거대 마젤란 망원경
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1. 개요[편집]
거대 마젤란 망원경(Giant Magellan Telescope, GMT)은 2025년에 완공 예정인 광학 망원경이다. 예정대로 완공될 경우 세계 최대의 광학 망원경이 되지만, 이보다 더 큰 E-ELT(유럽 초대형 망원경) 계획과 TMT(30 m 망원경) 계획이 진행 중이라 '세계 최대 광학 망원경'을 유지하는 시간은 얼마 되지 않는다.
참고로 같은 위치에 각각 2000년, 2002년 건설된 2개의 '마젤란 망원경(Magellan Telescopes)'이 이미 동작하고 있다. 이 2개의 망원경은 직경 6.5m 급이다. GMT는 이 망원경의 후계기인 셈이다.
2. 상세[편집]
초대형 지상 천체 망원경을 건설하는 국제 프로젝트로 한국에선 한국천문연구원이 참여하였다. 기존의 최대 지상 망원경의 직경이 10 m 남짓한데 반해, 거대 마젤란 망원경은 8.4 m급 반사판 7개를 벌집 모양으로 배치하여[1] 22 m급 집광 면적과 25 m급 해상력을 갖춤을 목표로 하였다. 2000년대 초반 설계에 착수해 2020년대 초 가동 예정이다. 약 20년을 넘게 기획 및 건설하는 대형 프로젝트.
하와이의 Keck 망원경 등 구경 10 m 안팎인 대형 망원경 몇 개가 20세기 말에 건설되어 운용되는데, 22 m급 거대 마젤란 망원경이 완성되면 기존의 대형 망원경과는 차원이 다른 새로운 극대형 망원경 클래스의 첫 주자로서 21세기 천체관측의 새로운 시대를 열리란 기대를 받는다. 거대 마젤란 망원경에는 주경에서 반사된 빛을 다시 모아서 초점을 맺게 해주는 '부경'이 필요한데, 한국표준과학연구원 우주광학센터가 부경 공급 국제입찰에 성공해 1미터급 보조망원경(부경) 9장을 공급한다.#1#2 미국이 공급하는 주경보다야 작지만, 직경 1 m짜리 반사경을 10나노미터 남짓한 정밀도로 깎아 가공하려면 고도의 기술이 필요하다. 한국표준과학연구원 우주광학센터는 이미 아리랑 다목적 위성 비구면 반사경을 국산화한 경력이 있다.
건설될 곳은 칠레의 라스 캄파나스(Las Campanas). 지상 천체 망원경을 건설하기에 최적의 장소는 도심의 빛이 전혀 없고 연중 날씨가 쾌청하고 비가 거의 오지 않으며 고도가 높아 공기가 희박한 데다 앞으로 주변에 개발계획도 거의 없는 곳이다. 더불어서 해당 국가 또한 최소한도 이상으로 개발되어야 하거니와 주변 정세 또한 안정되어 안전하게 건설하고 운영할 수 있는 지역이어야만 한다. 이런 조건들을 만족하는 몇몇 후보지들 중에서 라스 캄파나스를 골라 건설 중이다.
망원경 시설의 무게만 1천 톤이 넘는데, 쉘터까지 회전해야 하기 때문에 이것저것 따지면 회전시켜야 하는 무게는 2700톤에 육박한다. 그런 규모인데도 빛의 집광성을 유지하기 위해서 거울의 흔들림을 마이크로미터 단위로 제어하는 최첨단 기술을 동원해서 제작한다. 허블 우주 망원경보다 해상도를 10배 이상 올릴 수 있어서, 우주의 나이가 불과 수억 년에 불과할 때의[2] 천체를 관측할 수 있게 설계하였다. 우주 초기 생성 과정과 관련된 천문학 연구의 돌파구 역할을 하리라 기대되고 있다.
특이하게 대형 천체 망원경으로는 잘 쓰이지 않는 Gregorian 광학계[3] 방식을 선택했다. 천체망원경에 흔히 쓰이는 볼록거울을 부경으로 쓰는 카세그레인식보다 다소 경통이 길어지지만 오목거울이 볼록거울보다 만들기 쉽고 잡광을 차단하기 쉽다. 다른 대형 망원경에 잘 쓰이는 Ritchey–Chrétien 방식이나 Korsch 방식에 비해 간단해서 제작비용이 적게 들지만 다소 수차나 분해능이 떨어지는 단점도 있다. 하지만 비교적 시야각이 넓고[4] 능동광학장치를 작은 부경에 설치할 수 있어 제작비도 적게 들뿐 아니라 또 다른 광학적 교정기술을 쓸 때 더 복잡한 광학계 방식보다 융통성이 있다고 판단해서 비용과 성능을 따져 채택했다.
