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2012년 6월 30일 토요일

우주 이야기 50 - 허블의 마지막 수리 미션 (STS - 125)





  허블 우주 망원경은 지난 1990년 발사된 이후 21년간 우주 과학의 최전선을 지켜왔다. 하지만 발사된 처음 상태 그대로 임무를 수행했던 것은 아니다. 발사 직후 주경의 문제로 인해 수리를 해야 했고 이후에도 4차례의 추가 수리 및 업그레이드를 통해 성능을 향상 시켰다. 허블 우주 망원경의 독특한 점은 바로 수리가 가능하다는 점인데 발사시 부터 우주 왕복선으로 발사를 했고 이후 지표에서 약 569 km 정도 떨어진 위치에서 지구 주변을 돌고 있기 때문에 다시 우주 왕복선으로 망원경까지 가서 수리를 하거나 혹은 업그레이드를 할 수 있다. (허블 우주 망원경에 대해서는 이전 포스팅 참조  :http://blog.naver.com/jjy0501/100064768569  )


 허블 우주 망원경의 수리 미션은 가장 유명한 첫번째 수리 미션인 93년의 STS 61 을 비롯 총 5회 (1,2,3A,3B,4) 의 수리 미션이 있었다. 그중 마지막 수리 미션은 2009년에 있었던 STS - 125 우주 왕복선 미션으로 이 미션에서는 최초로 3D IMAX 영상을 우주 공간에서 촬영해서 나중에 허블 3D 라는 IMAX 영화로 개봉하기도 했다. 금일 포스팅은 바로 이 허블 우주 망원경의 마지막 수리 미션인 STS - 125 (HST - SM4) 이야기이다. 



(허블 우주 망원경 마지막 수리 미션인 STS - 125 의 로고  This file is in the public domain because it was created by NASA)


 이 다섯번째 수리 미션이 처음 계획된 건 2004 - 2005년 사이였다. 그러나 이 미션은 당시 나사 국장이던 션 오키프에 의해 취소될 뻔 했다. 당시 콜롬비아 사고로 인해 안전성 문제 등이 거론되면서 이 계획을 취소하기로 결정한 것이다. 추가적인 수리 미션이 없다면 결국 허블 우주 망원경은 조기 퇴역하는 수 밖에 없다. 

 그러나 오키프는 당시 누구의 조언이나 의견 조율도 없이 독단적으로 이를 결정해서 문제가 되기 시작했다. 나사 내부는 물론 과학계와 일반 대중들까지 허블 우주 망원경을 그대로 퇴역시킨다는 계획에 반발하고 나섰다. 아직 차기 우주 망원경인 제임스 웹 우주 망원경 (JWST  :  제임스 웹 우주 망원경에 대해서는 이전 포스팅 참조 :  http://blog.naver.com/jjy0501/100068499951 ) 이 발사되려면 상당한 시일이 필요하기 때문이다. 


 이에 오키프 후임인 마이클 그리핀 나사 국장은 이전의 결정을 번복하고 결국 마지막이 될 5번째 허블 수리 미션을 진행시키니 이것이 예정보다 늦은 2009년에 발사된 STS - 125 (HST - SM4) 우주 왕복선 미션이다. 


 이 수리 미션의 목표는 허블 우주 망원경에 두개의 새로운 장비인 Cosmic Origin Spectrograph 와 Wield Field Camera 3  를 설치 하는 것과 두개의 배터리 모듈, 여섯개의 자이로스코프, 정밀 유도 센서 (Fine Guidance Sensor) 를 교체하는 것이었다. 이를 통해 허블 우주 망원경은 보다 자세한 우주 관측이 가능할 것이며 수명도 2014년까지 연장이 가능하다. 


 수리 미션을 담당한 우주 왕복선은 아틀란티스 호로 정해 졌으며 이번 미션에도 역시 7명의 우주 비행사가 탑승할 계획이었다. 7명의 우주 비행사는 선장인 스콧 알트만 (Scott Altman) 을 비롯해 조종사 그레고리 존슨, 임무 전문가인 마이클 굿, 메간 맥아서, 존 그룬스펠드, 마이클 마시미노, 앤드류 퓨스텔 이었다.





