한국, NASA ‘프리마’ 우주망원경 참여…극저온 검증 기술로 협력 확대
- 천문연, 원적외선 탑재체 검교정·성능 검증과 과학 연구 참여
- 2033년 발사·5년 관측 목표…은하·블랙홀 진화와 별·행성 형성 연구
- 스피어엑스 경험 활용…두 망원경 자료 결합해 다파장 연구 추진
한국 연구진이 미국 항공우주국(NASA)의 차세대 원적외선 우주망원경 ‘프리마(PRIMA)’ 개발과 과학 연구에 참여한다. 앞서 스피어엑스 국제협력에서 축적한 극저온 시험과 분광 검교정 경험을 새로운 미션에 활용한다. 우주관측 기기의 정확도를 검증하는 기술을 바탕으로 국제협력의 범위를 넓히는 행보다.
우주항공청은 한국천문연구원이 NASA의 차세대 우주망원경 미션으로 선정된 프리마 사업에 국제협력 파트너로 참여한다고 2일 밝혔다. 프리마는 2033년 발사한 뒤 5년간 과학 임무를 수행하는 것이 목표다.
프리마는 NASA가 새롭게 도입한 준대형급인 ‘프로브급’ 우주과학 프로그램의 첫 번째 미션이다. 제임스웹우주망원경과 같은 대형 전략 임무와 중소형 임무 사이의 규모로, 특정 과학 주제에 높은 관측 성능을 집중하는 방식이다. 예산 상한은 12억달러, 약 1조6000억원 수준이다. 이는 사업 전체의 예산 규모이며 한국의 투자액을 뜻하지 않는다.
망원경에는 지름 1.8m의 주경과 원적외선 분광기·영상기가 탑재된다. 가시광선이나 근적외선 관측만으로 파악하기 어려운 차갑고 먼지에 가려진 우주를 살피는 것이 목적이다. 은하의 화학적 진화와 은하·초대질량 블랙홀의 공동 진화, 별과 행성계의 형성 과정, 우주에서 물이 만들어지고 이동하는 과정 등이 주요 연구 대상이다.
천문연이 맡는 핵심 역할은 분광 탑재체의 검교정과 성능 검증이다. 스피어엑스 개발에 사용했던 극저온 성능시험 챔버를 개선해 프리마의 시험에 활용할 계획이다. 우주 환경과 유사한 낮은 온도에서 기기가 빛의 밝기와 파장을 정확하게 측정하는지 확인하는 작업이다.
우주망원경의 과학 성과는 희미한 빛을 모으는 능력과 함께 측정값의 신뢰성에 달려 있다. 관측자료에서 나타난 차이가 천체의 실제 특성인지 기기의 반응에서 비롯됐는지 구별하려면 검교정이 뒷받침돼야 한다. 천문연의 참여는 관측자료를 과학적으로 해석할 수 있도록 측정의 기준을 다지는 역할이라는 점에서 의미가 있다.
자료 분석에서는 두 망원경의 관측을 연결한다. 천문연은 스피어엑스의 전천 근적외선 분광자료와 프리마의 원적외선 자료를 결합한 다파장 공동연구를 추진할 예정이다. 서로 다른 파장으로 같은 대상을 살펴 별과 성간물질, 먼지 등의 특성을 종합적으로 분석한다는 구상이다.
구체적으로 별이 만들어지는 영역과 성간물질의 물리·화학적 특성, 원시행성계 원반에서 물과 먼지가 형성·진화하는 과정을 연구한다. 별 생성이 활발한 은하와 활동은하핵의 성장 과정도 분석 대상이다. 기존 협력에서 확보한 시험 기술이 새로운 장비 검증으로 이어지고, 관측자료는 다음 미션의 연구와 연결되는 구조다.
한국의 관점에서는 대형 국제사업에 참여하는 기술과 연구 경험을 지속적으로 축적한다는 점이 중요하다. 독자적인 우주망원경 임무를 추진하려면 탑재체 시험과 자료 분석, 과학 목표 설정 등 여러 역량이 함께 필요하다. 이번 참여가 이러한 경험을 국내 연구진에게 쌓을 기회가 될 수 있다.
다만 발사와 관측은 아직 미래의 계획이다. 향후 성과는 시험 인프라 개선과 탑재체 검증을 수행하고, 확보한 자료에서 한국 연구진이 주도하는 과학적 발견을 만들어내는 과정에서 확인될 전망이다. 프리마 참여는 우주망원경 협력을 일회성 사업에서 다음 세대 연구로 이어가는 기반이 된다.
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