허블 망원경은 어느 기업에서 만들었는가?
허블 우주망원경
허블은 미국항공우주국 NASA에서 유럽우주기구의 협력으로 건조되었다. 우주망원경과학연구소 (STScI)는 허블의 관찰대상을 지정하여 관찰결과 자료를 처리하는 역할을 하고, 고다드우주비행센터는 우주선을 조작하는 역할을 한다.[2]
허블 우주망원경
1994년 슈메이커-레비 9 혜성과 목성의 충돌은 Servicing Mission 1이 허블의 광학 성능을 복구한지 몇개월 밖에 지나지 않은 시점에 천문학자들에게 우연한 기회로 찾아왔다. 허블이 촬영한 행성 사진은 1979년 보이저 2호의 근접 비행 이후 촬영된 그 어떤 사진 중에서도 선명한 목성의 영상이었고, 수 세기에 한 번 일어날까 말까 하는 혜성과 목성의 충돌을 동역학적으로 연구할 때 중요한 자료였다.
허블 우주망원경
디스커버리의 Servicing Mission 3A는 1999년 12월에 착수되었다. 내장된 자이로스코프 여섯 개 중 세 개가 고장난 이후 당초 계획되었던 Servicing Mission 3를 두차례의 임무로 분할하였다. 임무 개시로부터 수 주일 전에 고장난 자이로스코프가 네 개까지 늘어나면서 망원경의 렌더링이 과학 관측을 수행할 수 없었다. 그래서 Servicing Mission 3A에서는 자이로스코프 여섯 개를 모두 교체하고, 정밀유도센서 및 컴퓨터까지 교체하였으며, 축전지의 과충전을 막기 위해 전압/온도 개선 키트 Voltage/temperature Improvement Kit (VIK)를 설치하고 단열재 블랭킷도 교체하였다.[80] 새로 설치된 컴퓨터는 교체 전의 DF-224보다 처리 능력이 20배 빨랐으며 메모리 용량도 여섯배나 컸다. 컴퓨터가 연산 작업 일부를 지상에서 우주선으로 할당하면서 처리율을 높였고 현대적인 프로그램 언어를 사용할 수 있게 되면서 임무 소요 비용을 절감하였다.[81]
허블 우주망원경
허블우주망원경은 천문학 연구에 큰 도움을 주기도 하지만, 재정적 지출 역시 막대하다. 여러 구경의 망원경의 천문학적 상대적 수익을 다루는 연구에서, HST의 자료 기반 논문은 윌리엄 허셜 망원경과 같은 4m 구경의 지상망원경의 관찰 자료 기반 연구보다 고작 15배 많이 인용되는데 비하여, HST는 제작과 유지보수에 지상망원경보다 무려 약 100배 많은 비용이 쓰였다는 사실을 밝혀냈다.[142]
광각 적외선 우주망원경
광각 적외선 우주망원경은 2024년 발사 예정인 우주망원경이다. 약 2.4m의 주경을 장착하고 있으며, 288 메가 픽셀의 사진을 찍을 수 있다. 이는 허블 망원경을 뛰어넘는 수준이다. 그리고 초점도 허블망원경보다 더 잘 맞추어 진다. 하지만 구경 크기는 2.4m으로 똑같다. 관측 파장은 가시광선과 적외선이다. 이 임무로 코로나그래프 임무도 같이한다. 목표는 외계 행성 탐사, 일반 상대성 이론 검증, 암흑에너지 연구, 우주론 연구, 시공간 연구, 적외선으로 천체 관측하기 등이 있다.
낸시 로먼
로먼은 초창기부터 우주 망원경의 필요성을 역설하였고, 허블망원경의 계획과 제작에 깊이 관여하였다. 그녀는 이러한 기여로 "허블의 어머니"란 별칭이 붙었다. 미항공우주국의 현직 천문 수석 에드 웨일러는 로먼이 수석으로 있을 때부터 근무하였는데, 로먼을 일컬어 "허블 우주 망원경의 어머니"라고 부르면서 "허블망원경으로 연구 경력을 쌓은 젊은 세대 천문학자들은 간혹 자신의 경력이 누구 덕분인지 잊는다"고 하면서 "요즘 같은 인터넷과 구글은 고사하고 이메일도 없던 시절에 낸시는 허블 우주 망원경을 기획하고 천문가를 조직하고 실재로 사업이 진행되도록 기금을 조성하였다"고 말한 바 있다.
허블 우주망원경
우주망원경과학연구소 (STScI)는 망원경의 과학 임무와 천문학자들에게 자료를 전달하는 업무를 수행하는 기관으로, 대학천문연구협회 (AURA)에서 운영하며 물리적으로는 AURA 컨소시엄을 이루는 39개 대학과 일곱 국제 연구기관 중 하나인 메릴랜드 발티모어의 존스홉킨스대학 홈우드 캠퍼스에 위치해 있다. STScI는 NASA와 학계 사이에서 일어나는 알력다툼이 어느정도 커진 뒤인 1981년에 설립되었다.[43][44] NASA는 관내에서 계속 그 역할을 수행하려 했지만 과학자들은 학술기관에서 운영하길 원했다.[45][46] 유럽우주망원경조직기관 (ST-ECF)이 1984년 뮌헨 근교의 가르힝 바이 뮌헨에 설립되어 2011년에 유럽우주천문센터 European Space Astronomy Centre로 활동을 옮기기 전까지 유럽 천문학자들에게 STScI와 비슷한 도움을 주었다.
허블 우주망원경
허블의 관찰 자료로 이루어진 다른 발견으로는 오리온 성운의 원시행성계원반 및[126] 태양과 같은 별들 주변에 외계행성들이 존재한다는 증거와[127] 수수께끼로 남아 있는 감마선 폭발의 광학적 실체가 있다.[128] 또 HST는 왜소행성인 명왕성[129]과 에리스[130]를 포함하여 태양계 외곽에 있는 천체들의 연구에 쓰이기도 하였다.
허블 우주망원경
FOC, FOS, GHRS에 초점이 맺히는 빛에 대한 구면수차를 교정하기 위해 우주망원경 광학교정용 광축조정기 (COSTAR) 시스템이 설계된다. 빛의 경로에 수차를 교정하도록 깎인 거울 두 개를 포함하고 있다.[70] COSTAR 시스템을 망원경에 탑재하기 위해서는 다른 기구 하나를 분리해야 했다. 천문학자들은 고속광도계를 희생시키로 결정했다. 2002년까지 COSTAR가 필요한 1세대 기구들이 모두 자체 교정 광학계를 갖춘 기구들로 교체되었다.[71] COSTAR는 2009년에 네번째 정비 임무가 착수될 때 분리되면서 지구로 송환되어 미국 국립항공우주박물관에 전시되었다. 이전까지 COSTAR가 탑재되었던 부위에는 현재 우주기원분광카메라가 탑재되어 있다.[72]
허블 우주망원경
지난 정비 임무는 구식 장비를 신식으로 교환하여 망원경의 고장을 방지하고 새로운 과학적 사실을 밝히기 위한 것이었다. 정비 임무가 없었다면 기구들은 지금쯤 모두 고장났을 것이다. 2004년 8월에 우주망원경 영상분광카메라의 전원 시스템이 고장나면서 기구의 렌더링이 불가능해졌다. 이 전자부품은 전적으로 리던던트식 이중 구조였지만, 그 중 하나는 이미 2001년 5월에 고장났다.[169] 이 전원 장치는 2009년 5월 Servicing Mission 4에서 수리되었다.
KH-11
나사의 허블 망원경 역사에는 허블 망원경이 3 m 직경의 주반사경을 2.4 m 로 변경한 이유가, 정찰위성 제작에 비용이 덜 들기 때문이라고 서술하고 있다.
베텔게우스
1995년, 허블 우주 망원경의 어두운 천체용 카메라(Faint Object Camera)가 지상에 설치한 간섭계로 얻은 것보다 훨씬 해상도가 좋은 자외선 사진을 찍었다. 이것은 다른 별의 ‘원반 형태’를 담은 최초의 망원경 사진이다(간섭계 따위가 아니라 망원경 그 자체로 직접 촬영했다는 뜻이다). 자외선 빛은 지구 대기에 흡수되기 때문에 우주 망원경으로 관측을 수행했다. 초창기 사진들과 마찬가지로 허블 망원경의 사진에도 항성 남서쪽 사분면에 다른 부위보다 2,000 켈빈 더 뜨거운 반점이 찍혀 나왔다. 이후 고다드 고해상도 분광기(GHRS)로 베텔게우스의 스펙트럼을 찍은 결과, 밝은 고온점이 베텔게우스의 자전축상 극 중 하나인 것으로 드러났다. 자전축의 경사각은 지구에서 바라보는 시선방향과 약 20도 어긋나 있었으며 천구 북극으로부터의 위치각은 약 55도이다.
