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2018년 4월 1일 일요일

우주 이야기 766 - 최종 발사를 앞둔 TESS



(Illustration of the Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) in front of a lava planet orbiting its host star. TESS will identify thousands of potential new planets for further study and observation.
Credits: NASA/GSFC)


 차세대 외계 행성 탐사 망원경인 TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite)가 마침내 모든 단계를 마무리하고 이번달 우주로 발사될 예정입니다. 처음 블로그를 통해서 소식을 전할 때는 언제 발사되나 생각했지만, 이제 그 순간이 다가온 것입니다. TESS에 대해서 처음 소개했던 내용과 지금 내용이 달라진 부분도 있고 내용을 정리할 필요가 있을 것으로 보여 여기서 다시 한 번 TESS를 소개해보겠습니다. 


 TESS는 2011년 제안되었고 2013년 승인을 받아 개발된 차세대 외계 행성 탐사 위성입니다. 3.7 × 1.2 × 1.5 m 정도 크기에 350kg의 비교적 작은 크기지만, 지구 주변 궤도가 아니라 P/2라고 불리는 2:1 달 공명 궤도 (lunar resonant orbit)를 공전하고 됩니다. 지구를 중심으로 보면 108,000 km에서 375,000 km 사이의 비스듬한 궤도를 13.7일 주기로 공전하게 됩니다. 




(동영상) 


 이런 독특한 궤도를 도는 이유는 우주 전체를 스캔하기 위한 것이라고 합니다. 케플러가 특정 위치만 계속해서 관측했던 것과 달리 TESS는 4개의 카메라를 이용해서 훨씬 넓은 범위를 동시에 관측할 뿐 아니라 회전하면서 보이는 우주 대부분을 관측하게 됩니다. 


 MIT에서 개발한 24x24도 필드뷰를 지닌 100mm 카메라 (24° × 24° field of view, a 100 mm (4 in) effective pupil diameter)는 각각 1680만 화소 CCD 소자를 지니고 있습니다. 모두 4개의 카메라가 동시 관측을 하기 때문에 관측 범위는 24° × 96°이 되며 회전하면서 26개의 남반구/북반구 구획을 관측하므로 케플러보다 400배 넓은 범위를 관측할 수 있습니다. (영상 참조) 


 생성되는 데이터 양이 케플러와는 비교할 수 없이 많기 때문에 다운로드는 Ka-band 안테나를 통해서 100Mbit/s의 속도로 이뤄집니다. TESS의 원리는 기본적으로 별빛의 변화를 관측해 식현상의 유무를 파악하는 것이지만, 케플러가 그랬듯이 밝기 변화에 대한 방대한 데이터를 통해서 여러 가지 연구가 가능할 것으로 기대하고 있습니다. 


 TESS는 특히 양 극지방이 관측 부위상 겹치기 때문에 집중 관측하게 됩니다. 이 위치는 2020년 발사 예정인 제임스 웹 우주 망원경으로 관측하기 가장 용이한 부분입니다. 따라서 두 망원경의 협업을 통해 생물체가 살 수 있는 행성의 대기를 파악하고 실제 생명 현상 여부를 더 상세하게 조사할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 


 이제 준비는 마무리되었고 실제 발사와 관측 시작이 남았습니다. 나사는 TESS를 통해 적어도 50만개 이상의 별에서 행성 존재를 확인하고 가까이 있는 1000개의 적색 왜성에서 식현상의 유무를 관측할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 지구형 행성 역시 이전과는 비교할 수 없을 만큼 많이 발견할 수 있을 것입니다. 앞으로 그 활약이 기대됩니다. 


 참고 




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