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- 29일, 우주 망원경의 주요 구성요소가 완전히 펼쳐져 제자리에 놓이는 데 걸리는 시간
- 이륙 후 28분이 지나면 망원경이 Ariane 5 발사기의 불타버린 상단에서 분리
- 통신용 안테나는 2시간 후 작동

미션의 과정; 29일간의 공포

NASA 탐사선이 화성에 복잡하고 다단계 착륙하는 것은 매번 "7분의 공포"와 관련이 있다.
그러나 제임스 웹 망원경으로 관련된 사람들은 29일 동안의 불안을 견뎌야 한다. 우주 망원경의 주요 구성요소가 완전히 펼쳐져 제자리에 놓이는 데 걸리는 시간이기 때문이다. 

▲ 이륙 후 몇 분 후에 Ariane 탑재체 캡슐의 두 부분으로 구성된 껍질이 열린다. © ESA / D. Ducros

첫째 날: 이별과 첫 기동

중요한 단계는 이륙 후 불과 몇 분 후에 시작된다.
페이로드 캡슐의 두 절반이 날아가고 이륙 후 28분이 지나면 망원경이 Ariane 5 발사기의 불타버린 상단에서 분리된다. 그때부터 Webb에서 망원경은 라그랑주 점 2를 찾기 위해 자체 방법을 만들어야 한다. 이를 위해 가장 먼저 하는 일은 차양을 펼쳐 스스로 전기를 공급하는 것이다. 지상국과의 통신을 위한 안테나는 이륙 후 약 2시간 후에 작동된다.

이륙한 지 12시간이 지나면 JWST는 첫 번째 중요한 기동을 완료한다.
즉, 구동 노즐이 발사돼 필요한 추력과 Lagrangian 지점으로 비행하는 데 필요한 올바른 경로를 제공한다. 망원경은 약 2일 만에 달 궤도를 지나 50년 전 아폴로 우주 캡슐보다 훨씬 빠르게 비행한다.

▲ 5일째 시작 모드

▲ 7일째 시작 모드

2주간의 전개

3일 후, 큰 전개가 시작된다.
먼저 태양 가리개 브래킷을 접은 다음 망원경의 전체 광학 복합체를 약 2미터 높이며 태양 가리개와 나머지 "따뜻한" 위치에서 필요한 거리를 얻는다. 망원경의 일부. 앞으로 7일 정도 동안 태양 보호막의 5개 층이 점차 펴지고 늘어난다.

전개 순서의 두 번째 주는 미러 구성요소에 속한다.
열 번째 날에만 망원경 막대가 있는 보조 거울이 확장되고, 열두 번째 날에는 기본 거울의 측면이 접힌다. "이 시점에서 이러한 구조가 모두 제자리에 제대로 고정돼 있는 것이 중요하다."라고 천문대 광학부분에 대한 NASA 팀의 Lee Feinberg가 설명한다. "우리가 염두에 두어야 할 또 다른 측면은 결빙이다. 광학 부품에 얼음이 형성되어서는 안 된다.“

이것은 차양막과 부품이 완전히 냉각된 후에만 미러가 펼쳐지는 이유 중 하나다.
그렇지 않으면 수증기와 기타 가스가 프로브의 더 따뜻한 구성 요소에서 가스를 방출하고 더 차가운 거울 표면에 응축될 위험이 있습니다.

연구원이 할 수 있는 일은 다 했다!

29일이 지나면 가장 오류가 발생하기 쉽고 가장 위험한 임무가 완료된다.
NASA의 선임 과학자이자 노벨상 수상자인 존 마더(John Mather)는 "그것이 가능하도록 우리가 할 수 있는 모든 일을 했다"고 말했다. "우리는 논쟁하고, 걱정하고, 계획하고, 체크리스트를 만들고, 부품을 만들고 조립하고, 마치 우리의 삶이 달려있는 것처럼 모든 것을 테스트했다.“

그러나 문제가 발생하면 지상팀이 프로세스를 제어하거나 가능한 오류를 직접 볼 수 있는 카메라가 없다. 정보의 유일한 소스는 구성요소가 릴리스, 확장, 결합 또는 다른 방식으로 기능을 수행했는지 여부와 관련해 복잡한 구조의 모든 곳에서 피드백을 제공하는 수많은 센서다.

이러한 센서 중 하나가 오류 메시지를 보내면 엔지니어는 천문대의 온 보드 리소스로 실현 가능한 솔루션을 찾으려고 노력해야 한다. 예를 들어, 볼트, 클램프 또는 케이블이 걸린 경우 JWST는 이를 느슨하게 흔들려고 할 수 있다. NASA 배치 팀의 책임자인 Alphonso Stewart는 "이렇게 하기 위해 전체 우주선을 앞뒤로 움직인다"고 설명했다. "또한 거의 모든 축을 중심으로 전체 우주선을 회전시킬 수 있다.“

▲ James Webb 우주 망원경의 과학적 임무는 발사 후 약 6개월 후에 시작된다. © NASA / Adriana Manrique Gutierrez

미션 도착 및 시작

배치 단계가 끝나면 James Webb 망원경은 이륙 후 29일에 또 다른 비행 기동을 수행하여 Lagrangian point 2 주위의 궤도에 진입한다. 이것이 계획대로 성공하면 지금까지 출시된 가장 크고 복잡한 우주 망원경이 작업을 시작할 수 있는 가능성이 높다.

그러나 과학적 임무가 시작되기 전에 거울이 미세 조정되고 모든 장비가 철저히 테스트되고 보정되는 몇 개월이 더 걸릴 것이다. Mather는 "그러면 전 세계 과학자들을 위한 첫 번째 데이터가 들어오면 기다릴 가치가 있을 것이다"고 말했다. "궁극적으로 우리는 우리가 어디에서 왔으며 지구상의 모든 곳에서 생명체가 생겨났는지에 대한 근본적인 질문에 답하려고 노력하고 있기 때문이다.” (끝)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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