허블순차
허블의 소리굽쇠에서 두 나선가지가 타원가지와 만나는 중심에는 두 은하의 중간형이 위치해 있다. 이러한 은하는 렌즈형은하라고 불리며 심볼은 S0로 표현된다. 이러한 은하들은 타원은하에서 보이는 것과 유사한 중심의 밝은 팽대부와 이를 둘러싸는 원반형 구조를 가지고 있다. 나선은하와는 달리, 렌즈형은하의 원반은 가시적인 나선구조를 가지고 있지 않고, 활동적인 별의 형성이 일어나지 않는다. 팽대부는 보통 렌즈형은하의 가장 밝은 부분이다.
KH-12
KH-12는 중량 19,600 kg 이며 록히드 마틴이 제작했다. 해상도 0.15 m 이며, 허블 망원경과 크기와 모양이 비슷하다.
첨단관측카메라
첨단관측카메라(Advanced Camera for Surveys, ACS)는 허블 우주 망원경에 탑재된 3세대 관측기구다.
초기 디자인과 과학적인 기능은 존스 홉킨스 대학에 기반을 둔 팀에 의해 설정되었다.
미광 천체 카메라를 대체했다.
허블 우주망원경
특히 고속광도계가 COSTAR 교정광학장치로 대체되었고, WFPC도 내부에 교정광학장치를 갖춘 광시야 및 행성용 카메라 2 (WFPC2)로 교체되었다. 태양전지판과 태양전지판으로 작동되는 전자장비 역시 교체되었고, 덧붙여 망원경 조준계의 자이로스코프 네 개와 두 개의 전자제어유닛 및 전기 부품, 자력계 두 개도 교체되었다. 내장된 컴퓨터는 보조처리장치가 추가되면서 성능이 개선되었다. 허블의 궤도도 더 높은 곳으로 상승했다.[56]
허블 우주망원경
허블우주망원경은 다소 오랜 기간 해결하지 못했던 천문학 문제의 해결에 도움을 주었다. 반면에 새로운 문제를 제기하기도 하였는데, 그 중 일부를 설명하기 위해 새로운 이론이 필요했다. 허블의 주요 임무 한가지는 세페이드 변광성과의 거리를 이전까지 관측했던 것보다 더욱 정확히 측정하여 허블상수의 측정값 범위를 제한하는 것이었다. 허블상수는 우주의 팽창속도를 나타내는 치수로서, 우주의 나이와도 상관있다. 허블상수의 측정값은 HST의 발사 이전까지 일반적으로 최대 50%의 오차를 가진 반면, 처녀자리 은하단 및 다른 먼 은하단 속의 세페이드 변광성을 이용한 허블망원경의 측정값은 ±10%의 오차를 가졌다. 이 값은 허블이 발사된 이후 다른 측정 방법들을 이용하여 산출했던 정밀한 측정값과 일치했다.[118] 과학자들은 허블망원경의 발사 이전까지 우주의 나이를 100억 년에서 200억 년 사이로 예측하고 있었다. 허블을 이용해 측정한 우주의 나이는 현재 약 137억 살이다.[119]
제임스 웨브 우주망원경
제임스 웹 우주 망원경(JWST; James Webb Space Telescope)은 노후화된 허블 우주 망원경의 뒤를 이을, 계획 중에 있는 적외선 관측용 우주 망원경이다. 이 망원경의 주목적은 지상에 설치된 망원경이나 허블 우주 망원경이 관측하지 못했던, 우주의 아주 먼 곳에 있는 천체들을 관측하는 것이다. JWST는 미국 항공우주국(NASA)과 유럽 우주국(ESA), 그리고 캐나다 우주국(CSA)의 협력 하에 제작되고 있다. 이 망원경은 원래 "차세대 우주 망원경"(NGST; Next Generation Space Telescope)이라 불렸으나, 2002년에 NASA의 제 2대 국장인 제임스 E. 웹(James E. Webb)의 이름을 따서 현재의 이름으로 명명되었다. 망원경은 2020년 봄 이후, 프랑스령 기아나에 있는 기아나 우주 센터에서 아리안 5호 로켓에 실려 발사될 예정이다. 원래 2018년 발사하려고 했으나, 연기되었다. 그러나 2021년 3월 20일로 다시 한번 연기되었다.
허블 울트라 딥 필드
허블 울트라 딥 필드(Hubble Ultra Deep Field)는 화로자리 부분에 있는 조그만 영역을 찍은 사진이다. 이 사진은 허블 우주 망원경이 2003년 9월 3일부터 2004년 1월 16일까지 찍은 사진들을 조합한 것이다. 이 사진은 지금까지 찍은 어떤 가시광 영상보다도 먼 곳을 포착하고 있으며, 대략 130억 년 전 우주 탄생 후 얼마 되지 않은 뒤 태어난 천체들을 담고 있다. 이 사진 내에는 약 1만 개에 이르는 은하들이 찍혔다. 대략 보름달 면적의 10분의 1에 불과한 이 사진 영역이 선택된 이유는, 근처에 밝은 별이 없기 때문에 촬영에 방해를 받지 않는 곳이었기 때문이다. 허블 망원경은 대부분의 사진을 적외선 영역을 포함하여 촬영해 왔으나, 이 사진은 가시광으로만 촬영했다. 허블 우주 망원경은 이 정도로 먼 거리를 가시광으로 찍을 수 있는 유일한 관측 장비였다. 울트라 딥 필드 영역은 원기 2000 기준으로 적경 3시 32분 40.0초, 적위 -27도 47분 29초였다. 영역의 면적은 36.7 평방분각이었다. 이 크기는 하늘 전체 면적 중 1천 3백만 분의 1에 불과하다. 사진의 좌측 상단이 적위 -46.4도를 가리키도록 방향을 잡았다. 사진 중앙부에서 가장 가까운 별은 USNO-A2.0 0600-01400432로, 이 별의 겉보기 등급은 18.95에 불과하다.
허블 우주망원경
한 연구진은 2016년 3월 3일에 허블의 관찰 자료를 이용해서 현재까지 발견된 은하 중에서 가장 먼 은하가 발견되었음을 공표했다. GN-z11 은하에 대한 허블의 관측은 2015년 2월 11일과 4월 3일에 착수되었으며, CANDELS/GOODS-North surveys의 일환이었다.[138][139]
허블 우주망원경
우주망원경 계획이 착수된 후, 계획에 필요한 업무는 여러 연구소에 분배된다. 마셜우주비행센터 (MSFC)는 망원경의 설계와 개발, 건조를 담당하였고, 고다드우주비행센터는 과학 기구의 전반적인 조작과 임무 수행을 위한 지상 제어 센터 역할을 담당했다.[18] MSFC는 광학 회사 퍼킨엘머 에 우주망원경의 광학망원경조립체 Optical Telescope Assembly (OTA) 및 정밀유도센서의 설계와 건조를 의뢰했다. 록히드는 망원경이 실릴 우주선을 건조하고 집약하는 업무를 의뢰받는다.[19]
능동 광학
대부분의 현대적인 망원경은 큰 거울을 주경으로 하는 반사망원경이다. 능동 광학 기술이 개발되기 이전, 망원경에 사용되기 위해 필요한 정확도로 그 모양을 유지하기 위해서 주경은 매우 두꺼워야만 했는데, 그 한계는 지름 5~6 미터 정도였다.(팔로마 천문대의 헤일 망원경)
허블 우주망원경
지상망원경 건축과 우주망원경 건조 중에서 둘 중 하나를 선택하는 과정은 복잡하다. 당장 허블이 발사되기 전에도 조리개 마스킹 간섭계[각주 3]처럼 특수한 지상망원경 기술이 있어서 허블보다 뛰어난 고해상도 광학 및 적외선 영상을 얻을 수 있었다. 하지만 이 기술로 관찰할 수 있는 표적은 허블이 관찰할 수 있는 가장 어두운 표적보다 최소한 108 배 밝은 천체로 한정된다.[143][144] 그때부터 적응광학은 지상망원경의 고해상도 영상 기술을 희미한 천체의 적외선 촬영쪽으로 확장하는 방향으로 기술 진보가 이루어졌던 것이다. 적응광학과 허블의 관측의 유용성은 문제가 요구되는 연구의 특히 상세한 부분에서 크게 비교된다. 가시광선 대역에서 적응광학의 능력은 상대적으로 협소한(협각) 시야에 국한되지만, HST는 광시야(광각)에서도 고해상도 광학 영상화가 가능하다. 극히 일부분의 천체들만이 지상망원경으로 고해상도 촬영 가능한 반면, 허블은 밤하늘의 어느 곳이든 고해상도 관측을 수행할 수 있으며, 극히 어두운 천체에 대해서도 관측이 가능하다.
허블 우주망원경
허블우주망원경의 역사는 1946년이라는 이른 시기, 천문학자 라이먼 스피처의 논문 "Astronomical advantages of an extraterrestrial observatory" (지구외부 천문대의 천문학적 이점들)에서 시작된다.[6] 스피처는 이 논문에서 우주 천문대가 지상 망원경을 압도하는 두가지 큰 이점을 주장했다. 첫째로 물체를 명확하게 구분할 수 있는 최소 길이인 각분해능이 별의 반짝임을 유발하는 대기의 난류와는 상관 없이 회절에 의해서만 제한된다. 2.5 m의 거울을 갖춘 망원경에 대해 이론적인 회절한계 분해능이 약 0.05 초인데 비하여, 당시 지상 망원경은 0.5-1.0 초의 분해능이 한계였다. 둘째로 우주망원경은 지구 대기에 강렬하게 감광되는 적외선과 자외선을 관찰할 수 있다.
