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이상 천문학 공부

30년간의 허블 우주망원경의 성능 저하를 기억하며.

by 바이카이 2020. 7. 1.
 1990년 4월 허블우주망원경이 지구에서 솟아올랐을 때, i1990년 4월 허블우주망원경이 지구에서 솟아올랐을 때, 세계 8대 불가사의로 칭송받았다. 역사상 가장 유능한 전망대로서, 그것은 우주로 가는 새로운 창문이 될 웅장한 계획을 가지고 있었다. 그것은 이전에는 불가능했던 명료함으로 우주를 드러낼 것이며, 따라서 우주 이전의 어떤 악기보다도 더 깊이, 그리고 더 먼 옛날을 들여다볼 수 있게 될 것이다.그러나 발사 후 8주 만에 허블의 운명은 갑자기 정면돌파를 겪었고, 허블은 과학의 백기사로부터 수치심의 백코끼리로 재빨리 변질되었다.처음에는 스쿨버스 크기의 망원경이 대부분 기대에 부응했다. 통신 문제, 표류 스타 추적기, 동축 케이블 장애에도 불구하고, 임무 통제관들은 처음에 두려움에 떨지 않았다. 결국, 이러한 문제들은 모든 새로운 우주선을 괴롭히는 들끓는 문제들이었다. 불과 한 달 만에 허블은 카리나 별자리에서 규모 8.2의 별까지 포착했다. 그리고 지상 영상과 비교하면 우주망원경의 우위는 자명했다.

 그러나 그 총성은 거짓된 새벽으로 판명되었다. 1990년 6월 24일 허블 망원경은 포커스 테스트에 실패했다. 들어오는 빛의 초점을 맞추기 위한 그것의 2차 거울은 제대로 작동하지 않는 것 같았다. 허블의 명사수조차 이상하게 흐릿하고 퍼지 고리에 둘러싸여 있었다. 검사 결과 이 문제는 '구형 이상'이라고 진단했다. 허블의 시력을 회복할 수 있는 정비 임무를 불과 며칠 앞두고 나선 은하 M100(왼쪽)의 이미지를 찍었다. 서비스 임무 이후 약 한 달 후, 허블은 다시 은하(오른쪽)를 겨냥하여 영상 화질이 현저하게 향상되었다. 거기서부터, 그 문제가 소프트웨어 결함이나 기계적인 문제와 관련이 없다는 것이 금방 소름끼치게 분명해졌다; 광학 도급업자 Perkin-Elmer는 허블의 1차 거울을 잘못된 사양에 맞게 접지시켰다. 그 회사는 유리를 너무 많이 제거해서 사람의 머리카락 너비의 50분의 1 정도로 너무 평평한 1차 거울을 만들었다.즉 허블은 좋았지만 대단하지는 않았다는 것이다."테크노터키"는 버스 밑으로 끌려간다. 당시 15억 달러(당시) 규모의 프로젝트가 규격에 맞게 제작되지 않았다는 발표 이후, 대중과 정치적 반응은 즉각적으로 나타났으며, 이에 대한 반대에 부닥쳤다. 허블 망원경에 투자했든 안 했든 모두가 우주 망원경의 매우 공공연한 실패에 쌓여가는 것 같았다.바바라 미컬스키 상원의원은 이 망원경을 "테크노 터키"라고 낙인찍은 반면 다른 의원들은 NASA의 품질관리 절차를 질타했다. 


