우주의 탐색자 제임스 웹 우주망원경(James Webb Space Telescope)(배경, 제원, 임무)

제임스웹우주망원경의 개발자

제임스웹우주망원경(James Webb Space Telescope)은 NASA(National Aeronautics and Space Administration)에서 개발했습니다. NASA는 유럽 우주국(ESA)과 캐나다 우주국(CSA)을 포함한 다른 여러 국제 우주국과 협력하여 프로젝트를 감독하는 주요 조직이었습니다. 망원경의 이름은 1961년부터 1968년까지 NASA의 행정관을 역임하고 Apollo 프로그램에서 중요한 역할을 한 James E. Webb의 이름을 따서 명명되었습니다.

 

 

제임스웹우주망원경 개발 배경

제임스웹우주망원경(James Webb Space Telescope)의 개발은 허블 우주 망원경의 후속 제품으로 시작되어 천문 관측의 한계를 뛰어넘고 우주에 대한 전례 없는 통찰력을 제공하는 것을 목표로 했습니다. 제임스웹우주망원경의 프로젝트의 기원은 대형 우주 기반 적외선 망원경의 필요성에 대한 논의가 시작된 1980년대 후반으로 거슬러 올라갑니다. 1996년에 차세대 우주 망원경(NGST) 개념이 제안되었고, 2002년에는 James E. Webb을 기리기 위해 제임스웹우주망원경로 이름이 변경되었습니다.

제임스웹우주망원경의 주요 목표

제임스웹우주망원경의 주요 목표는 은하의 형성과 진화, 별과 행성계의 탄생, 생명의 기원을 연구하는 것이었습니다. 주로 가시광선과 자외선 파장에서 작동하는 허블과 달리 제임스웹우주망원경은 주로 적외선 범위에서 작동하도록 설계되었습니다. 이를 통해 빅뱅 이후에 형성된 최초의 은하를 포함하여 우주에서 가장 희미하고 가장 먼 물체를 관찰할 수 있습니다. 제임스웹우주망원경의 개발은 NASA, 유럽 우주국(ESA) 및 캐나다 우주국(CSA) 간의 공동 노력이었습니다. NASA는 프로젝트 관리를 주도하고 ESA와 CSA는 주요 과학 장비 및 기타 구성 요소를 제공했습니다. 제임스웹우주망원경의 구축 및 테스트는 복잡하고 어려웠습니다. 직경 6.5m(21.3피트)의 망원경 주경은 경량 베릴륨으로 만들어진 18개의 육각형 부분으로 구성되어 있습니다. 이러한 세그먼트는 정밀한 광학 정렬을 보장하기 위해 신중하게 모양을 만들고 연마해야 했습니다. 제임스웹우주망원경의 개발의 주요 이정표 중 하나는 2017년 극저온 테스트를 성공적으로 완료한 것입니다. 여기에는 우주에서 경험할 조건을 시뮬레이션하기 위해 전체 망원경을 극도로 낮은 온도에 노출시키는 것이 포함되었습니다. 극저온 테스트는 우주의 열악한 환경에서 작동하고 과학적 성능을 유지하는 망원경의 능력을 검증했습니다. 몇 차례의 지연과 비용 초과 이후 제임스웹우주망원경은 현재 2021년 12월 25일에 성공적으로 발사되었습니다.

그것은 프랑스령 기아나에서 아리안 5 로켓에 실려 발사될 예정이며 지구에서 약 150만 킬로미터(거의 1백만 마일) 떨어진 두 번째 라그랑주 지점(L2)에 위치할 것입니다. 제임스웹우주망원경 우주 망원경은 작동하면서 우주에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으키고 천문학, 우주론 및 천체 물리학의 다양한 분야에서 놀라운 발견을 제공할 것으로 기대됩니다.

 

제임스카메라 제원

1. 기본 거울

제임스웹우주망원경은 직경 6.5m(21.3피트)의 분할 기본 미러를 특징으로 합니다. 거울은 가벼운 베릴륨으로 만든 18개의 육각형 세그먼트로 구성되어 있으며 각 세그먼트의 너비는 약 1.3미터(4.3피트)입니다.

2. 주요 도구

제임스웹우주망원경은 네 가지 주요 과학 도구를 가지고 있습니다.

1. 근적외선 카메라(NIRCam): 이미징 기능을 제공하고 근적외선 파장 범위에서 작동하여 먼 은하계, 별 형성 지역 및 원형 행성 디스크를 관찰할 수 있습니다.

