허블 우주 망원경 발명
허블 우주망원경(Hubble Space Telescope)은 1990년 지구 저궤도에 발사되어 현재까지 운용되고 있는 우주망원경이다. 그것은 최초의 우주 망원경은 아니었지만, 가장 크고 다용도적인 망원경 중 하나이며, 천문학에 필수적인 연구 도구이자 홍보 수단으로 유명하다. 허블 망원경은 콤프턴 감마선 관측소(1991-2000), 찬드라 엑스선 관측소(1999-현재), 스피처 우주망원경(2003-2020)과 함께 NASA의 대천문대 중 하나이다.[7] 우주망원경과학연구소(STScI)는 허블의 목표물을 선정하고, 고다드 우주비행센터(GSFC)는 우주선을 통제한다.[8]
허블 망원경은 2.4m(7피트 10인치) 크기의 거울을 가지고 있으며, 5개의 주요 장비로 자외선, 가시광선, 근적외선 영역에서 관측할 수 있다. 허블은 지구 대기의 왜곡을 벗어난 궤도를 돌기 때문에 지상 망원경보다 훨씬 낮은 배경광으로 초고해상도 영상을 촬영할 수 있다. 그것은 가장 상세한 가시광선 영상들 중 일부를 기록했고, 우주를 깊이 볼 수 있게 해주었다. 많은 허블 관측은 우주의 팽창 속도를 결정하는 것과 같은 천체물리학에 획기적인 발전을 가져왔다.
우주 망원경은 1923년 초에 제안되었다. 허블은 1970년대에 자금을 지원받았으며 유럽 우주국의 기여로 미국 항공우주국 나사에 의해 제작되었다. 발사 예정일은 1983년이었지만, 이 프로젝트는 기술적 지연, 예산 문제, 1986년 챌린저호 참사로 어려움을 겪었다. 허블은 1990년에 마침내 발사되었지만, 주 거울이 잘못 접지되어 구면 편차가 발생하여 망원경의 성능이 저하되었다. 광학은 1993년 정비 임무를 통해 의도된 품질로 수정되었다.
허블 망원경은 우주 비행사들이 우주에서 유지할 수 있도록 설계된 유일한 망원경이다. 5개의 우주왕복선 미션은 망원경의 시스템을 수리, 업그레이드, 교체했다. 다섯 번째 임무는 2003년 컬럼비아호 참사 이후 안전상의 이유로 취소되었지만, NASA 관리자인 마이클 D. 그리핀은 2009년에 다섯 번째 정비 임무를 승인했다. 이 망원경은 2020년 4월에 30년 동안 운용되었으며 2030-2040년까지 지속될 수 있다.[9][10][11]
1923년 로베르트 고다드, 콘스탄틴 치올콥스키와 함께 현대 로켓학의 아버지로 여겨지는 헤르만 오베르트는 로켓에 의해 지구 궤도에 망원경이 어떻게 추진될 수 있는지에 대해 언급한 《행성 공간으로 향하는 로켓》을 출판했다.[12]
허블 우주 망원경의 역사는 1946년 천문학자 라이먼 스피처(Lyman Spitzer)의 "외계 관측소의 천문학적 이점"이라는 논문으로 거슬러 올라간다.[13] 이 책에서 그는 우주 망원경이 지상 망원경에 비해 가질 수 있는 두 가지 주요 장점에 대해 논했다. 첫째, 각 분해능(물체를 명확히 구분할 수 있는 가장 작은 분리)은 천문학자들이 눈으로 알고 있는 별들을 반짝이게 하는 대기권의 난기류에 의해서가 아니라 회절만으로 제한될 것이다. 당시 지상 망원경은 0.5~1.0초의 해상도로 제한되었는데, 이는 직경 2.5m의 거울을 가진 광학 망원경의 경우 이론적으로 회절 제한 해상도가 약 0.05초였던 것과 비교된다. 둘째, 우주 망원경은 적외선과 자외선을 관측할 수 있는데, 이는 지구의 대기에 강하게 흡수된다.
스피처는 그의 경력의 많은 부분을 우주 망원경의 개발을 추진하는데 바쳤다. 1962년 미국국립과학원(National Academy of Sciences)은 우주 프로그램의 일환으로 우주 망원경을 개발할 것을 권고했고, 1965년 스피처는 대형 우주 망원경의 과학적 목적을 정의하는 임무를 부여받아 위원회의 회장으로 임명되었다.[14]
우주 기반 천문학은 과학자들이 로켓 기술의 발전을 이용하면서 제2차 세계 대전 이후 매우 작은 규모로 시작되었다. 1946년[15년] 태양의 자외선 스펙트럼이 처음으로 확보되었고, 1962년 미국 항공우주국(NASA)은 자외선, 엑스선, 감마선 스펙트럼을 얻기 위해 궤도 태양 관측소(OSO)를 출범시켰다.궤도를 도는 태양 망원경은 아리엘 우주 프로그램의 일환으로 1962년 영국에 의해 발사되었고, 1966년 NASA는 최초의 궤도 천문대(OAO) 임무를 시작했다. 3일 후 OAO-1의 배터리가 고장 나서 임무가 종료되었다. 1968년부터 1972년까지 별과 은하의 자외선 관측을 수행했던 궤도천문대 2호(OAO-2)가 그 뒤를 따랐다.[17]
OSO와 OAO 임무는 우주에 기반한 관측들이 천문학에서 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 보여주었다. 1968년, NASA는 지름 3m의 거울을 가진 우주 반사 망원경에 대한 확실한 계획을 세웠으며, 1979년에 발사될 예정이다. 이 계획은 비용이 많이 드는 프로그램이 긴 작동 수명을 갖도록 하기 위해 망원경에 대한 승무원의 정비 임무의 필요성을 강조했고, 재사용 가능한 우주왕복선에 대한 계획의 동시 개발은 이것을 허용하는 기술이 곧 사용 가능하게 될 것임을 시사했다.[18]
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