NASA 남극 상공 4만 미터에 거대 거울 망원경 배치 예정

다가오는 NASA 임무는 축구장보다 큰 풍선을 사용하여 남극 대륙 상공 약 4만 미터에 망원경을 배치할 예정이다.

서브밀리미터 파장의 고분광 분해능 관측을 위한 천체 물리학 성층권 망원경(ASTHROS) 임무의 8.2피트(2.5미터) 거울 공사가 이번 달에 마무리됐다. 거울과 거울의 지지 구조는 풍선으로 이동할 수 있을 만큼 매우 가벼워야 하지만 지구의 중력이 포물선 모양을 약 0.0001인치(2.5마이크로미터) 이상 변형하지 않도록 충분히 강해야 한다.

미국 남부 캘리포니아에 있는 NASA 제트 추진 연구소(JPL)에서 관리하는 ASTROS는 빠르면 2023년 12월에 발사되어 최대 4주 동안 남극을 선회할 예정이다. 버지니아의 Wallops Flight Facility에서 운영하는 NASA의 Scientific Balloon Program은 매년 10~15개의 풍선 임무를 시작한다. 이러한 임무는 일반적으로 우주 임무보다 비용이 적게 들고 초기 계획에서 배치까지 이동하는 데 시간이 덜 걸리며 미래의 우주 임무에 사용할 수 있는 새로운 기술을 사용한다.

성층권의 높은 곳에 있는 ASTHROS는 원적외선이라고 하는 범위에서 지구 대기에 의해 차단된 빛의 파장을 관찰할 것이다. 그것의 큰 거울은 더 희미한 광원을 관찰하고 그 광원의 미세한 세부 사항을 해결하는 망원경의 능력을 향상시킬 것이다.

이러한 능력은 별을 만드는 성분인 가스와 먼지 구름이 은하계에 분산되어 때로는 별 형성이 완전히 중단되는 과정인 항성 피드백 연구에 대한 임무의 접근 방식에 필수적이다. 살아있는 별의 분출과 초신성으로 거대한 별의 폭발적인 죽음을 포함하여 많은 과정이 피드백에 기여한다. ASTHROS는 이러한 과정이 일어나는 우리 은하의 여러 별 형성 지역을 살펴보고 가스의 분포와 운동에 대한 고해상도 3D 지도를 생성한다. 임무는 또한 피드백이 대규모 및 다양한 환경에서 어떻게 작용하는지 보기 위해 수백만 개의 별을 포함하는 먼 은하를 관찰할 것이다.

JPL의 ASTHROS 수석 연구원인 Jorge Pineda는 “피드백이 시작되는 위치, 개별 별의 규모, 영향을 미치는 위치, 은하의 규모에 이르기까지 피드백을 탐구하는 것은 어렵다. 큰 거울로 우리는 그 둘을 연결할 수 있다”고 말했다.

NASA는 이탈리아의 광학 회사인 Media Lario와 계약하여 1차 거울, 2차 거울 및 지지 구조물을 포함하는 ASTHROS의 전체 망원경 장치를 설계 및 생산했다. Media Lario는 이전에 경량 적외선 및 광학 망원경 거울을 제조하는 고유한 방법을 개발했다. 이 방법을 사용하여 칠레의 지상 기반 망원경 66개로 구성된 Atacama Large Millimeter Array의 기본 거울용 패널을 생산했다.

ASTHROS 1차 거울은 9개의 패널로 구성, 일체형 거울보다 훨씬 쉽게 제작할 수 있다. 미러 패널의 대부분은 경량 알루미늄으로 구성되어 전체 질량을 줄이는 벌집 구조로 형성된다. 패널 표면은 니켈로 만들어지고 금으로 코팅되어 원적외선 파장에서 미러의 반사율을 향상시킨다.