10년 쓰려던 우주망원경이 22년을 버틴다
— 로먼 망원경의 연료 절약 비결

10년. 나사가 낸시 그레이스 로먼 우주망원경에 처음 배정한 임무 수명이다. 그런데 지난달 30일 스페이스X 팰컨 헤비 로켓에 실려 우주로 향한 이 망원경은, 첫 궤도 수정만으로 예상 수명을 22년으로 두 배 넘게 늘렸다. 비결은 거창한 신기술이 아니라 '연료를 남긴 것'이었다.

01

왜 연료가 이렇게 적게 들었나

로먼 우주망원경은 지구에서 약 160만km 떨어진 태양-지구 제2 라그랑주점(L2)을 향해 날아갔다. 이 궤도에 정확히 안착하려면 발사 직후 궤도를 미세하게 조정하는 연료가 필요한데, 나사는 이번 수정에 하이드라진 추진제 18kg만 사용했다고 밝혔다. 애초 배정해둔 양(200kg)의 채 10분의 1도 쓰지 않은 셈이다.

여기에 발사 중량이 허용 한도보다 약 2톤 가벼웠던 점도 더해졌다. 정밀한 궤도 설계와 발사 성공이 맞물리면서, 남은 연료로 훨씬 더 오래 자세를 유지하고 관측을 이어갈 수 있게 된 것이다. 우주망원경의 수명은 대개 연료가 바닥나는 시점에 결정되기 때문에, 이런 '연료 여유'는 곧바로 임무 기간 연장으로 이어진다.

02

허블의 100배 시야로 보는 것들

로먼 우주망원경은 허블 우주망원경과 동일한 2.4m 지름의 주경을 쓰지만, 한 번에 담는 시야는 허블보다 약 100배 넓다. 이 넓은 시야를 앞세워 암흑에너지와 암흑물질의 정체를 추적하고, 태양계 밖 외계행성을 찾아내는 것이 핵심 임무로 꼽힌다.

임무 기간이 두 배로 늘어난 만큼, 과학자들은 애초 계획보다 훨씬 방대한 우주 지도를 그릴 시간을 벌었다. 나사 측은 아직 정식 관측을 시작하기 전 단계지만, 이번 연료 절감이 로먼 망원경을 '오래 쓰는 우주망원경'의 새로운 기준으로 만들 수 있다고 보고 있다.

왜 연료가 중요할까

우주망원경은 고장 나도 고치러 갈 수 없다. 허블처럼 우주왕복선으로 수리한 사례는 예외적인 경우였고, L2 궤도처럼 먼 곳에서는 그마저도 불가능하다. 결국 연료가 얼마나 남았는지가 곧 망원경의 수명표가 된다.

10분의 1도 안 되는 연료로 임무 기간을 두 배로 늘린 이번 사례는, 다음 세대 우주망원경 설계에도 참고 사례로 남을 전망이다.