허블 우주망원경이 30년 넘게 찍어온 하늘의 면적, 로먼 우주망원경은 단 한 번의 관측으로 다 담아낸다. 주경 크기는 똑같이 2.4미터인데, 시야각을 100배 늘린 설계 덕분이다. NASA가 준비 중인 이 차세대 망원경, 암흑에너지 지도를 그리고 외계행성을 찾는 건 기본이고 지구를 위협할 소행성 탐지에도 투입될 예정이다.
로먼 우주망원경이란
정식 이름은 낸시 그레이스 로먼 우주망원경(Nancy Grace Roman Space Telescope). NASA 최초의 수석 천문학자, 낸시 그레이스 로먼의 이름을 그대로 땄다. 개발 초기에는 광시야 적외선 서베이 망원경, 줄여서 WFIRST라 불렸다. 주경 지름은 허블과 같은 2.4미터. 하지만 카메라 시야각을 100배 넘게 넓혀서, 훨씬 넓은 하늘을 한 번에 찍어낸다.
- 주경 지름: 2.4m (허블과 동일)
- 관측 파장: 가시광선~근적외선
- 주요 임무: 암흑에너지 관측, 외계행성 탐사, 소행성 탐지
- 목표 궤도: 태양-지구 라그랑주점(L2)
허블·제임스웹과 뭐가 다른가
세 망원경, 애초에 목적이 다르다. 허블은 근지구 궤도를 돌면서 가시광선으로 정밀 관측을 해왔고, 제임스웹은 적외선에 집중해서 초기 우주의 희미한 은하를 잡아낸다. 로먼은 이 둘 사이 어딘가에 있다. 해상도는 허블만큼 유지하면서, 훨씬 넓은 영역을 빠르게 훑는 서베이용으로 태어났다.
- 허블: 좁은 시야, 정밀 관측, 근지구 궤도, 1990년 발사
- 제임스웹: 적외선 특화, 초기 우주·외계행성 대기 관측, L2 궤도
- 로먼: 광시야 서베이, 암흑에너지·소행성 탐지, L2 궤도 예정
같은 사진 한 장, 허블이 며칠씩 걸려 찍는 걸 로먼은 며칠 만에 은하 수억 개짜리 지도로 뽑아낸다는 계산이 나온다. 격차, 꽤 크다. 솔직히 스펙만 보면 좀 사기적이다.
암흑에너지, 어떻게 잡아내나
우주 팽창이 점점 빨라지는 이유로 지목되는 암흑에너지, 눈으로는 절대 안 보인다. 로먼은 세 가지 간접 관측 방식을 겹쳐서 그 흔적을 쫓는다.
- 초신성 관측: 밝기가 일정한 Ia형 초신성까지 거리를 재서 우주 팽창 속도를 계산
- 중력렌즈 효과: 먼 은하의 빛이 앞쪽 은하단 중력에 휘는 정도로 암흑물질 분포를 추정
- 은하 분포 지도: 은하 수억 개의 위치를 3차원으로 기록해 우주 거대구조 변화를 추적
이 세 방식을 한꺼번에 적용하는 서베이, 로먼이 처음이다. 지상 망원경이나 허블은 시야가 좁아서 통계적으로 쓸 만한 표본을 모으는 데만 수십 년이 걸렸다.
소행성까지 찾는다고?
로먼의 광시야 근적외선 카메라, 어두운 소행성 찾는 데도 유리하다. 태양빛을 조금밖에 반사 못 하는 작은 천체는 가시광선보다 적외선에서 더 잘 드러나기 때문. 지구근접천체(NEO) 탐색은 원래 지상 망원경과 NEOWISE 같은 적외선 위성이 맡아왔는데, 로먼은 이보다 넓은 영역을 짧은 시간에 훑어낸다는 점에서 행성방위 임무의 조연 역할까지 기대를 받는다.
지름 140m 이상 소행성 중에서도 아직 궤도가 안 잡힌 천체가 꽤 남아있다는 게 NASA 쪽 설명이다. 로먼이 모은 서베이 데이터, 이런 미확인 천체를 찾아내는 부산물로 쓰일 가능성이 크다.
발사는 언제, 어디로
로먼은 팰컨 헤비 로켓에 실려 올라갈 예정이고, 목적지는 제임스웹과 똑같은 태양-지구 라그랑주점 2(L2)다. 지구에서 약 150만km 떨어진 이 지점, 태양과 지구의 중력이 딱 맞아떨어져서 연료를 적게 쓰면서도 안정적인 관측 궤도를 유지한다.
개발 과정에서 예산 삭감 얘기가 몇 번이나 나왔지만, 하드웨어 조립과 시험 단계까지 진행되면서 프로젝트 자체는 살아남았다. 사실 이런 대형 프로젝트치고는 이 정도면 순탄하게 온 편이다. 발사 시점은 상황에 따라 밀릴 여지가 있는 만큼, 정확한 일정은 NASA 공식 발표를 확인하는 게 낫다.
남은 변수들, 다음 수순은
로먼 다음에도 우주망원경 개발은 계속된다. NASA는 지구형 외계행성을 직접 사진으로 찍는 걸 목표로 한 차세대 프로젝트, 해비터블 월드 옵저버토리를 구상 중이다. 유럽우주국(ESA)의 유클리드 망원경도 이미 암흑에너지 관측을 병행하고 있고. 로먼과 유클리드의 관측 데이터를 서로 대조하면, 암흑에너지 모델의 정확도가 한층 올라갈 걸로 보인다.
예산 정책이 바뀌거나 발사체 일정이 밀리는 변수는 여전히 남아 있다. 다만 하드웨어가 이미 완성 단계에 들어선 만큼, 프로젝트 자체가 엎어질 가능성은 낮다는 게 중론이다. 여기까지 온 이상, 취소되긴 어렵지 않을까.