나사(NASA·미 항공우주국)의 제임스 웹 우주 망원경은 6.5m의 거대한 주경과 관측을 방해하는 대기가 없는 우주 관측의 장점을 유감없이 발휘하며 우주의 비밀을 파헤치고 있다. 하지만 그렇다고 해서 모든 천문 연구가 하나의 우주 망원경에만 기대어 진행될 수는 없다. 나사는 2027년 발사를 목표로 차세대 우주 망원경인 ‘낸시 그레이스 로먼 우주 망원경’(Nancy Grace Roman Space Telescope·이하 로먼 우주 망원경)을 준비하고 있다.
조립이 완료된 상태에서 태양 전지 패널을 펼친 낸시 그레이스 로먼 우주 망원경. 나사 제공
로먼 우주 망원경은 허블 우주 망원경의 어머니로 불리는 과학자 낸시 그레이스 로먼의 이름을 딴 우주 망원경이다. 본래는 광각 적외선 우주망원경(Wide-Field Infrared Survey Telescope·WFIRST)이라고 불리다가 2020년 그녀의 업적을 기리기 위해 낸시 그레이스 로먼 우주 망원경으로 명명됐다.
로먼 우주 망원경은 허블과 몇몇 공통점을 갖는다. 예컨대 주경의 지름이 2.4m로 동일하다. 그러나 로먼은 허블보다 훨씬 진보된 설계가 적용됐다. 로먼은 가시광과 근적외선(IR) 영역(약 0.48~2.3µm 범위) 관측이 가능하여, 허블처럼 가시광 대역뿐 아니라 적외선도 함께 관측할 수 있다.
제임스 웹 우주 망원경은 좁은 영역을 크게 확대하는 데 유리하지만, 대신 시야가 좁다. 로먼 우주 망원경의 가장 큰 장점은 3억 화소의 이미지 센서를 이용한 넓은 시야다. 이 망원경은 한 번에 허블 우주 망원경의 100배에 달하는 영역을 관측할 수 있다. 로먼의 가시광 및 적외선 영역(0.48~2.30µm) 관측 장비인 WFI(Wide Field Instrument)는 하루 10TB가 넘는 데이터를 지구로 전송할 수 있다. 별이나 은하 하나를 자세히 보는 대신 엄청난 숫자의 별과 은하를 한꺼번에 관측해 빅데이터 분석이 가능해진다.
로먼 우주 망원경의 기본 임무는 5년이며 지구-태양 라그랑주점(L2)에서 관측하게 된다. 임무 기간 중 지구로 전송할 데이터는 2만 테라바이트(TB)에 달한다. 따라서 과거 허블 우주 망원경처럼 데이터를 서버에 저장했다가 연구자가 직접 다운로드받는 방식 대신 클라우드 방식으로 데이터를 분산하고 필요한 데이터를 각 연구자가 활용하는 방식이 사용된다. 이 방대한 관측 데이터는 여전히 수수께끼인 암흑에너지의 정체를 밝히고 은하의 진화와 팽창의 비밀을 푸는 데 활용된다.
로먼 우주 망원경의 또 다른 주요 목표는 지구 같은 외계 행성을 찾아내는 것이다. 이를 위해 로먼 우주 망원경은 코로나그래프 장비를 갖추고 있다. 행성의 빛은 별빛에 비해 너무 약하기 때문에 아무리 강력한 망원경이라도 쉽게 포착하기 힘들다. 따라서 별빛을 가리는 장비를 이용해 희미한 행성의 빛을 직접 포착하여 대기를 지니고 있는지, 생명체가 살 수 있는 환경인지를 검증하는 연구를 진행할 계획이다.
로먼 우주 망원경의 임무 목표. 나사 제공
과학자들은 엄청난 데이터를 생성할 수 있는 로먼 우주 망원경이 빅데이터 우주 연구의 시대를 열 것으로 기대하고 있다. 2019년 트럼프 행정부의 나사 예산 삭감으로 한때 로먼 우주 망원경 프로젝트가 위기라는 관측이 나오기도 했지만, 2023년 11월 25일 조립이 완성되며 한시름 놓은 상태다. 이미 조립이 완성된 망원경의 발사가 취소될 가능성은 낮기 때문이다.
모든 일이 순조롭게 진행된다면 로먼 우주 망원경은 2026년 발사 테스트 시설로 옮겨져 완성된 망원경이 발사 시 충격과 진동에 견딜 수 있는지 검증하는 최종 테스트 작업을 거치게 된다. 그리고 여기서 합격하면 2027년 스페이스 X의 팔콘 헤비 로켓을 통해 우주로 발사될 예정이다. 허블이 그랬고 제임스 웹이 그랬던 것처럼 로먼 우주 망원경에서도 우주를 향한 인류의 여정이 멈추지 않고 계속될 것으로 기대한다.