 그리고 7월에 뉴욕타임스는 퍼킨-엘머가 6,420만 달러로 허블의 모든 중요한 거울을 만든 가장 낮은 입찰가로 나타났다고 보도했다. 9980만 달러에 낙찰된 경쟁사인 코닥-이텍은 심지어 허블이 발사되기 전에 이상 징후를 포착했을 가능성이 있는 거울에 대한 독립적인 검사까지 포함시켰을 것이다.폭로가 쏟아지자 NASA는 점점 더 당혹스러워졌다. 챌린저호 참사 이후 최근 서비스를 재개했던 그것의 우주왕복선 프로그램은 같은 여름 연료 누출로 인해 다시 중단되었다. 게다가, 국제우주정거장에 대한 의회의 자금 확보에 대한 희망은 취소라는 칼끝에 부딪쳤다.우주 정책 분석가 존 로그슨은 1960년대 이후 NASA가 도전을 계획하고 예상하는 태도가 현저하게 변화했다는 것이 문제라고 생각한다. 그는 우주국이 "그 자신이나 다른 누구에게도 정직하지 않았다"고 말한다.당시 캘리포니아 제트추진연구소 소장이었던 르우 알렌이 주도한 조사는 1990년 11월 허블우주망원경 광학시스템 실패 보고서를 발간하는 계기가 됐다. 그 속에서 그는 1981년까지 허블의 파괴적인 일탈의 원인에 대한 추적에 성공했다.이 보고서는 허블 거울의 최종 수치를 확인하기 위해 고안된 반사형 장치에 비용이 많이 드는 오류에 대한 주된 책임이 있음을 시사했다. 불행하게도, 장치의 렌즈 중 하나에 결함이 있어서 미러 폴리셔가 잘못된 곡률을 형성하도록 유도했다. 그러나, 사람들 역시 크게 책임이 있다; 앨런의 보고서는 또한 NASA와 퍼킨-엘머에 의해 의사소통이 잘 안되고 감독력이 결여된 형태의 여러 가지 결함을 확인했다.허블의 두 분광기는 기능하는 데 매우 집중된 빛을 필요로 하지 않았기 때문에 결함이 있는 거울의 영향을 덜 받았다. 그러나 허블의 고속 광도계는 사실상 무용지물이었고, 광야/행성 카메라와 기절 객체 카메라는 둘 다 공간 분해능이 저하되었다.허블의 거울이 망가진 것은 사실이지만, 아낌없는 은총은 극히 정밀하게 망쳐져 있다는 것이었다. 실제와 원하는 미러 곡선 사이의 차이를 계산함으로써 일련의 수정 광학 장치를 설계할 수 있었다. 기본적으로 허블은 안경을 쓸 수 있다. 하지만 그렇다고 해서 코스타가 설치되기 전까지 허블이 쓸모없게 남아 있었다는 뜻은 아니다. 일탈은 안정적이고 성격이 잘 잡혀 있어 엔지니어가 흐릿한 효과를 제거할 수 있는 소프트웨어 알고리즘과 이미지 처리 방법을 고안할 수 있었다. 코스타가 제작되어 우주 망원경에 장착되기 전 3년 동안 미국천문학회에 제출된 모든 연구 논문의 25%가 허블 데이터에서 직접 도출되었다. 심지어 위태로운 상태에서도, 이 망원경은 토성에서 거대한 적도 폭풍을 발견했고, 목성의 오로라를 관찰했으며, 화성에서 진화하는 날씨 패턴을 추적하는데 성공했다. 그것은 알려진 가장 거대한 별들 중 몇 개를 발견했고, 블랙홀을 찾기 위해 은하 중심부를 깊이 들여다보았고, 1987A 초신성 주위에 거대한 기체 고리를 드러냈다. 허블의 결함에 대한 농담이 계속 쏟아져 들어오는데도, 우주 망원경은 초기 우주의 화학을 탐구하고, 가장 멀리 있는 것으로 알려진 은하를 연구하고, 우주의 크기와 나이를 측정하는 데 가능한 한 초점을 맞추었다. 코스타는 결국 1993년 12월 우주유영을 하는 동안 우주 비행사들에 의해 허블에 설치되었다. 즉시, 그 장치는 의기양양하게 망원경의 시력을 회복했다. 이것은 25년 동안 놀라운 허블 발견을 위한 토대를 마련했는데, 이 발견들 중 많은 것들이 천문학 교과서를 다시 썼고 우주의 웅대한 계획에서 우리의 위치를 다시 정의했다.그러므로, 한때 "테크노 터키"로 낙인찍혀 심야 TV에서 가차없는 조롱의 엉덩이 역할을 했던 망원경에게 허블은 엄청난 환원호를 가지고 있었다고 해도 과언이 아니다.



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