뉴턴식 망원경
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뉴턴 망원경은 반사 굴절 망원경의 한 종류로, 그 기본적인 구조는 광선을 받아 초점을 잡아주는 굴절거울과 이 초점을 다시 꺾어 주는 반사경으로 되어 있다. 영국의 과학자 아이작 뉴턴 경에 의해 발명되었다.
허블 우주망원경
퍼킨엘머 Perkin-Elmer는 요구된 사양으로 거울을 다듬을 때 주문제작한 최신 컴퓨터 제어 방식의 연마기계를 사용하려고 했다.[19] 그렇지만 PE의 첨단 기술이 난항을 겪으면서 NASA는 PE로 하여금 코닥 에게 하도급을 주어 전통적인 거울연마 기법으로 예비 거울을 제작하도록 시킬 것을 요구했다.[22] (코닥과 아이텍 은 본 거울 연마 작업의 도급 입찰을 경쟁하기도 했다. 이들의 도급은 두 회사에게 이런 문제를 야기하는 연마오차를 거의 정확하게 위해 서로의 작업을 이중 검증하도록 부추겼다.[23]) 코닥의 거울은 현재 미국립항공우주박물관에 상시로 전시되어 있다.[24][25] 상기한 노력의 일환으로 제작된 아이텍의 거울은 현재 맥달리나 리지 천문대의 2.4 m 망원경에 장착되어 있다.[26]
VISTA (망원경)
VISTA는 영국의 퀸 메리,런던 대학교에서 개발을 주도하였고 영국 과학기술 시설 위원회 (STFC)가 주식을 인도하는 방식으로 구매하였다.
허블 우주망원경
GHRS는 자외선에서 기능하도록 고안된 분광카메라로, 고다드우주비행센터에서 제작되었고 90,000의 분광해상도를 얻을 수 있다.[40] 또한 자외선 관측에 대해 최적화된 것으로 FOC와 FOS가 있다. 이들은 허블의 그 어떤 기구보다도 높은 공간분해가 가능하다. 이 장비들의 검출기에는 CCD가 아닌 광자계량 디지콘 photon-counting digicons이 쓰인다. FOC는 ESA에서 제작하였고, FOS는 캘리포니아 대학교, 샌디에이고 대학교와 마틴 마리에타 회사의 협력으로 제작하였다.[39]
낸시 로먼
낸시 로먼(, 1925년 5월 16일 ~ )은 미국의 천문학자이며
나사에서 여성으로서 최초로 임원이었다. 허블 우주망원경의 제작 계획을 주도하여 '허블의 어머니'로 통한다. 테네시주 내슈빌 출신으로 스와스모어 대학교와 시카고 대학교를 나왔다.
허블 우주망원경
이 때문에 미국 천문학자들 사이에서 전국적인 청원 활동이 이루어진다. 수많은 천문학자들이 하원의원과 상원의원을 직접 대면했고, 대규모 서면 운동이 열리기도 했다. 미국 국립과학회는 우주망원경의 필요성을 강조하는 보고서를 제출하기까지 했다. 결국 상원이 하원에서 승인했던 원래 예상비용의 절반을 승인하면서 끝을 맺는다.[13]
에드윈 허블
허블은 성운까지의 거리를 측정해 많은 성운들이 독립된 은하라는 것을 증명하여 몇 년 동안 천문학계에서 최고의 권위를 누리고 있었다. 멀어지는 은하가 많다는 슬라이퍼의 관측 결과를 알게 되었을 때, 그는 이 현상을 밝혀야 한다는 사명감을 느꼈다. 허블은 당시 윌슨산 천문대의 천문사진가인 밀턴 휴메이슨과 함께 은하를 관측하였다. 두 사람은 일을 분담하여, 허블은 은하들까지의 거리를 측정하고, 휴메이슨은 은하들의 도플러 편이를 측정하였다. 1929년 허블과 휴메이슨은 46개 은하들의 적색편이와 거리를 측정하였고, 관측한 은하들의 데이터를 속도와 거리를 각각의 축으로 하는 그래프 위에 나타내었다. 그 그래프는 은하의 속도가 거리에 비례함을 나타내고 있었다. 허블은 이 그래프를 ‘외계 은하 성운의 시선속도와 거리 사이의 관계(A Relation between DISTANCE and RADIAL VELOCITY among EXTRA-GALACTIC NEBULAE)’ 라는 제목의 6쪽짜리 논문에 실었다. 허블과 휴메이슨은 계속 관측하여 1931년 더 멀리 있는 은하들을 측정하고 새로운 논문을 발표하였다. 그 논문은 우주가 팽창하고 있다는 것을 알려주었다. 이것은 당시 조르주 르메트르와 알렉산드르 프리드만이 제시한 대폭발 이론을 증명하는 최초의 확실한 증거였다고 한다. 그는 그의 유명세를 통하여 팔로마산의 200인치 망원경의 계획과 건립에 힘썼다. 1953년 9월 28일 허블이 뇌경색으로 세상을 떠나기 전까지 은하의 연구에 이 망원경을 사용했다고 한다.
허블 우주망원경
정비 이후 1994년 1월 13일에 NASA는 뚜렷한 영상 사진을 공개하면서 임무가 완벽하게 성공했음을 공표하였다.[77] 이 임무는 다섯 차례의 장시간 우주선 외부 활동이 수반되어, 당시까지 가장 복잡하게 수행된 임무 중 하나이다. 임무의 성공은 NASA 뿐만 아니라 현재 더욱 유능한 우주망원경을 운용하고 있는 천문학자들에게도 도움을 주었다.
스바루 망원경
현재 일본 자연과학연구기구(NINS:National Institute of Natural Sciences) 산하의 일본국립천문대(NAOJ:National Astronomical Observatory of Japan)의 하와이 관측소가 운용하고 있다. 스바루()라는 망원경의 이름은 공모를 통해 정했는데, 그 뜻은 한국의 좀생이별, 즉 플레이아데스 산개성단을 일컫는다. 이 망원경은 유효 구경 8.2미터, 두께 20cm, 무게 24톤인 ULE 유리로 제작한 단일 반사경을 갖고 있으며, 능동광학계를 도입함으로써 중력과 바람 등에 의한 주반사경의 휘어짐을 보상해주어 주반사경 표면이 0.014μm 이내의 오차로 유지되도록 하고 있다. 망원경은 주초점, 카세그레인 초점, 나스무스 초점 2개 등 총 4개의 초점을 갖고 있다. 망원경을 수납하고 있는 인클로저는 공기의 흐름이 안정되도록 설계되었고, 망원경의 반사경과 망원경이 설치된 돔은 온도 조절 장치가 되어 있어 주변 기류에 와동(터뷸런스)가 생기지 않도록 하고 있다. 1991년부터 총 9년에 걸쳐 건설되었으며, 총비용은 약 380억엔, 미화로는 3.6억달러, 원화로 환산하면 약 3800억원 정도가 들었다. 스바루망원경은 단일 반사경을 갖고 있는 망원경 중에서는 현재 세계 최대이다. 이 망원의 주반사경은 컴퓨터로 제어되는 261개의 작동기가 있어서 거울 표면을 매끈하게 유지해 준다. 이를 능동광학계라고 하며, 스바루망원경의 능동광학계는 미쯔비시 전기(Mitsubishi Electric Co. Ltd.; MELCO)가 개발하여 제작하였다.
스바루망원경에는 모두 8개의 관측기기가 있으며, 300~800 나노미터의 파장을 갖는 빛을 관측할 수 있다. 스바루망원경은 미국 하와이주 빅아일랜드에 있는 마우나 케아 산 위에 설치되어 있으며, 이곳의 자연시상은 R-파장대에서 평균 0.6"이다.
