허블 우주망원경 발사

흐릿한 첫 이미지의 굴욕을 딛고 우주의 나이를 재고 딥필드를 연 망원경 — 35년째 현역입니다.

이 이벤트 이야기

1990년 4월 24일, 우주왕복선 디스커버리호가 허블 우주망원경을 고도 540km 궤도에 올렸습니다. 지름 2.4m 주경, 무게 11톤 — 대기의 흔들림 위에서 우주를 보겠다는 1946년 라이먼 스피처의 제안이 44년 만에 궤도에 오른 것입니다. 발사는 1986년 챌린저 참사로 4년이 밀린 뒤였습니다.

두 달 뒤 첫 이미지가 흐릿하게 나왔습니다. 주경 가장자리가 2.2마이크로미터 — 머리카락 굵기의 50분의 1 — 잘못 연마된 구면수차였고, 허블은 한동안 "10억 달러짜리 실수"로 조롱받았습니다. 1993년 12월 우주왕복선 엔데버호의 정비 임무가 보정 광학계 COSTAR를 안경처럼 끼워 넣자 모든 것이 달라졌습니다.

1995년 허블 딥필드는 큰곰자리의 텅 빈 하늘 한 조각을 열흘 동안 노출해 은하 3,000개를 꺼냈고, 세페이드 변광성 관측은 우주의 나이를 138억 년으로 좁혔습니다. 1998년 초신성 관측은 우주 팽창이 가속한다는 암흑에너지 발견에 결정적 데이터를 보탰습니다.

허블은 수리 가능하게 설계된 유일한 우주망원경입니다. 1993~2009년 다섯 번의 왕복선 정비로 카메라·자이로·배터리가 교체되며 사실상 세대를 거듭했습니다. 35년이 지난 지금도 관측 제안 경쟁률은 5:1이 넘고, 2030년대 중반까지 관측이 이어질 전망입니다.

왜 중요한가

허블 이전과 이후로 우주를 보는 인류의 눈높이가 나뉩니다. 지상 망원경의 해상도가 대기 요동에 묶여 1각초 남짓이던 시절, 허블은 0.05각초 — 20배 선명한 시야를 열었습니다. 은하의 중심 블랙홀, 외계행성 대기의 분광, 태양계 바깥 천체의 위성 발견이 그 해상도에서 나왔습니다.

허블은 "우주망원경은 고칠 수 있다"를 증명했습니다. 1993년 정비의 성공은 우주왕복선 계획의 정당성을 살렸고, 궤도에서 부품을 갈아 끼우는 기술은 국제우주정거장 조립의 예행연습이 됐습니다. 이후 제임스 웹은 정비를 전제하지 않고 설계됐습니다 — 허블의 교훈을 반대로 적용한 셈입니다.

허블의 사진은 과학을 넘어 시각 문화가 됐습니다. 독수리 성운의 "창조의 기둥"(1995), 딥필드, 나선 은하의 초상들은 교과서와 벽지가 됐고, 관측 자료를 1년 뒤 전면 공개하는 허블의 정책은 이후 모든 대형 관측 시설의 표준이 됐습니다.

어떻게 보나

허블은 고도 540km를 95분에 한 바퀴 도는 밝은 인공위성입니다. 관측지 상공을 지날 때 2~3등급으로 맨눈에 보이며, 별자리뷰에서 인공위성 표시를 켜면 지금 관측지에서의 통과 시각과 경로가 나옵니다(위성 표시는 서포터 이상).

별자리뷰에서 허블 딥필드의 자리 — 큰곰자리 국자 손잡이 근처, 적경 12h 36m·적위 +62° — 를 찾아 확대하면 그 하늘이 얼마나 비어 보이는지 알 수 있습니다. 그 한 조각에서 은하 3,000개가 나왔습니다.

허블 사진 속 대상들은 성간뷰(3D)와 별자리뷰의 심우주 목록에서 실제 거리로 찾아볼 수 있습니다 — 독수리 성운(7,000광년), 소용돌이 은하 M51(2,300만 광년), 안드로메다 은하 등이 그렇습니다.

배경

구면수차의 원인은 주경 제작사의 검사 장비 렌즈가 1.3mm 어긋나 있던 것이었습니다. 제작 중 다른 검사 장비 두 대가 오류를 경고했지만 정밀도가 낮다는 이유로 무시됐습니다. 이 사례는 이후 NASA 품질 관리의 교과서적 반면교사가 됐습니다.

다섯 번의 정비 임무 가운데 마지막(2009년, 아틀란티스호)은 2003년 컬럼비아 참사 뒤 한때 취소됐다가 여론과 의회 압력으로 되살아났습니다. 이때 설치한 광시야 카메라 3(WFC3)과 우주 기원 분광기(COS)가 지금 허블 관측의 주력입니다.

2021년 제임스 웹이 합류하면서 허블은 은퇴하지 않고 짝을 이뤘습니다 — 허블은 가시광·자외선, 웹은 적외선입니다. 자이로 고장으로 2024년 한 축 모드로 전환했지만 관측은 이어지고, 궤도 감쇠로 2030년대 중후반에 대기권 재진입이 예상됩니다.

자주 묻는 질문

첫 이미지가 왜 흐릿했나요?

주경 가장자리가 2.2마이크로미터 잘못 연마된 구면수차 때문입니다. 1993년 보정 광학계를 설치해 해결했습니다.

허블을 맨눈으로 볼 수 있나요?

네. 관측지 상공을 지날 때 2~3등급으로 보이며 별자리뷰의 위성 표시로 통과 시각을 알 수 있습니다.

얼마나 더 일하나요?

2030년대 중반까지 관측이 이어질 전망이고, 그 뒤 궤도 감쇠로 대기권에 재진입합니다.

제임스 웹이 허블을 대체하나요?

아니요. 웹은 적외선, 허블은 가시광·자외선을 맡아 서로 보완합니다.