치열한 ‘지상망원경 건설’ 전쟁

허블우주망원경(HST), 제임스웹우주망원경(JWST) 등으로 잘 알려진 우주 망원경이 지구 대기권 밖의 우주 공간에서 외계를 관측하며 혁혁한 공을 세우고 있지만 이보다 운영 및 관리가 유리한 지상의 거대망원경도 꾸준히 건설이 추진되고 있다. 다만 예산 문제나 설치 예정지역 주민들의 반대 등에 발목이 잡혀 일부 프로젝트는 난항을 겪고 있기도 하다.

23일 과학계에 따르면 현재 지상에 건설 프로젝트가 진행 중인 유럽극대망원경(ELT·European Extremely Large Telescope), 거대 마젤란 망원경(GMT·Giant Magellan Telescope), 30m 망원경(TMT·Thirty Meter Telescope) 등이 ‘3대 초거대 망원경’으로 꼽힌다. 주로 미국·유럽이 프로젝트를 주도하지만 한국이나 중국 등 아시아 국가들도 관련 프로젝트에 참여하고 있다.

유럽남방천문대(ESO)가 칠레 아타카마 사막에 건설 중인 ELT는 1.4m의 작은 육각형 거울 798개를 모아 만든다. 주경의 직경이 약 39m에 달한다. 오는 2027년부터 첫 관측을 개시하는 것이 목표다.

미 캘리포니아공과대 주도로 진행되고 있는 TMT는 하와이에 건설이 추진 중인 반사망원경이다. 주경의 지름이 30m라서 ‘30m 망원경’이라는 이름이 붙었다. 해당 프로젝트에는 중국도 참여한다.

한국천문연구원이 공동제작에 참여하고 있는 미국의 GMT는 아타카마 사막에 위치한 카네기연구소의 라스 캄파나스 천문대 부지에 건설될 예정이다. 2030년대 말쯤 시운전이 예상된다. 완공되면 지름 8.4m의 거울 7개를 벌집 모양으로 배치해 직경 25.4m가 되며 단일 반사경과 같은 성능을 낸다. 이는 160㎞ 떨어진 곳에서 동전 크기 물체도 구분할 수 있는 수준이다.

그러나 TMT 건설의 경우 하와이 현지 주민들의 반대 여론을 겪기도 했다. 또 미 의회는 올해 예산안 중에 미 국립과학연구재단(NSF)의 예산을 삭감해 NSF는 GMT와 TMT 중 하나만 우선적으로 예산을 지원해야 하는 상황이다.

허블이나 제임스웹 같은 우주망원경은 대기의 영향으로 지상관측이 불가능한 파장 대역의 관측이나 지상보다 좋은 관측조건을 얻기 위해 우주 공간에 망원경을 설치한 것이다. 지구 대기의 바깥에 있으므로 모든 파장의 전자기파를 관측할 수 있는 장점이 있다. 이에 반해 지상망원경은 지구 대기에 의해 대부분의 전자기파들이 차단돼 이를 통과할 수 있는 가시광선과 전파 영역에서만 천체를 관측할 수 있다.

그러나 우주망원경은 지상망원경에 비해 수명이 짧고 인공위성에 실을 수 있는 크기·무게에 한계가 있다. 또 제작과 유지 보수를 위한 비용도 매우 많이 든다. 예를 들어 지구에서 150만㎞ 떨어진 JWST는 고장 시 사실상 수리가 불가능하다. 따라서 지상의 거대망원경은 이 같은 문제점을 극복할 수 있는 만큼 지구 대기의 영향을 상쇄할 수 있는 기술 개발과 건설 프로젝트에 각국이 지속적으로 투자하고 있다.

박준희 기자 vinkey@munhwa.com