우주
망원경이 처음으로 제작되기 시작한 것은 17세기 무렵이었다. 갈릴레오 갈릴레이는 최초로 망원경을 이용하여 천체를 관측한 기록을 남겼다.[16] 갈릴레이는 목성에 있는 4개의 위성을 확인하였고, 이들이 목성의 주위를 공전하고 있는 것을 관측하였다. 이 4개의 위성은 갈릴레이 위성으로 불린다.[17] 1668년 아이작 뉴턴은 반사망원경을 제작하였다.[18]
허블 우주망원경
탐사용 고성능카메라 (ACS)의 메인 카메라의 주요 전자부품도 2006년 6월에 고장났으며, 2007년 1월 27일엔 예비 전자부품의 전원 장치까지 고장났다.[170] 광각 채널용 전원 장치가 SM 4에서 새로 추가되었으나, 여러 간이 검정을 통해 이 장치가 고해상도 채널에 쓸모가 없다는 사실이 밝혀진다.[171] 광시야 채널 Wide Field Channel (WFC)은 2009년 5월 STS-125의 수리를 통해 복구되었지만 고해상도 채널 High Resolution Channel (HRC)은 여전히 오프라인 상태이다.[172]
핫셀블라드
핫셀블라드(Hasselblad)는 스웨덴의 예테보리에 본사를 둔 카메라 및 사진 장비 제조 업체이다. 이 회사는 제 2차 세계대전 이후 생산한 중형 카메라 (필름)으로 알려지게 됐으며, 사람이 달에 처음 착륙한 아폴로 프로그램의 임무에도 사용되었다. 현재로써는, 새로운 중형 디지털 SLR인 H 시스템을 도입하여 Leaf, 페이즈 원과 경쟁하고 있으며, 2012년에는 Sony와의 콜라보레이션을 통해 핫셀블라드 루나(Lunar), 스텔라(Stella) 등을 출시해 렌즈 교환식 미러리스 카메라 시장에도 진입했다.
허블 우주망원경
허블의 주거울의 결함이 밝혀진 뒤에 수립된 첫 정비 임무는 막대한 책임을 떠안았다. 우주비행사들이 교정광학장치를 설치할 때 광범위한 작업이 요구되기 때문이다. 이를 위해 임무에 투입되는 우주비행사 일곱명은 백가지의 특수공구 사용법을 교육 받았다.[76] SM1은 1993년 12월에 인데버에서 수행되었으며, 열흘 동안 몇가지 기구와 장비의 설치까지 이루어졌다.
조지 엘러리 헤일
시카고의 실업가의 집안에서 태어나 매사추세츠 공과대학 재학 중이던 1890년에 태양빛의 특정 파장에 의한 태양 촬영법을 발명했다. 시카고대학 조교수를 거쳐 1897년에 여키스 천문대 초대 대장에 취임, 1904년 카네기 재단의 힘을 빌어 윌슨 산 천문대를 개설하고 태양 물리의 연구에 전념, 1908년 태양 흑점의 강한 자계(磁界)를 발견했다. 이어서 항성 관측을 위하여 많은 기부금을 모아, 17년에 구경 100인치의 망원경을 완성했다. 1923년 천문대장직을 사임했으나, 다시 200인치 망원경 설치를 계획하고 록펠러 재단의 원조를 구했다. 1928년, 예산 600만 달러로써 착수하여, 세계대전 후인 1948년에 팔로마 천문대를 완성하였다. 이로써 인류는 수십억 광년의 은하계까지 관측할 수 있게 되었다.
허블 우주망원경
NASA.gov , 우주망원경과학연구소 (STScI)의 허블 대외활동 사이트 , ESA의 허블 대외활동 사이트 및 STScI에서 운영 ESA에서 운영 CADC에서 운영 N2YO.com에서 운영
허블 우주망원경
광학 부품 제작의 첫단계는 주거울의 결함을 정확히 규명하는 것이었다. 천문학자들은 점광원 사진을 역분석함으로써 거울의 원뿔상수가 당초 의도했던 -1.00230이 아닌 -1.01390±0.0002로 제작되었음을 밝혀냈다.[66][67] 이어서 퍼킨엘머가 거울면 수정 작업을 위해 사용했던 널커렉터 분석으로부터 얻은 값과 거울의 연삭 시험 중 얻은 인터페러그램 분석으로부터 측정한 값 역시 동일했다.[68]
허블 우주망원경
1980년대 초, NASA와 STScI는 핵심 계획들을 논하기 위해 네 개의 패널을 소집하였다. 과학적인 중요성을 갖고 있는 핵심 계획들은 상당한 관찰 시간을 필요로 하였다. 이러한 특별 계획들은 망원경이 예상보다 일찍 고장날 경우를 대비해서 조기에 완수될 수 있도록 계획되었다. 소집된 패널이 규명한 그러한 계획 세 개는 다음과 같다. 1) 은하간 물질의 특징들과 은하 및 은하군의 기체 성분을 밝히기 위해 퀘이사 방출선을 이용한 근방의 은하간 물질 연구,[115] 2) 다른 기구들이 사용될 때마다 자료를 수집하기 위해 광시야 카메라를 이용한 심도 있는 성간물질 탐사[116] 및 3) 거리 척도의 눈금화 작업 중 내외적으로 오차를 1할 내로 줄여서 허블상수를 측정하는 계획.[117]
허블 우주망원경
2.4미터의 주거울을 갖춘 허블의 주요 장비 네가지는 근자외선, 가시광선, 근적외선 스펙트럼을 관찰한다. 허블의 궤도는 지구의 대기권의 방해를 피해 지상 망원경과 비교해서 배경광의 영향을 대폭 줄일 수 있으므로 해상도가 매우 높은 영상을 얻는데 적합하다. 허블은 역대 가장 상세한 가시광선 영상들을 촬영함으로써 먼 시공간의 모습을 제공하기도 하였다. 우주의 팽창속도를 정확하게 측정한 것처럼, 허블이 이룩한 수많은 관측은 곧 천체물리학 난제의 돌파구로 이어졌다.
허블 우주망원경
망원경과 기구가 실릴 우주선체는 두 차례의 기술적 난항을 겪었다. 우주선은 지구를 공전하면서 낮과 밤이 자주 바뀌기 때문에 직사광선과 지구 암영에 의한 큰 온도 변화를 견뎌낼 수 있으면서 망원경이 극도로 정밀한 지향이 가능할 정도로 안정적이어야 했다. 망원경의 내부 온도를 유지하기 위해서 망원경과 기구가 자리잡는 가벼운 알루미늄 껍질을 다층 절연막이 둘러 에워싸고 있다. 껍질 내부에는 흑연-에폭시 골재가 있어 망원경의 작동 부품들이 정확히 정렬할 수 있도록 만든다.[31] 흡습성인 흑연 성분 때문에 후일 망원경이 록히드의 청정실 clean room에서 우주의 진공으로 운반되는 동안 트러스에 수증기가 흡수되어 망원경의 기구가 얼음으로 뒤덮힐 위험도 있엇다. 그런 위험을 줄이기 위해 우주로 망원경을 발사하기 전에 질소가스 퍼지 작업이 먼저 이루어졌다.[32]
허블 우주망원경
사용되었던 예전 기구 중에서 세 개(COSTAR, FOS, WFPC2)는 스미소니언 항공우주박물관에 전시되었고, FOC는 독일의 도르니에 박물관에, HSP는 위스콘신-매디슨 대학교의 스페이스 플레이스에 있다. 1세대 WFPC는 해체되어 부품 일부가 WFC3에 다시 쓰였다. GHRS는 현재 위치가 불분명하다.
허블 우주망원경
프런티어 필즈 Frontier Fields 계획의 공식적인 명칭은 "Hubble Deep Field Initiative 20122" (허블딥필드 탐사계획 2012)이다. 중력렌즈의 도움으로 "먼 우주에서 가장 희미한 은하들"을 볼 수 있는 빈공간의 고적색편이 은하를 연구함으로써 초기 은하의 형성에 관해 자세히 아는 것을 목표로 한다.[100] 프런티어 필즈의 웹페이지에서는 계획의 목표를 다음과 같이 기술하고 있다.
허블 우주망원경
2006년 2월에 특이한 천체 SCP 06F6가 허블우주망원경을 통해 발견되었다.[131][132] 2012년 6월과 7월 사이에 미국의 천문학자들은 허블을 이용하여 명왕성을 공전하는 다섯번째 위성을 발견했다.[133]
우주
1990년 허블 우주 망원경이 지구 궤도로 발사되었다. 주거울 지름 2.4m, 경통길이 13m 에 달하는 거대한 반사망원경인 허블 우주 망원경은 지구 대기와 주변의 빛 때문에 간섭을 받는 지상의 천문대와 달리 가장 먼 우주 공간의 영상을 포착할 수 있는 성능으로 많은 영상을 보내왔다.[23] 허블 딥 필드는 100억 광년 이상 떨어진 천체들이다.[24]
허블 우주망원경
과학 기구와 부품들 일부에도 자체에 마이크로프로세서 기반의 컨트롤 시스템이 내재되어 있다. MAT(Multiple Access Transponder)를 이루는 MAT-1과 MAT-2는 휴스 에어크래프트 CDP1802CD 마이크로프로세서를 사용한다.[36] 광시야 및 행성용 카메라 (WFPC) 역시 RCA 1802(또는 아마도 구형의 1801) 마이크로프로세서를 사용했다.[37] WFPC-1은 1993년 Servicing Mission 1에서 WFPC-2로 대체되며, 2009년 Servicing Mission 4에서 광시야카메라 3(WFC3)로 교체되었다.
바람개비 은하
NASA와 유럽우주기구가 2006년 2월 28일 바람개비 은하를 매우 상세히 담은 영상을 공개했다. 당시 허블우주망원경이 촬영한 은하 사진 중에서 가장 크고 상세한 것이었다. 허블우주망원경이 51회 촬영한 사진에 별도의 지상망원경이 촬영한 사진 몇장을 이어붙인 형태이다.