 
(STS - 125 의 우주 비행사들. 왼쪽에서 부터 마시미노, 굿, 존슨, 알트만, 맥아서, 그룬스펠드, 퓨스텔 이다. This file is in the public domain because it was created by NASA. ) 


 앞서 언급한데로 이 미션에서 가장 중요한 임무는 오래된 부품들을 교체해서 허블우주 망원경의 수명을 연장시키는 것도 있었지만 Cosmic Origin Spectrograph (이하 COS) 와 Wield Field Camera 3 를 새로 설치해서 성능을 부분적으로 업그레이드 시키는 목적도 있었다. 



(COS (Cosmic Origin Spectrograph) 의 모습  This file is in the public domain because it was created by NASA.)


 COS 는 주로 자외선 영역인 115 - 320 nm 영역을 관측하는 역활을 한다. 그 목적은 우주의 광범위한 구조 및 은하계의 형성과 구조, 그리고 차가운 성간 물질 및 항성과 행성의 생성에 관련된 연구이다. 


 Wield Field Camera 3 는 글자 그대로 카메라 이며 망원경의 이미지를 사진으로 찍어서 지구로 전송한다. 이 카메라는 적외선, 자외선, 가시광 영역의 넓은 범위를 커버한다. (CCD 는 200 - 1000 nm 파장, 적외선 관측 영역은 800 - 1700 nm) 물론 이전에도 허블 우주 망원경에는 일종의 디지털 카메라가 존재했는데 Wield Field Camera 2 였다. 업그레드 된 Wield Field Camera 3 는 2048×4096 픽셀의 CCD 를 가지고 있다. 



(발사전 점검 중인 Wield Field Camera 3  This file is in the public domain because it was created byNASA)



 (업그레이드 전후의 영상 비교, 클릭하면 원본, 이전보다 이미지가 더 개선되어 더 선명한 우주의 이미지를 얻을 수 있었다.  This file is in the public domain because it was created by NASA. )

 
 2007년 미션 진행 중에 워너 브라더스 사는 이 우주 미션에 3D IMAX 카메라를 탑재해서 이 마지막 미션을 최초로 3D 영상으로 찍기를 희망했다. 이 의견이 받아들여져 2009년 5월에 있던 이 수리 미션의 영상이 최초로 3D 영상으로 담겨졌으며 2011년 초에 개봉했다. 


 우주 왕복선의 발사는 2009년 5월 11일 이었다. 

 
(발사 대기 중인 우주 왕복선 아틀란티스  This file is in the public domain because it was created by NASA)


 아틀란티스는 5월 13일에 허블 우주 망원경과 도킹했다. 


(허블 우주 망원경과 우주 왕복선  This file is in the public domain because it was created byNASA. )


(미션의 스틸 컷을 찍기 위해 준비 중인 우주 비행사 존 그룬스펠드  This file is in the public domainbecause it was created by NASA.)


(첫날 임무 중인 그룬스펠드  This file is in the public domain because it was created by NASA.)


(수리 모듈인 COSTAR 를 옮기는 중인 모습  This file is in the public domain because it was created by NASA.)



(수리 미션 중 찍은 사진이 매우 신비롭다. 지구와 태양의 각도에 따라 이런 장관이 연출된다. This file is in the public domain because it was created by NASA.)


(5월 20일 성공적인 수리 미션 후 우주 왕복선에서 분리되는 허블 우주 망원경 This file is in the public domain because it was created by NASA.)


(우주 왕복선에서 기념 촬영을 하는 우주 비행사들  This file is in the public domain because it was created by NASA.)



(5월 24일 무사히 착륙하는 우주 왕복선 아틀란티스  This file is in the public domain because it was created by NASA.)


  수리 미션은 성공적으로 마무리 되었으며 이후 허블 우주망원경은 계속해서 그 역활을 다하고 있다. 허블 우주 망원경은 2014 년 이후에는 새로운 제임스 웹 우주 망원경에 중요한 임무의 대부분을 넘긴 후 허블 우주 망원경은 수명이 다할 때 까지 지구 주변을 돌다가 언젠가 태평양이나 인도양의 바다쪽으로 떨어져 지구 대기권에서 그 생을 마감할 것이다. 


 

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