과학기술정보통신부와 한국천문연구원은 지난 6일 미항공우주국(NASA) 제트추진연구소 및 미국 캘리포니아 공과대학과 공동개발하는 우주망원경 스피어엑스(SPHEREx) 제작에 착수했다고 밝혔다.

스피어엑스는 ‘전천(全天) 적외선 영상분광 탐사를 위한 우주망원경’으로 전체 하늘에 대한 영상분광 탐사로는 세계 최초이다. 스피어엑스는 지상에서는 지구 대기에 의한 손실 때문에 관측이 어려운 적외선 천체 관측이 가능할 뿐 아니라, 영상분광 기술을 적용해 전 우주를 102개의 색깔로 관측할 수 있다.

또한, 영상분광 기술은 넓은 영역을 동시에 관측할 수 있는 ‘영상관측(Imaging)’과 개별 천체의 파장에 따른 밝기의 변화를 측정하는 ‘분광관측(Spectroscopy)’이 통합된 기술로, 스피어엑스에는 천문연이 차세대 소형위성 1호의 과학탑재체 NISS(Near-infrared Imaging Spectrometer for Star formation history)에 최초로 적용한 선형분광필터를 사용한다.

제트추친연구소의 앨런 파링턴 박사는 “마치 영화사에서 흑백 영화에서 컬러 영화로 전환된 시기의 촬영기법처럼 스피어엑스의 전천 우주 영상분광 관측은 천체물리 역사에 한 획을 그을 획기적인 시도이다”라고 설명했다.

스피어엑스는 이러한 관측 기술을 통해 전 우주에 존재하는 약 20억 개에 달하는 개별 천체들의 전천 분광 목록을 작성할 수 있을 것으로 기대된다.

스피어엑스의 관측영상과 각 천체의 방출 스펙트럼을 재구성하면 우주의 3차원 공간 정보를 얻을 수 있는데, 이는 빅뱅 직후 우주 급팽창에 의한 우주생성 이론과 은하 형성 및 진화의 정보를 담은 적외선 우주배경복사의 수수께끼를 푸는 실마리가 되며, 우리은하와 우주에 얼음상태로 존재하는 물과 이산화탄소 등의 분포 지도를 작성하여 지구와 같이 생명체가 존재할 수 있는 행성계 탐사 연구에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

스피어엑스는 지난 2016년 천문연이 미국 캘리포니아 공과대학과의 국제공동연구 기획을 바탕으로 국제연구팀 공동으로 미항공우주국에 개발을 제안하면서 시작됐다. 미항공우주국은 지난 2019년 2월 동 제안서를 선정하고, 2020년 10월 예비설계 결과를 평가하여 6일 최종 승인을 발표했으며, 이에 따라 스피어엑스가 본격적인 제작에 착수하게 됐다.

과기정통부는 “영상분광 관측기술은 이번 스피어엑스 우주망원경 개발뿐 아니라, 자원탐사, 기후 및 자연재해 감시 등 다양한 분야에 활용될 수 있는 최첨단 기술”이라며 “미래 우주개발을 선도할 수 있는 핵심 기술 확보를 위해 세계적 수준의 연구기관과 지속적인 공동연구를 확대할 계획”이라고 밝혔다.