허블 우주망원경
가장 큰 반사망원경 목록 가장 큰 적외선 망원경 목록 우주망원경 목록 허블 (2010년 다큐멘터리 영화)
허블 우주망원경
스피처는 경력의 상당 시간을 우주망원경의 개발에 힘썼다. 1962년, 그는 미국국립과학회의 한 보고서에서 우주 프로그램의 일환으로 우주망원경의 개발을 추천하였고, 1965년에는 거대우주망원경에 대한 과학적 목표를 정하는 업무의 위원회장으로 위임했다.[7]
허블 우주망원경
허블우주망원경의 유도 체계 역시 과학 기구로 사용되었다. 평상시에 정밀유도센서 (FGS) 세 개가 관측할 때 망원경을 정밀하게 조준하기 위해 사용되지만, 0.0003 초 이하의 정밀도를 달성할 수 있기 때문에 극도로 정밀한 천체측지에 쓰이기도 했다.[42]
허블 우주망원경
아마추어 관찰 시간 요청은 아마추어 천문학자들로 구성된 위원회에서 엄격하게 검토한다. 그리고 우주망원경의 특별한 관측 수행 능력을 필요로 하면서 전문가들의 계획과는 차별되며 순수하게 과학적 가치가 있다고 여겨지는 계획에만 시간이 할애된다. 1990년에서 1997년 사이에 13명의 아마추어 천문학자들이 망원경 사용 시간을 할애 받았으며, 그들의 요청 계획에 따라 관찰이 이루어졌다.[111] 그러한 연구 중에는 ""(전이 혜성-OH 방출에 대한 자외선 탐색)이 있다. 초창기 계획 제안으로 "A Hubble Space Telescope Study of Posteclipse Brightening and Albedo Changes on Io"(이오의 식후 증광 및 알베도 변화에 관한 허블우주망원경 연구)가 태양계 연구 전문 학술지 Icarus에 투고되기도 했다.[112] 다른 아마추어 연구진으로부터 제안된 두번째 계획 제안 역시 Icarus에 투고되었다.[113] 그 후 STScI의 예산 감축으로 아마추어 천문학자들의 연구를 지원하는 일이 어려워지면서 추가적으로 아마추어 계획이 실행되는 일은 없었다.[111][114]
우주 탐사
1990년 4월 24일 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)이 협력, 우주왕복선 디스커버리(Discovery)호에 허블우주망원경을 실어 발사시킴 1992년 8월 11일 국내 최초 인공위성 우리별 1호 발사 기아나 우주 센터에서 발사함 1993년 9월 26일 대한민국 카이스트에서 국내에서 2번째 인공위성 우리별 2호 발사
허블 우주망원경
2009년 애틀랜티스에서 이루어진 Servicing Mission 4는 HST에 대하여 마지막으로 계획된 우주왕복선 임무였다.[72][92] SM4에서 자료처리자장치의 대체품을 설치하였으며, ACS와 STIS 시스템의 수리 및 니켈수소전지의 성능을 향상시켰고, 그 외 여러 부속품을 교환하였다. 또한 두 대의 새로운 관측 기구, 광시야카메라 3 (WFC3)과 우주기원 분광카메라 (COS)를 설치하고[93] 연포획 및 랑데뷰 장치 Soft Capture and Rendezvous System를 설치하여 후일에 다른 유무인 임무를 통해 허블의 랑데뷰와 포획 및 안전한 처리를 가능하게 하였다.[94] 고장나서 수리가 불가능한 ACS의 고해상도 채널을 제외하고는[95][96][97] SM4의 모든 작업을 성공적으로 끝마쳤다. 망원경의 기능이 완전히 되살아나면서[72] 2018년 지금까지도 작동 중이다.[98]
허블 우주망원경
허블은 2015년 12월 11일에 사상 최초로 초신성이 다시 나타나는 것이 미리 예견된 현상을 촬영하였다. "레프스달" 이라는 별명이 붙은 이 초신성은 중력이 초신성의 빛을 굴절시키는 은하단의 여러가지 질량 모형을 사용하여 예측된 것이다. 이 초신성은 허블 프런티어 필즈 관측 계획의 일환으로서 2014년 11월에 MACS J1149.5+2223 은하단 뒤편에서 이미 관찰되었다. 천문학자들은 아인슈타인의 십자라고 불리는 배열로 초신성의 분열된 상 네 개를 발견하였다. 은하단의 빛은 지구에 도달하는데 약 50억 년이 걸리지만, 초신성은 대략 100억 년 전에 폭발했다. 레프스달의 재출현을 탐지함으로써 천문학자들은 특별한 기회를 얻었다. 은하단의 질량, 특히 암흑물질의 질량이 이 은하단에 어떻게 분포되어 있는지 그들이 가지고 있는 모형을 이용하여 검증할 수 있는 기회이다.[137]
폴라리스
폴라리스 B는 작은 망원경으로도 볼 수 있다. 1780년 윌리엄 허셜은 수제 반사 망원경을 이용하여 짝별 B를 발견하였다.(그의 망원경은 당대 가장 성능이 좋았다.) 이후 1929년 폴라리스 A의 스펙트럼을 조사하던 중 A와 매우 가까이 붙어 있는 제3의 천체 폴라리스 Ab(폴라리스 P)를 발견했다. 다만 무어·콜로도프스키는 이보다 전에 Ab의 존재를 예측한바 있다. 2006년 1월 NASA는 허블 우주 망원경으로 폴라리스를 찍었는데, 여기에는 앞에 기술한 성계 구성원 셋이 분리되어 찍혀 나왔다. 허블 망원경의 자료상 Aa와 Ab는 고작 18.5 천문단위 떨어져 있었는데(폴라리스 A로부터 약 28억 킬로미터 거리로 태양~천왕성 간격 정도이다.) 이렇게 가깝기 때문에 짝별의 빛은 훨씬 밝은 주인별에 묻혀 관측하기 힘들었던 것이다.
허블 우주망원경
허블으로 먼 우주를 들여다 볼 수 있는 특별한 창으로는 허블딥필드와 허블울트라딥필드, 그리고 허블익스트림딥필드가 있다. 이것들은 가시광선 파장에서 타의 추종을 불허하는 허블의 감도로 하늘의 작은 일부분을 사진에 담아낸 것으로, 지금까지 그 어떤 광학 대역에서 얻은 사진보다도 먼 곳을 담고 있다. 이 사진 속에는 수십억 광년 떨어져 있는 은하들이 담겨 있어 연구 대상으로서 수많은 연구 논문 작성에 도움을 주었으며, 초기 우주를 바라보는 새로운 창이 되었다. 광시야카메라 3은 이 영역들을 적외선과 자외선 대역에서 개선하여 MACS0647-JD와 같이 여태껏 발견된 천체 중 가장 먼 천체들의 발견에 도움을 주었다.
HD 140283
나이의 불확정성이 개선된 것은 허블 우주망원경으로 자세한 고유운동 수치를 구할 수 있게 된 점이 컸다. 허블 우주 망원경보다 이전에 히파르코스로 고유운동 수치를 구했는데 이후 허블 우주 망원경으로 이루어진 관측과 거의 차가 없음을 알게 되었다. 단, 불확정성은 히파르코스의 계산보다 5배 개선되었다.
허블 우주망원경
1986년 초, 그 해는 예정된 10월의 발사일까지 일정을 맞출 수 있을 것 같았다. 그렇지만 챌린저 참사로 미국의 우주 계획 중단과 동시에 우주왕복선의 발사도 중지되었고 허블의 발사 역시 수년 뒤로 미루도록 압박이 가해졌다. 발사가 다시 계획될 때까지 망원경은 청정실에 보관되어 있었고, 계속해서 동력을 공급받고 질소 퍼지 작업이 이루어졌다. 유지 작업에만 월간 약 600만 미국달러가 소요되었기 때문에 계획의 총지출이 더욱 커졌다. 역설적으로 발사 지연 덕분에 공학자들은 장비 전반에 대해 대대적인 시험을 행하고, 고장나기 쉬운 축전지를 대체하거나 다른 개선 작업을 할 시간을 가질 수 있었다.[50] 또 1986년에는 허블의 조작에 필요한 지상의 소프트웨어가 준비되지 않았으며, 1990년 발사까지 간신히 준비할 수 있었다.[51]
WFPC2
Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2)는 허블 우주 망원경(HST)의 초점면 중앙에 장착되어 있던 천문 관측용 CCD 카메라이다. 1993년 첫 번째 정비 임무(Service Mission) 때에 Wide Field and Planetary Camera (WF/PC-1)를 대신하여 장착된 이래, 수많은 광학 천문학 관측 자료를 생산해내었다. 허블 우주 망원경의 네 번째 정비 임무(Service Mission) 동안 광시야 카메라 3 (Wide Field Camera 3)와 교체됨으로써 역할을 종료하였다.
허셜 우주망원경
허셜우주망원경(Herschel Space Observatory)은 유럽 우주국에서 2009년 - 2013년 사이에 운용했던 우주망원경이다. 윌리엄 허셜과 캐롤라인 허셜 남매의 이름을 따왔다.
