리의 물체를 세밀하게 관측하는데는 대기의 산란이 없기 때문에 가장 좋은 수단이다. 사실 지구에 직격가능성이 있는 소행성이 존재한다면 지상이건 궤도상이건 모든 천체망원경이 거기에 집중될 테니 과학적인 근거가 있어서 명령을 내렸다기 보다는 인상적인 장면을 보여주기 위한 연출에 가깝다.
단편영화 Kung Fury에서는 초반 전투신에서 잠깐 나오는데 크게 손상되어 버린다. 근데 이 작품의 배경이 1985년(...)이다. 애초에 하나부터 열까지 일부러 말도 안 되게 만든 작품이니...
영화 그래비티의 처음 장면은 이 허블 우주 망원경이 고장나서 수리하는 장면으로 시작된다. 그리고, 우주쓰레기에 맞아 완전히 박살난다.
7. 그 외
- 위클리 월드 뉴스에서 허블 망원경에 천국의 모습이 포착되었다는 합성 사진을 만든 적이 있다. 위클리 월드 뉴스는 신문의 모든 기사가 주작이라고 천명하는 유머신문이기 때문에 밝혀지고 말고 논쟁의 여지가 없이 당연히 합성이나, 지금도 기독교 계열 사이비 종교단체에서 홍보를 할때 '외신 보도'라며 이 사진을 내놓기도 한다.
- 국내 음모론자들 사이에서 허블 우주 망원경은 사실 정찰위성 키홀 위성을 그대로 쓰는 거다! 라는 소리가 퍼지고 있는데 한마디로 헛소리다. 미국 NASA 홈페이지를 비롯해서 그 어디도 그에 대한 레퍼런스는 없다. 다만 허블을 개발하면서 키홀의 매커니즘을 상당수 활용한 것은 맞다. 당초 허블의 계획상 구경은 3m 급이었으나 2.4m급으로 조정한 것도 키홀 KH-11렌즈 등 기존 기술을 활용하기 위함이었다.
- 허블 우주 망원경이 찍은 사진은 모두 PD-Hubble에 따라 퍼블릭 도메인으로 이용이 가능하다. #
- 2018년 10월 7일, 자이로스코프 이상으로 인해 안전 모드에 들어갔음이 발표되었다. ## STSci의 레이첼 오스튼 박사에 따르면 현재는 상술된 STS-125 미션 당시 전부 새로 넣은 여섯 자이로스코프 중 2개만이 온라인 상태로, 안전모드로 전환하여 불량인 3번째 자이로스코프를 복구하려 하고 있다. 27일 수리를 마치고 다시 임무를 수행하고 있다. 10월 22일 기록을 보면 껐다 켠 걸로는 해결이 안 되어서 반대방향으로 동작시키고 자이로 저속 운용 모드를 추가하여 해결을 했다고 한다. #
8. 관련 문서
[1] 허블이 나가기 전에 폭발했던 챌린저를 제외한 모든 오비터들이 한 번씩 허블과 만났다.[2] 원래 STS-61-J 미션에서 발사하기로 예정되어 있었지만 STS-51-L 챌린저 참사가 터지며 셔틀 미션들이 싹 취소되거나 연기되었다. 이 허블 전개 미션은 원래 디스커버리 대신 아틀란티스를 쓰기로 되어 있었으며, 이후 팀 재구성 과정에서도 NASA의 높으신 분들을 깠던 기존 사령관 존 영 대신 로렌 슈라이버를 투입했다.[3] 1986년 초에 이 챌린저 참사가 터지며 허블 전개까지 취소된 것은 사실 타격이 이만저만이 아니었다. 1987년에 초신성 1987A가 발견되고 소련이 자기네 크고 아름다운 자외선 우주망원경 아스트론으로 1987A를 관측하였다고 보도하며 미국 천문학자들은 열폭의 도가니에 빠져야 했다는 눈물겨운 사연이 전해진다. 참고로 STS-51-L의 미션이었던 핼리 혜성 관측 임무도 전미가 우는 사이 소련은 아스트론으로 유유자적 관측을 해냈다. 지못미(...)[4] 주 반사경의 구면수차가 원인이었다. 이 회사는 NSA의 광학첩보위성을 여러 번 만든 회사여서 이 사업도 수주했는데 예상 외의 결과가 나온 것. 이 때 반사경 가장자리의 오차는 사람 머리카락 두께의 1/50이었다.[5] 당초 기획되었던 정기 서비스 미션 STS-109/HST-SM3 이전에 자이로스코프 6개 중 3개가 나가버리며 긴급 보수 미션을 기획했다. 1999년 12월에 발사되며 20세기, 제2천년기의 마지막 유인 우주비행으로 기록되었다.[6] 이 미션은 컬럼비아의 마지막 성공 기록이었다. 컬럼비아의 이 다음 미션이 귀환 도중 공중분해라는 참극으로 끝난 STS-107이다.[7] 접근성 문제를 무릅쓰고 천문대를 해발 수천 미터의 산 꼭대기, 그것도 건조한 환경을 찾아 남미 사막 한가운데에 짓는 것도 모자라 현대의 보정 기술을 총동원해서 대기 효과를 줄이려고 노력하고 있다.[8] 현재 버전은 13세대 관련 기사[9] 컬럼비아가 무사히 완수했던 마지막 미션 역시 허블의 4차 서비스 미션인 STS-109였다.