허블 우주망원경 발사
1990년 4월 24일 발사된 허블 우주망원경은 처음에는 흐릿한 사진으로 실망을 안겼습니다. 1993년 수리 뒤에는 우주의 나이를 재고 먼 은하들을 보여 주며, 35년이 넘은 지금도 관측을 이어 가고 있습니다.
이 이벤트 이야기
1990년 4월 24일, 우주왕복선 디스커버리호가 허블 우주망원경을 싣고 발사됐습니다. 다음 날 허블은 높이 약 610km의 궤도에 놓였습니다. 빛을 모으는 주거울의 지름은 2.4m이고, 무게는 약 11톤입니다. 공기의 흔들림 위에서 우주를 보자는 생각은 1946년 천문학자 라이먼 스피처가 처음 내놓았는데, 44년 만에 이루어진 것입니다.
그런데 두 달 뒤 도착한 첫 사진은 흐릿했습니다. 주거울의 가장자리가 약 2.2마이크로미터 잘못 깎여 있었기 때문입니다. 머리카락 굵기의 약 50분의 1밖에 안 되는 작은 차이였지만, 빛이 한 점에 모이지 않아 사진이 번졌습니다. 이 때문에 허블은 한동안 큰 비웃음을 받았습니다.
1993년 12월, 우주왕복선 엔데버호의 우주인들이 허블을 찾아가 고쳤습니다. 흐려진 빛을 바로잡는 장치(COSTAR)를 안경처럼 끼워 넣고, 새 카메라로 바꿔 달았습니다. 그 뒤 허블의 사진은 놀랄 만큼 선명해졌습니다. 허블은 우주에서 사람이 직접 고치고 새 장비로 바꿀 수 있도록 설계된 망원경이었습니다.
허블은 1993년부터 2009년까지 다섯 번 정비를 받았습니다. 그때마다 카메라, 방향을 잡는 자이로스코프, 배터리 같은 부품이 새것으로 바뀌었습니다. 그래서 허블은 발사 뒤 35년이 넘은 지금도 관측을 이어 가고 있고, 관측하겠다는 신청이 받을 수 있는 시간보다 여러 배 많습니다.
임무의 목표
땅 위의 망원경은 공기가 흔들리기 때문에 별빛이 번집니다. 여름날 아스팔트 위의 풍경이 아른거리는 것과 비슷합니다. 허블은 공기 위에 있어서 이런 흔들림 없이 훨씬 선명하게 볼 수 있습니다. 그 덕분에 은하 한가운데의 블랙홀, 다른 별을 도는 행성의 대기, 태양계 먼 천체의 작은 위성 같은 것들을 찾아낼 수 있었습니다.
허블의 가장 큰 업적 가운데 하나는 우주의 나이를 더 정확히 잰 것입니다. 허블은 밝기가 규칙적으로 변하는 ‘세페이드 변광성’을 먼 은하에서 찾아 은하까지의 거리를 쟀습니다. 이를 통해 우주가 얼마나 빨리 팽창하는지를 약 10% 정밀도로 알아냈고, 우주의 나이를 훨씬 좁은 범위로 정할 수 있었습니다. 1998년에는 먼 초신성 관측에 힘을 보태, 우주의 팽창이 점점 빨라진다는 발견에 기여했습니다.
1995년 허블은 큰곰자리의 텅 빈 것처럼 보이는 작은 하늘 한 조각을 열흘 동안 찍었습니다. 이것이 ‘허블 딥필드’입니다. 그 작은 조각에서 약 3,000개의 은하가 나타났습니다. 우주가 우리가 생각한 것보다 훨씬 많은 은하로 가득하다는 것을 한눈에 보여 준 사진입니다.
임무 연대기와 배경
거울이 잘못 깎인 원인은 제작 회사의 검사 장비에 있었습니다. 거울 모양을 검사하는 장치 안의 렌즈 하나가 1.3mm 어긋나 있었던 것입니다. 만드는 동안 다른 검사 장비 두 대가 이상을 알렸지만, 그 장비들이 덜 정밀하다는 이유로 무시되었습니다. 이 일은 작은 경고도 흘려듣지 말아야 한다는 교훈으로 자주 이야기됩니다.
마지막 다섯 번째 정비(2009년, 아틀란티스호)는 한때 취소됐습니다. 2003년 우주왕복선 컬럼비아호 사고 뒤 위험하다는 판단이 나왔기 때문입니다. 그러나 과학자와 시민, 의회의 요구로 다시 살아났습니다. 이때 설치한 광시야 카메라 3(WFC3)과 우주 기원 분광기(COS)는 지금도 허블의 주요 장비입니다.
2021년 12월 제임스 웹 우주망원경이 발사됐지만 허블은 은퇴하지 않았습니다. 허블은 눈에 보이는 빛과 자외선을, 웹은 적외선을 주로 보기 때문에 서로 돕는 관계입니다. 2024년에는 자이로스코프 고장으로 하나만 쓰는 방식으로 바꿨지만 관측은 계속되고 있습니다. 허블은 공기와의 마찰로 조금씩 낮아지고 있어, 2030년대에는 대기권으로 떨어질 것으로 예상됩니다.
어디서 볼 수 있나 — 하늘과 시뮬레이터
허블은 지금 약 520km 높이에서 95분마다 지구를 한 바퀴 돕니다. 해 질 녘이나 새벽에 머리 위를 지나갈 때는 맨눈으로도 밝은 별처럼 움직이는 모습이 보입니다. 별자리뷰에서 인공위성 표시를 켜면 지금 있는 곳에서 허블이 언제, 어느 길로 지나가는지 나타납니다(위성 표시는 서포터 이상).
별자리뷰에서 허블 딥필드 자리를 찾아볼 수도 있습니다. 북두칠성 손잡이 근처(적경 12시 36분, 적위 +62°)입니다. 확대해 보면 그곳이 별이 거의 없는 어두운 하늘이라는 것을 알 수 있습니다. 성간뷰(3D)와 별자리뷰의 천체 목록에서는 허블 사진으로 유명한 독수리 성운(약 7,000광년)과 소용돌이 은하 M51(약 2,300만 광년)을 실제 거리에 맞춰 찾아볼 수 있습니다.
자주 묻는 질문
첫 사진은 왜 흐릿했나요?
주거울 가장자리가 약 2.2마이크로미터 잘못 깎여 빛이 한 점에 모이지 않았기 때문입니다. 1993년 빛을 바로잡는 장치를 달아 해결했습니다.
허블을 맨눈으로 볼 수 있나요?
네. 해 질 녘이나 새벽에 머리 위를 지날 때 밝은 별처럼 움직이는 모습이 보입니다. 별자리뷰의 위성 표시로 지나가는 시각을 알 수 있습니다.
허블은 앞으로 얼마나 더 일하나요?
정확히 정해지지 않았지만 2030년대까지 관측을 이어 갈 것으로 기대됩니다. 그 뒤에는 궤도가 낮아져 대기권으로 떨어질 것으로 예상됩니다.
제임스 웹이 허블을 대신하나요?
아닙니다. 웹은 주로 적외선을, 허블은 눈에 보이는 빛과 자외선을 보기 때문에 서로 도우며 함께 일합니다.
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시각·수치는 근사이며 관측 계획엔 공식 자료를 확인하세요. 시뮬레이션은 J2000 평균 궤도요소 기반입니다.