허블 우주망원경
결함의 발생 과정을 추정하기 위해 제트추진연구소의 류 앨런 소장을 필두로 조사위원회가 설립되었다. 앨런 조사위원회는 비구면 거울이 올바른 형태로 다듬을 때 사용하는 시험기기인 반사형 널커렉터[각주 2]가 제대로 조립되어 있지 않았음을 발견했다. 널커렉터의 렌즈 하나가 설계상 위치에서 1.3 mm 떨어진 곳에 설치된 것이다.[61] 처음 연삭 및 연마 작업에서 퍼킨엘머는 거울의 표면을 굴절형 널커렉터 두 개로 분석했다. 그런데 최종 공정 과정(거울면 수정 작업)에서 퍼킨엘머는 시험기기를 주문제작한 반사형 널커렉터로 바꾸었다. 허용 오차를 매우 작은 값으로 줄이기 위함이었다. 이 장치가 정확하지 않게 조립되면서 거울은 매우 정밀하면서도 잘못된 형태로 깎이는 결과를 낳았다. 기존의 널커렉터를 이용하여 수차례 행한 검증에서는 올바르게 구면수차가 잡혔지만, 이 검사 결과는 무시당했다. 거울에 이상 없음을 알린 최신식 반사형 널커렉터가 더 신뢰성 있고 정확했기 때문이다. 결함을 미연에 방지할 기회를 놓친 셈이었다.[62]
허블 우주망원경
우주망원경의 개념은 1923년이라는 이른 시기부터 등장했다. 허블은 1970년대에 투자 받아 1983년에 발사되기로 계획되었으나, 계획이 기술문제로 인한 지연과 예산 문제, 그리고 1986년 챌린저 참사로 난항을 겪는다. 1990년에 최종적으로 발사되었을 때, 허블의 주거울이 정확하지 않게 설치되지 않아 망원경의 성능에 지장을 주었다. 1993년 정비 임무를 통해 원래 설계되었던 성능으로 광학적 수정이 이루어졌다.
허블 우주망원경
허블우주망원경은 궤도에서 정기적인 정비와 장비 성능 개선 작업이 가능하도록 설계되었다. 그래서 기구와 수명이 짧은 부품은 궤도에서 교체 가능한 품목으로 고안되어 있다.[73] NASA의 우주왕복선을 통해 1993년 12월부터 2009년 5월까지 다섯 차례의 정비 임무(SM 1, 2, 3A, 3B, 4)가 이루어졌다.[74] 정비 임무는 망원경을 왕복선의 기계팔을 이용하여 낚아채는 방식의 비행으로 시작해서 작업 후 다시 조심스럽게 궤도로 되돌려 놓는 섬세한 작업이다. 우주비행사들이 4일에서 5일 동안 밧줄에 의지한 채 우주 유영을 수차례 하면서 필요한 정비 작업을 수행한다. 우주비행사들은 망원경을 육안으로 검사한 뒤에 고장나거나 열화된 부속품을 수리 및 교체하고, 장비의 성능을 개선시키며 새로운 기구를 설치한다. 작업이 완료되면 망원경은 보통 대기의 항력에 의해 발생된 궤도붕괴를 해결하기 위해 더 높은 궤도로 이동한 후에 우주선으로부터 분리된다.[75]
허블 우주망원경
허블은 우주비행사를 통해 우주에서 정비할 수 있도록 설계된 유일한 망원경이다. 1990년 우주왕복선 디스커버리의 발사 후, 주요 장비 다섯가지를 포함하여 망원경의 수리, 업그레이드, 시스템 대체를 위한 5회의 우주왕복선 임무가 뒤를 이었다. 다섯번째 임무는 2003년의 컬럼비아 참사 이후 안정성 차원에서 취소되기도 하였다. 하지만 공적인 논의가 빠르게 이루어진 뒤, 마이크 그리핀 NASA 국장이 다섯번째 정비 임무를 승인하여 2009년에 완수된다. 망원경은 2018년 현재도 운용 중이며, 2030년-2040년까지 계속 운용될 것이다.[3] 허블의 뒤를 잇는 제임스웹우주망원경 (JWST)은 2021년 3월에 발사될 예정이다.[4]
로체스터 대학교
로체스터 대학교는 광학과(Institute of Optics)가 있으며 미국에서 최초로 광학 교육을 실시하였다. 로체스터 대학교의 광학 연구소는 세계에서 가장 강력한 퓨전레이저 중 하나를 보유하고 있다. 2018년 부로 허블 망원경을 대체할 나사(NASA)의 제임스 웹 우주 망원경 개발에 수많은 로체스터 대학교 출신 동문들과 교수진들이 참여하고 있다.
미국 항공우주국
한편, 우주왕복선은 허블 우주 망원경(Hubble Space Telescope, HST)과 같은 획기적인 계획도 성공시켰다. HST는 NASA와 유럽 우주국(European Space Agency, ESA)의 공동 개발에 의해서 개발된 것으로, 이 계획의 성공에 의해서 타국 우주 기관과의 협력이라는 새로운 우주 개발 방법이 열렸다. HST에 소요된 예산은 20억 달러 이하로, 1990년에 가동을 시작한 이래, 수많은 선명한 천체 사진을 계속 보내 여러 과학자들에게 많은 도움을 주고 있는데, 그 중에서도 허블 딥 필드(Hubble Deep Field)는 특히 유명하다.
제임스 웨브 우주망원경
제임스 웹우주 망원경의 주된 임무는 적외선(우주 마이크로파 배경)을 조사해, 현재 관측 가능한 우주의 초기 상태에 대해 연구하는 것이다. 이 목적을 달성하기 위해 망원경에는 고감도 적외선 센서와 분광기 등이 탑재될 것이다. 망원경 설비 자체에서 나오는 적외선 방출 때문에 관측이 방해받는 일이 없게 하기 위해 장비들은 40켈빈(−233.15 °C)이라는 극저온 상태에 놓일 것이고, 또한 태양빛이나 지구와 달로부터 반사되는 빛도 피하기 위해 작게 접혀진 차광판이 부속하게 될 것이다. JWST는 허블 우주 망원경처럼 지구 주위를 도는 것이 아니라 지구에서 150만 km 떨어진 태양-지구의 L 라그랑주점에 위치하게 되는데, 그렇게 되면 망원경의 관측 시야에서 태양과 지구가 동일한 상대적 위치에 놓이게 되어 차광판이 제대로 역할을 수행할 수 있게 된다. 하지만 허블 우주 망원경이 지표로부터 610km라는 비교적 낮은 궤도상에 위치하고 있어 광학 기기에 이상이 있을 때 수리나 부품 교체가 가능했던 데 반해, JWST는 먼 거리 때문에 그럴 수 없다는 단점이 있다. 따라서 제임스 웨브 망원경에 문제가 생겨버리면 문제가 생긴 상태로 관측을 해야 한다.
허블 우주망원경
지구 저궤도에서 허블의 궤도는 고도 약 540 킬로미터에 있고 28.5˚의 경사를 갖는다.[48] 공전에 따른 허블의 위치는 정확하게 예측할 수 없는 방식으로 매 시간마다 변한다. 상부 대기의 밀도가 수많은 인자에 따라 변화하기 때문이다. 그래서 6주 동안 예측되는 허블의 위치는 최대 4,000 km까지 차이난다. 관측 일정은 일반적으로 단 며칠 전에 끝맺지만, 소요 시간이 길 경우 관찰 대상의 관찰 가능 시간이 오래 걸릴 수도 있다는 뜻이다.[49]
STS-125
이번 허블 우주 망원경을 수리하면 몇 년간은 계속 사용하지만 2018년에 제임스 웹 우주 망원경이 대체한다. 하지만 최대 2020년까지 수명이 연장될 예정이다.
허블 우주망원경
2017년, 트럼프 정부는 드림체이서 우주선을 유인화하여 2020년대에 허블을 정비하겠다는 시에라 네바다 코퍼레이션의 제안을 고민하고 있다. 허블의 과학적 임무 수행 능력을 연장하고 추후에 발사될 제임스웹우주망원경의 결함 우려를 대비하기 위함이다.[184]
허블 우주망원경
원래 NASA는 우주왕복선으로 허블을 실어서 안전하게 지상에 올려놓을 계획이었다. 그러면 허블은 아마도 스미소니언 연구소에 전시되었을 것이다. 이 계획은 우주왕복선단의 퇴역으로 취소되었다. 그리고 어떠한 경우에서도 천문학적인 임무 비용과 승무원들의 위험 때문에 계획을 추진하지 않았을 가능성이 더 컸다. 대신에 NASA는 외장의 추진 모듈을 설치하여 재진입을 유도하기로 결정했다.[183] 최종적으로 NASA는 연포획 및 랑데뷰 장치를 설치하여 유인 또는 무인 임무를 통해 궤도에서 벗어날 수 있도록 하였다.[94]
HD 207129
허블우주망원경에 장착된 첨단관측카메라(ACS)를 사용하여 가시광선 영역으로 관측한 결과 이 별 주위에 먼지 원반이 있음이 확인되었다. 스피처 우주 망원경에 있는 MIPS 기기를 이용하여 적외선 영역(70 마이크로미터)으로 관측하기도 했다. ACS의 사진에 따르면 먼지 원반의 반지름은 약 163 천문단위에 원반 폭은 약 30 천문단위이며 천구면에 대하여 60도 기울어져 있다.