한국천문연구원이 비용 중 10% 정도 지분을 대고 참여했기 때문에# 1년 중 한 달 정도를 이용할 권리가 있다. 자그마치 허블 망원경보다 10배나 해상력이 좋은 망원경을 한국 천문학자들이 한 달 동안 사용할 수 있는 것이다.
완전히 완성하려면 10억 달러(한화 약 1조 3천억 원) 정도 필요하다. 하지만 아직 5억 달러 정도만 조달돼서 일단 거울 4개 정도 설치하여 2023년쯤 첫 관측을 한 뒤, 망원경이 가동을 시작하면 추가로 5억 달러 정도를 더 모금해 2026년쯤 7장을 모두 설치해 완성할 예정이다. 제임스 웹 우주 망원경 같은 단위수가 다른 프로젝트에 비하면 약소한(?) 금액이지만, 이런 대형 망원경 건설은 언제나 자금 모금이 가장 문제다. 워낙 오지에 건설되는 만큼 비용이 만만치 않다. 10억 달러를 '약소한 금액'으로 취급할 수 있는 단체는 그리 많지 않다. 더구나 돈 버는 사업이 아닌 학문연구 용도로 쓸 테니 10억 달러를 모금한다고 하면 턱 내놓을 단체는 더더욱 없다. 한국천문연구원 외에 미국의 카네기 재단, 스미소니언 재단, 하버드 대학교, 애리조나 대학교, 텍사스 대학교 오스틴, 텍사스 A&M 대학교, 시카고 대학교, 호주천문재단, 호주 국립대학교, 상파울루 연구재단 등 11개 기관이 2009년 컨소시엄을 구성해 건설을 추진 중이다.
2015년 설계가 끝났다고 발표되었고 오는 2026년 완공을 목표로 제작할 예정이었지만 자금 조달 등 여러가지로 지연되어 첫 관측(first light)이 2029년으로 밀려났다. 현재 아직 땅을 파는 단계만 끝났고 아직 기초공사나 건물 등 콘크리트 구조는 전혀 진행되지 않았다. 망원경 지지 구조물도 막 계약이 끝나 2025년에 설치될 예정. 거울도 정비를 위한 교체용 1개를 더한 총 8개 중 5번째가 제작 중이다.
3. 비슷한 망원경[편집]
건설 중인 유사한 규모의 초거대망원경으로는 미국 캘리포니아 공대 등이 건설을 추진 중인 30미터 망원경(Thirty Meter Telescope, 일명 TMT)이 있다. 합성 구경은 30 m로 1.4 m 거울 492장을 모아서 만들고 있다. 건설비는 12억 달러 가량. TMT는 원래 하와이에 건설을 추진하였으나 원주민들이 강력히 반대하여 계속 지연되다가, 2018년 10월 하와이 주 대법원에서 건설단 측의 손을 들어주어 착공이 가능해졌다. 하지만 이미 많이 지연되어 빨라도 2020년대 후반이 되어서야 완성될 수 있을 듯하다. 2027년 예정. 중국, 일본, 인도 등이 참여하였다.
유럽남천문대(ESO)가 칠레에 건설 중인 유럽극대망원경 (European Extremely Large Telescope; E-ELT)은 합성 구경이 39 m이고, 2014년에 건설에 착수했으며, 2025년에 첫 관측을 시작할 예정이다. 건설비는 14억 달러 가량이다. 구경이 39m라는 점에서 알 수 있듯 차세대 3대 망원경 중 크기가 가장 크고 성능도 그만큼 뛰어날 것이다.
거대 마젤란 망원경은 21세기급 초거대 3대 망원경 중에서는 제일 작고 제일 늦기는 하지만 비용이 7억 달러로 비교적 적게 들어 간다.
차세대 3대 망원경의 반사경 크기 비교 그림
제일 왼쪽에 위치한 GMT가 거대 마젤란 망원경이다.
그외 천체 망원경들과의 반사경의 크기 비교 그림 오른쪽 아래 농구장의 왼쪽 위에 7장짜리가 거대 마젤란 망원경이다.
4. 대중 매체에서의 등장[편집]
네이버 웹툰 테러맨 37화의 마지막에 이 망원경이 잠시 나온다.
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