2. NIRSpec(Near Infrared Spectrograph): 물체에서 나오는 빛을 분석하여 스펙트럼을 얻어 천체의 화학적 구성, 온도, 움직임을 연구할 수 있습니다.

3. MIRI(Mid-Infrared Instrument): 중적외선 범위에서 작동하며 이미징, 코로나그래피 및 분광법을 제공합니다. MIRI는 특히 별, 원시행성 원반, 먼 은하의 형성을 연구하는 데 적합합니다.

4. 미세 안내 센서/근적외선 이미저 및 슬릿리스 분광기(FGS/NIRISS): 정확한 포인팅, 천체 측정 및 간섭계 관측을 포함한 여러 기능을 제공합니다. 그것은 또한 은하의 형성과 진화를 연구하기 위한 분광기를 포함합니다.

3. 작동 파장

제임스웹우주망원경은 주로 전자기 스펙트럼의 적외선 부분에서 작동합니다. 근적외선과 중적외선 영역을 모두 포함하는 0.6~28마이크로미터의 광범위한 파장을 포괄합니다.

4. 선실드

민감한 장비를 태양의 열과 빛으로부터 보호하기 위해 JWST는 특수 소재로 만들어진 5중 선실드를 특징으로 합니다. 선실드는 테니스 코트 크기 정도이며 망원경과 기구를 극도로 낮은 온도로 유지합니다.

5. 궤도

제임스웹우주망원경은 지구에서 약 150만 킬로미터(거의 1백만 마일) 떨어진 두 번째 라그랑주점(L2)에 위치합니다. 이 위치는 지구의 열, 빛 및 전파 방출로 인한 간섭을 최소화하면서 안정적인 유리한 지점을 제공합니다.

6. 수명

제임스웹우주망원경은 최소 10년의 임무 수명을 위해 설계되었습니다. 이 기간 동안 광범위한 관찰과 과학적 조사를 수행하여 초기 우주, 별 형성, 외계 행성 등에 대한 이해에 기여할 것입니다.

이러한 사양은 제임스웹우주망원경의 고급 기능과 최첨단 기술을 강조하여 이전에는 불가능했던 방식으로 우주를 탐험할 수 있도록 합니다.

 

제임스웹우주망원경의 임무

1. 최초의 은하 관측

제임스웹우주망원경은 주요 임무 중 하나는 초기 우주에서 형성된 최초의 은하를 관측하는 것입니다. 희미한 빛을 감지함으로써 망원경은 은하의 기원과 진화를 둘러싼 미스터리를 풀고 우주의 암흑기와 우주 구조의 형성에 대한 통찰력을 제공하는 것을 목표로 합니다.

2. 외계행성 연구

제임스웹우주망원경은 태양계 외부의 항성 궤도를 도는 행성인 외계행성 연구에 기여할 것입니다. 그것은 그들의 대기, 구성 및 잠재적인 거주 가능성을 조사할 것입니다. 통과하는 동안 외계 행성 대기를 통과하는 별빛을 분석함으로써 망원경은 주요 분자의 존재를 식별하고 이러한 행성이 생명체를 수용하기에 적합한지 결정하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

3. 별의 탄생과 죽음 조사

제임스웹우주망원경은 별의 보육원과 원시행성 원반을 포함하여 별이 태어나는 지역을 관찰할 것입니다. 이 지역의 상세한 이미지를 캡처하고 별 형성 과정과 행성계 형성 과정을 연구하는 것을 목표로 합니다. 또한 망원경은 초신성으로 알려진 거대한 별의 폭발적인 죽음과 은하 진화에 미치는 영향을 조사할 것입니다.

4. 은하수의 비밀 밝히기

제임스웹우주망원경은 우리 은하계를 연구함으로써 천문학자들이 그 구조, 형성 및 진화를 더 잘 이해하도록 도울 것입니다. 초대질량 블랙홀이 있는 중앙 지역을 조사하고 은하계 전체의 별, 가스 및 먼지 분포를 연구합니다.

5. 생명의 기원 조사

제임스웹우주망원경은 생명의 구성 요소와 생명 자체의 기원을 찾는 데 기여할 것입니다. 원시행성 원반과 성간 구름과 같은 멀리 있는 물체의 화학을 연구함으로써 유기 분자의 형성과 우리 은하와 그 너머에서 거주 가능성에 대한 통찰력을 제공할 것입니다. 특히 이러한 미션은 이미징, 분광학 및 기타 관찰 기술의 조합을 통해 수행됩니다.