허블 우주망원경
늘 그렇듯 우주망원경은 대중의 인식을 중요하게 의식해야 했다. 납세자들의 세금이 망원경의 건조와 운용 비용으로 상당히 많이 쓰였기 때문이다.[161] 거울의 결함 때문에 허블의 명성이 민중에게 심각하게 훼손되었던 초창기 이후로, 허블은 첫 정비 임무를 통해 교정된 광학계를 장착하면서 주목받을 만한 수많은 영상을 만들어내어 명성을 회복한다.
허블 우주망원경
1988년 우주왕복선 비행이 재개되면서 망원경의 발사는 1990년으로 예정된다. 1990년 4월 24일, 우주왕복선 디스커버리호가 STS-31 임무를 통해 망원경을 계획된 궤도까지 올리는데 성공했다.[52]
우주
허블 우주 망원경 천문대 UFO(미확인 비행 물체, Unidentified Flying Object) 에어리어51(Area 51, Nevada, USA) 스페이스셔틀(Space Shuttle) 미항공우주국(NASA; National Aeronautics and Space Administration) 우주 공간 세계 시공간
허블 우주망원경
분류:우주망원경 분류:에드윈 허블
허블 우주망원경
거울의 결함이 과학 관측에 끼친 영향은 심각했다. 고해상도 관측은 기준 설계값에서 벗어난 PSF의 핵(천체의 상)이 뚜렷하게 보이는 밝은 천체 같은 특정한 천체들의 관측만 가능했다. 그나마 점광원의 분광 관측은 감도의 손실에만 그쳤다. 그럼에도 집광손실이 너무 커서 초점에서 벗어나서 생기는 광채 out-of-focus halo 때문에 희미한 천체나 높은 대비 영상 촬영에 대해서 망원경의 성능을 심각하게 훼손시켰다. 이 사실은 허블에 계획된 거의 모든 우주론적 관측 계획이 불가능하게 되었다는 것을 의미했다. 우주론 계획을 진행하기 위해서는 멀리 있는 희미한 천체들을 관측해야하기 때문이다.[60] NASA와 허블망원경은 대외적으로 웃음거리가 되었으며, 우주망원경 계획은 애물단지로 취급되었다. 일례로 1991년 코미디 영화 총알탄 사나이 2: 공포의 낌새 The Naked Gun 2½: The Smell of Fear에서 허블은 루시타니아호와 힌덴부르크선, 포드 엣젤과 같은 애물단지들과 함께 벽걸이 액자에 등장했다.[58] 그렇지만 허블은 임무 개시 후 3년 동안 광학 교정 없이도 수요가 적은 표적들에 대해서 수많은 관측을 이루었다.[59] 망원경의 결함이 명확하고 안정적이었기 때문에 천문학자들은 디컨벌루션[각주 1]과 같은 최신 영상처리 기술을을 통해 거울의 결함을 부분적으로 보정할 수 있었다.[60]
허블 우주망원경
허블은 극도로 희박하긴 해도 지구 대기 상층부에서 지구를 공전하고 있기 때문에 항력 때문에 시간에 따라 궤도가 무너지고 있다. 선체의 고도를 다시 올려놓지 않는다면 위성은 수십년 내에 지구의 대기 하층부로 진입하여 추락한다. 정확한 날짜는 태양의 활동과, 활동이 대기 상층부에 얼마나 영향을 주는가에 달려있다. 비유도 진입 방식으로만 허블의 고도를 낮출 계획이면 주거울과 그 지지 구조물의 파편이 추락 과정에서 소멸하지 않고 지상에 도달하여 심하면 사망에 이르는 인적 피해를 입힐 수 있다.[180] 2013년에 계획부서 차장 제임스 일레틱은 허블이 2020년대까지 살아남을 것이라는 전망을 내놓았다.[3] 허블은 태양의 활동과 대기의 항력 때문에 2028년에서 2040년 사이에 자연적으로 대기로 재진입할 것이다.[3][181] 2016년 6월, NASA는 허블의 운용 일정을 2021년 6월까지로 연장했다.[182]
허블 우주망원경
허블이 관찰한 자료는 천문학에 긍정적인 영향을 끼쳤다. 허블의 자료를 기초로 15,000 편이 넘는 논문이 피어리뷰 학술지에 투고되었으며,[140] 컨퍼런스 프로시딩에 있는 것까지 합하면 셀 수 없이 많다. 이러한 연구들이 발표된 후 수 년 동안 여러 논문의 인용 조사를 해보면, 인용되지 않는 천문학 논문은 모든 천문학 논문의 약 3분의 1에 달하는데 비하여, 허블의 자료에 근거한 천문학 논문 중에 인용되지 않는 논문은 고작 2% 밖에 되지 않는다. 평균적으로 허블의 자료를 근거로 하는 논문은 허블의 자료를 쓰지 않는 논문보다 약 두 배 정도 많이 인용된다. 매년 투고되는 논문 중 가장 많이 인용되는 200 편의 논문의 약 10%가 허블의 자료를 기초로 한 것이다.[141]
명왕성
현재의 지도는 훨씬 높은 분해능을 가지는 허블 우주 망원경을 이용해 만들어낸 것으로, 수백 킬로미터 단위의 변화를 확인할 수 있고, 극지방과 가장 밝은 지역을 확인할 수 있는 등 조금 더 상세하다.[30][31] 이 지도를 만드는 데에도 허블 망원경이 보내온 몇 픽셀에 가장 잘 맞는 표면 지도를 찾기 위해서 매우 복잡한 컴퓨터 처리가 필요했다.[32] 여기에 사용된 허블 망원경의 2개 카메라는 더이상 작동하지 않기 때문에, 2015년까지는 이 지도가 명왕성의 가장 정밀한 지도가 될 것이다.[32]
허블 우주망원경
STScI의 1대 소장인 리카르도 지아코니는 1986년에 아마추어 천문학자들이 허블망원경을 이용할 수 있도록 자신의 책임자 재량 시간 일부를 공헌할 것이라 발표했다. 그에게 할당된 시간은 주기당 몇시간 밖에 되지 않으나 아마추어 천문학자들의 흥미를 불러일으키기에는 충분했다.[110]
확장 그로트 띠
확장 그로트 띠(Extended Groth Strip)는 허블 우주 망원경으로 큰곰자리의 작은 영역을 찍은 사진을 말한다. 영역의 크기는 너비가 70 분각이며 폭은 10 분각이다. 이 시야각은 대략 손을 쭉 편 상태에서 바라 본 손가락의 면적 정도에 해당한다. 이 사진은 2004년 6월부터 2005년 3월까지 다른 지점 63군데를 향하여, 허블 우주 망원경에 탑재된 탐사용 고성능 카메라(ACS, Advanced Camera for Surveys)로 500번에 걸친 노출을 통해 찍은 사진들을 조합한 것이다.
허블 우주망원경
조사위원회는 주로 퍼킨엘머의 실수에 대하여 책망하였다. NASA와 퍼킨엘머는 망원경 건조 과정에서 심각하게 관계가 틀어졌었다. 계속된 일정 연기와 비용 초과 때문이었다. NASA는 퍼킨엘머가 거울의 제작을 충분히 검토하고 감독하지 않았음을 알아냈다. 또 계획에 숙련된 전문 광학 과학자들을 (프로토타입 계획과 마찬가지로)배정하지 않았으며, 특히 거울의 제작과 검사 과정에서 광학설계원을 제외했다는 사실도 드러났다. 조사위원회가 퍼킨엘머를 그러한 관리상 실수로 크게 비판하는 동안 NASA 역시 기구 하나의 검사 결과만을 완전히 신뢰했던 것처럼 품질관리상 결점을 알아내지 않아 비판 받았다.[63]
KH-12
망원경 주반사경의 크기는 직경 2.9-3.1 m 으로서, 직경 2.3 m 인 KH-11 보다 좀 더 커졌다. 허블 망원경의 주반사경 직경은 2.4 m 이다.
조드럴 뱅크 천문대
유성(流星) 연구와 관련된 탐사에서 업적을 인정받아 맨체스터 대학교 전파천문학 교수로 승진, 재직(1951~1980)하면서 더욱 크고 정교한 전파망원경을 계획 및 제작하기 시작하여 1957년에 세계에서 가장 큰 구경 76.2m의 포물선형 러벨 (Lovell) 전파망원경을 완성하였다. 러벨이 이 망원경을 만든 이유는 1957년 10월 4일 발사하기로 한 소련의 스푸트니크 1호를 추적하려는 의도에서 시작되었다.
