미국 하와이 마우나케아에 위치한 제미니천문대. 천문연은 제미니천문대 전용 분광기의 개발을 주도했다. / 천문연
2023년 한국의 우주 탐사는 눈부셨다. 다누리가 달 궤도를 돌면서 다양한 이미지들을 전송해 왔고, 누리호 3차 발사가 성공했다.
한국천문연구원(KASI, 이하 천문연)이 올해 성과와 이슈를 결산하는 ‘2023 KASI 10대 뉴스’를 28일 발표했다. 올해 1위는 우리나라 달 궤도선 다누리호가 광시야 편광카메라로 세계 최초 촬영한 달 표면 편광관측이 선정됐다. 다누리호는 2022년 지구를 출발, 4개월 여정 끝에 달에 도착한 후 지금까지 고해상도 촬영, 달 지질 탐사 등의 임무를 수행 중이다.
2위에는 누리호 3차 발사 때 실린 우주기상 관측위성 도요샛의 편대비행이 뽑혔다. 규브위성 도여샛은 4기가 동시에 발사돼 이중 3기가 편대비행에 성공하며 저궤도 우주환경을 정밀 관측 중이다. 3위로는 평창전파망원경(KVN)의 첫 전파신호 획득이 차지했다. 순수 국내기술로 완성한 평창KVN은 최근 오리온성운 별 탄생 지역에서 230GHz 대역 전파 신호를 잡아내는데 성공했다.
천문연이 발표한 2023년 10대 뉴스를 소개한다.
1위 - 다누리호 탑재 광시야 편광카메라(폴캠, PolCam) 세계 최초 달 편광관측
달 궤도선 다누리호는 올 초부터 광시야 편광카메라(폴캠)로 월면 편광지도를 작성하고 있다. 이는 세계 최초로 달 궤도에서 이뤄지는 연구다. 폴캠 운영을 위한 탐사과학운영실을 원내에 설치했으며, 폴캠 운영 이후 2024년 NASA 민간달착륙선에 탑재되는 달 우주환경 모니터(LUSEM) 등 연구원의 행성탐사 임무의 산실로 지속 활용할 계획이다.
2위 - 누리호 3차 발사에 실려 우주로 날아간 도요샛 위성
우주 날씨를 관측하고자 큐브위성 도요샛(SNIPE, Small scale magNetospheric and Ionospheric Plasma) 4기가 5년 여 개발 끝에 지난 5월 누리호를 타고 우주로 올랐다. 지금까지 미국, 일본, 유렵 등이 유사 임무를 위해 발사한 위성은 지구 규모의 거시적 관측만 수행한 반면 도요샛은 다양한 편대비행 기능으로 저궤도에서 우주환경을 보다 정밀하게 관측할 수 있다.
3위 - KVN서울대평창전파망원경 첫 전파 신호 획득
올해 한국우주전파관측망(KVN, Korea VLBI Network) 확장사업으로 서울, 울산, 제주에 이어 서울대평창캠퍼스에 4번째 전파망원경을 건설했다. 평창KVN은 세계 최초 22·43·86·129·230㎓ 5개 채널을 수신할 수 있는 시스템으로, 설계부터 제작, 설치까지 모두 국내기술로 완성했고, 이어 오리온성운 별 탄생 지역에서 날아온 230㎓ 대역 전파를 획득했다.
공동 4위 – 천문연, 제미니천문대 전용 분광기 개발 주도
천문연 대형망원경사업단은 세계 정상급 대형망원경인 제미니천문대용 적외선 고분산 분광기 ‘IGRINS(Immersion GRating INfrared Spectrograph)-2를 개발, 첫 관측에 성공했다. 제미니천문대는 미국과 칠레에 각 1기씩 세워진 지름 8.1m 대형망원경으로 구성된 국제 공동운영 천문대다.
공동 4위 - SPHEREx 우주망원경의 시스템 레벨 성능 시험 완료
천문연이 유일한 국제협력기관으로 참여 중인 세계 최초 전천 적외선 영상분광 탐사 NASA 미션 ‘SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer)’가 올해 망원경 시스템 레벨 성능 시험을 완료했다. 이번 시험에는 천문연이 제공한 검교정 장비인 극저온 챔버와 망원경 로딩 장비, 극저온 광학파트가 사용돼 망원경의 요구조건에 잘 부합됨을 확인했다. SPHEREx는 내년 위성체 조립 및 시험을 거쳐 2025년 상반기 발사될 예정이다.
6위 - EAVN과 GMVA로 관측한 M87 블랙홀과 제트의 새로운 물리현상
천문연이 참여한 국제공동연구진이 지난 23년간 관측한 M87 블랙홀 관측 데이터를 분석, 제트가 11년 주기의 세차운동을 하고 있음을 발견했다. 이는 M87 같은 초대질량 블랙홀이 실제 회전하고 있음을 최초로 입증한 것이다. 이번 연구에서 한국천문연구원의 KVN이 대부분의 관측에 참여했으며, 한일공동상관센터(KJCC, Korea-Japan Correlation Center)는 연구에 사용된 총 170회의 관측 데이터 중 123개의 데이터를 상관처리했다.
공동 7위 - 미 ERBS 위성 추락 위험 분석
천문연 우주위험감시센터 우주위험연구실은 독자 개발한 인공위성 비행역학 통합 솔루션 ‘카시오페이아’를 이용해 중량 2.5톤의 미국 지구관측위성(ERBS) 추락을 정확하게 예측 분석했다. ERBS 추락 예측 범위에 우리나라가 포함된 긴급한 상황에서 항공기 이륙 및 선박 운항 통제 등 우주위험대책본부의 상황 적시 판단 및 대응을 위한 분석 결과를 제공했다.
공동 7위 - AI 기반 우주과학기술 활성화 프로그램 SpaceAI 기획
천문연 천문우주기술센터와 태양우주환경연구그룹은 우주 분야 최신 인공지능 기술을 적용하기 위해 SpaceAI 프로그램을 추진, 인공지능, 데이터, 클라우드 컴퓨팅 자원과 다양한 빅데이터 및 AI플랫폼을 제공했다. SpaceAI 프로그램은 향후 우주 탐사와 우주 바이오분야까지 확대할 예정이다.
9위 - 성변측후단자 UNESCO 세계기록유산 등재 비전선포
천문연 고천문연구센터는 조선시대 관상감의 혜성 관측을 기록한 ‘성변측후단자’를 유네스코 세계기록유산으로 등재하기 위해 비전을 선포하고 학술대회를 개최했다. 성변측후단자의 역사적 가치와 과학적 의미가 소개됐으며 영문과 국문 소개 영상을 제작해 유튜브를 통해 배포했다.
10위 - 원시행성 탄생의 수수께끼 풀어
천문연 전파천문본부는 행성 생성 기원의 비밀을 풀기 위한 국제공동연구 탐사프로젝트 eDisk(Early Planet Formation in Embedded Disk: P.I. Dr. N. Ohashi)에 참여해 행성이 원시별이 만들어진 후 10만 년 이내에 원시원반에서 생성이 시작됨을 밝혔다. 이 연구는 칠레 아타카마 밀리미터/서브밀리미터 전파간섭계(ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)로 관측했으며, 천문연의 다수의 연구진이 공동연구자로서 주도적으로 참여하고 있다.