조드럴 뱅크 천문대가 소유한 대표 망원경은 러벨(구경 76.2m), 마크2 (구경 38.1m), 마크3 이고 마크4 (구경 300m), 마크5 (구경 150m), 마크6 (구경 114m) 제작 계획중에 있다.
굴절 망원경
케플러식 망원경은 1611년에 요하네스 케플러가 발명한 망원경으로, 갈릴레오의 망원경을 발전시킨 것이다. 케플러식 망원경은 갈릴레오의 망원경이 접안 렌즈에 오목 렌즈를 사용한 것과 달리 볼록 렌즈를 사용했다.
라이트 판타스틱
[[파일:HST-SM4.jpeg|180px|thumb|[[애틀랜티스 우주왕복선]] [[STS-125]]에서 촬영한 허블 우주 망원경. (2009년 5월 19)]]
빛은 신과 기적이 필요하지 않은 세상의 역사에 대한 증거를 제공해 주었다. 이제, 빛은 우주의 기원인 수십억 년 전까지 거슬러 올라갈 수 있다. 허블 우주 망원경은 우리가 가지고
있는 가장 강력한 망원경이다. 그 안에는 허셜의 직경 2.4m의 거대한 거울이 들어있다. 과학자들은 정말로 믿기 힘든 것을 밝혀내기 위해 망원경을 사용한다. 바로 하늘에서 가장 오래된, [[빅뱅]] 직후에 태어난 130억 년 전의 별을 [[허블 우주망원경]]을 사용하여 볼 수 있다.
허블 우주망원경
결함 사진의 분석 결과 주거울이 잘못된 형태로 연마된 것이 문제의 원인으로 밝혀졌다. 거울은 표면의 고저차가 약 10 나노미터로 당시 가장 정밀하게 설계된 광학 거울이었으나,[20] 시야계에서 약 2,200 나노미터로 너무 평탄했다.[56] 이 차이는 파국적이어서 거울의 가장자리에서 반사된 빛이 맺치는 초점이 거울 중심에서 반사된 빛이 맺히는 초점의 위치가 일치하지 않는 결함, 즉 구면수차를 심각하게 일으켰다.[57]
허블 우주망원경
허블은 과학적 성과 외에 항공우주공학, 특히 지구 저궤도에서 시스템의 성능에 상당히 많은 기여를 하기도 했다. 궤도에서 허블의 수명이 길고 사용하는 기기장치가 다양하기 때문에 상세하게 연구할 수 있도록 조립체들을 지구로 되돌려 보낸 덕이다. 허블은 특히 진공에서 흑연 합성 구조의 행동과 잔여 기체 및 유인 정비로 인한 광학오염 및 전자기기와 센서의 복사 손상, 다층 단열재의 장기간 변화의 연구에 많은 기여를 했다.[145] 공학적으로 배울 수 있었던 교훈 중에서는 현수유체 suspension fluid를 공급하기 위해 가압산소를 써서 조립하면 전선이 부식되어 자이로스코프가 고장날 위험이 있다는 사실이 있다. 지금 사용되는 허블의 자이로스코프는 가압질소를 이용해 조립되었다.[146]
에드윈 허블
에드윈 파월 허블(, 1889년 11월 20일 ~ 1953년 9월 28일)은 미국의 천문학자이다. 그의 업적은 크게 두 가지가 있다.
그는 1921년 경 세페이드 변광성을 이용하여 우주의 크기를 재었다. 이 발견은 후에 할로 섀플리와 히버 커티스의 대논쟁을 종결하는 데 근거로 쓰였다. 또한, 그는 1929년 경 은하를 관측하여 스펙트럼의 선에 나타나는 적색 편이를 시선 속도라고 해석하고, 후퇴하는 속도가 은하 간 거리에 비례한다는 허블의 법칙을 발표하였다. 이는 우주가 팽창한다는 사실을 뒷받침하여 이후 대폭발 이론의 기초가 된다.
그의 발견 때문에 그는 여러 영예를 누렸다. 허블 우주 망원경은 그의 이름을 따서 명명하였다.
30 미터 망원경
TMT는 Thirty Meter Telescope의 약자로, 미국의 캘리포니아 공과대학, 캘리포니아 주립대학 연합, 캐나다 학연 연합(ACURA)가 추진하고 있는 거대망원경 건설 사업이다. 망원경의 구경이 30미터이므로 이런 이름이 붙었으며, 하와이 마우나키아 천체관측단지에 있는 구경 10미터 쌍둥이 망원경인 켁(Keck) 망원경의 후속 망원경이라고 보면 된다. 즉, 켁 망원경이 허블 우주망원경과 연동하여 우주를 연구할 의도로 건설되었다면, TMT 망원경은 2019년에 발사될 계획인 차세대 우주망원경인 제임스웹 우주망원경(JWST)과 연계할 의도를 갖고 있다.
2001년 미국의 국가 연구 평의회(NRC;National Research Council)는 "새 천년의 천문학과 천체물리학"이란 보고서에서 21세기에 인류가 도전해야할 천문학 분야의 중점 연구 과제들을 제시하였다. TMT는 그 문제를 풀기 위한 일환으로 추진되고 있다.
허블 우주망원경
허블우주망원경은 우주재단 으로부터 대외활동 방면에서 2001년과 2010년에 두 번의 우주성과상 Space Achievement Award을 입상했다.[164]
그레이엄 산 국제 천문대
천문대는 1989년에 세워지기 시작하였다. 현재는 3개 과학 기관을 위한 시설을 운영중이다. 바티칸 고급 기술 망원경과 하인리히 헤르츠 서브밀리미터 망원경은 1993년부터 운용되었다. 세계에서 가장 크고 강력한 부류의 망원경인 대구경 쌍안경은 2009년 이후로 운용이 계획되어 있다.
KH-11
허블 망원경과 모양과 크기가 비슷하다고 알려져 있다.
코페르니쿠스 혁명
갈릴레이는 1608년 10월에 네덜란드의 안경 제작자 한스 리퍼리가 멀리서 볼 수 있는 기구를 제작했다는 소식을 전해들었다. 당시 갈릴레이는 스스로 공방을 차려 과학 기구도 제작하고, 그것을 설명하는 책도 출간하였는데, 망원경에 대한 이야기를 전해듣고서 두 개의 렌즈로 망원경을 제작하였다. 그는 최초의 망원경으로 하늘을 올려다보았고, 그 결과 아리스토텔레스-프톨레마이오스의 우주 구조와 상반되는 많은 사실들을 알아내었다.
30 미터 망원경
2008년 6월까지 예비 설계 마치고, 2009년 4월에 건설을 시작할 계획이다. 2020년대 완성될 것으로 예상된다. 그러나 현재 하와이 원주민들의 건설 부지 점령, 단식농성, 집회, 부지 갈아엎기 등으로 현재 건설이 크게 지연되고 있다.하와이 마우나키아에 현재 건설되고 있으나 하와이 원주민들의 강력한 TMT 건설 반대 시위로 인해 건설이 늦어지고 있다.
거대마젤란망원경과 비슷하다. 왜냐하면, 미국의 국가 연구 평의회(National Research Council)에서 제출한 "새 천년의 천문학과 천체물리학"이란 보고서에서 제시한 과제를 연구하기 위해 거대망원경들과 우주망원경이 계획된 것이기 때문이다.무어 재단 (Intel 창업자 가운데 하나인 Moore가 설립한 재단)
허블 우주망원경
발사 당시 허블우주망원경에 갖추어진 과학 기구 다섯대로는 광시야 및 행성용 카메라 Wide Field and Planetary Camera (WF/PC), 고다드 고해상도 분광카메라 Goddard High Resolution Spectrograph (GHRS), 고속광도계 High Speed Photometer (HSP), 암천체 분광카메라 Faint Object Spectrograph (FOS)가 있었다.
허블 우주망원경
WF/PC는 주로 광학 관측용으로 고안된 고해상도 촬영 장비였다. NASA의 제트추진연구소에서 제작되었으며 특별한 천체물리학적 관심 대상의 선스펙트럼을 분리하기 위한 48개의 필터 세트로 이루어져 있다. 이 기구는 여덟개의 전하결합소자 (CCD)칩으로 이루어져 있으며, 각각 4개의 CCD를 사용하는 카메라 두 개로 나뉘어진다. 각 CCD는 0.64 메가픽셀의 해상도를 갖는다.[38] "광시야 카메라" wide field camera (WFC)가 분해능을 희생하여 넓은 각범위의 영역을 담당한 반면, "행성용 카메라" planetary camera (PC)는 WF칩보다 더 길고 효율적인 초점길이로 사진을 촬영함으로써 훨씬 높은 배율을 제공한다.[39]
허블 우주망원경
허블우주망원경의 기술적 지원은 NASA와 함께 STScI의 남쪽으로 48 km 떨어진 곳 메릴랜드 그린벨트의 고다드우주비행센터에 있는 하청업체에 의해 이루어진다. 허블의 임무는 허블비행임무팀의 비행조작조 4개조가 24시간 내내 번갈아가며 감시한다.[47]