초록 ▼

인류가 우주개발을 시작한지 이제 반세기 정도 되었다. 다른 분야의 과학 연구 및 기술 개발 연구의 기간에 비하면 매우 짧지만, 우주 개발을 통해 습득한 새로운 지식과 기술의 양은 실로 막대하다.
인공위성 기술이 채 성숙되기도 전부터, 천문학자들은 우주 공간의 활용이 인류 지식 확산에 미치는 영향을 예견하고 우주 망원경을 준비하였다. 미국의 저명한 천체물리학자인 스피처(Lyman Spitzer Jr., 1914-1997, 그림1-1)는 인류사상 첫 번째 성공적인 인공위성인 스푸트니크 1호의 발사가 이루어지기 10여 년 전인 19

인류가 우주개발을 시작한지 이제 반세기 정도 되었다. 다른 분야의 과학 연구 및 기술 개발 연구의 기간에 비하면 매우 짧지만, 우주 개발을 통해 습득한 새로운 지식과 기술의 양은 실로 막대하다.
인공위성 기술이 채 성숙되기도 전부터, 천문학자들은 우주 공간의 활용이 인류 지식 확산에 미치는 영향을 예견하고 우주 망원경을 준비하였다. 미국의 저명한 천체물리학자인 스피처(Lyman Spitzer Jr., 1914-1997, 그림1-1)는 인류사상 첫 번째 성공적인 인공위성인 스푸트니크 1호의 발사가 이루어지기 10여 년 전인 1946년에 이미 우주 공간에 천문대를 띄워 올려 대기의 영향에서 벗어나 지상에서는 관측 불가능한 파장 영역에서의 관측을 수행할 것을 제안하였다. 그가 이 제안에서 사용한 우주망원경의 장점은 지금도 모두 유효하며, 우주 개발에서 가장 중요한 제안 중 하나로 지금도 인정되고 있다. 그는 실제 우주 망원경의 개발에 직간접적으로 간여하여 그의 신념을 실현하였고, 허블 우주 망원경의 실질적인 아버지로 여겨지고 있으며, 2003년 8월 25일 발사된 적외선 우주 망원경인 Space InfreRed Telescope Facility(SIRTF)에는 Spitzer라는 이름이 헌정되었다. Spitzer 우주망원경은 지금도 천체들의 비밀을 벗겨주는 중요한 관측을 순행하고 있다.
우주망원경은 단순해 천문학적 지식에 기여하기 위해 만들어지는 것은 아니다. 인류의 도전 정신은 지구 탐험 시대를 벗어나면서 우주로 눈을 돌리게 만들었다. 우주 개발에는 막대한 자금과 최첨단의 기술이 필요하기 때문에 단독으로 수행할 수 있는 나라는 지구상에 거의 없을뿐더러 국민적 합의에 바탕 하지 않고는 뛰어들기 어려운 분야이기도 하다. 우주 개발의 과정에는 매우 많은 위험이 따르기 때문에 프로젝트가 성공한다는 보장은 있을 수 없으며, 실패를 통해서도 새로운 지식을 배울 수 있는 분야이기도 하다. 우주망원경은 새로운 기술을 시험해 보면서, 우주에 관한 인류의 지식을 넓혀 나갈 수 있는 길을 열에 왔다. 우주 망원경들이 선진 각국의 우주개발 계획에 가장 선도적 역할을 해 왔기 때문에 지금도 아낌없는 투자가 이루어지고 있는 것이다. 우주 망원경을 통해 얻은 지식과 기술은 다시 인류의 생활을 윤택하게 해주고, 재난으로부터 보호할 수 있게 해 주며 국가의 안위에 활용되어 온 것이다.

목차 Contents

• 1. 서론...7
• 2. 현대 우주 천문학의 동향...11
• 2.1 천문학 연구 동향...13
• 2.2 한국 천문학의 연구 분야 분석...14
• 2.2.1 연구 대상별 분류...14
• 2.2.2 관측 파장에 따른 분류...17
• 2.2.3 결론...17
• 3. 천문 관측과 우주망원경...19
• 3.1 천문 관측의 역사...21
• 3.1.1 광학 망원경...21
• 3.1.2 전파망원경...22
• 3.1.3 지상망원경의 한계...23
• 3.2 우주 망원경의 역사...24
• 3.2.1 적외선 천문학...24
• 3.2.2 X-선 천문학...29
• 3.2.3 자외선 천문학...33
• 3.3 차세대 대형 우주 망원경...35
• 3.3.1 Herschel...36
• 3.1.2 JWST...39
• 3.3.3 SPICA...41
• 4. 21세기의 도전과 우주 망인경의 과학임무...45
• 4.1 21세기 천문학의 발달...47
• 4.2 21세기에 도전할 과학적 과제들...48
• 4.2.1 최초 은하와 은하의 진화...49
• 4.2.2 외계 행성과 생명체...51
• 4.3 우주망원경의 과학 임무...52
• 4.3.1 우주 망원경 의 필요성...52
• 4.3.2 적외선 우주망원경...52
• 4.3.3 우주망원경의 과학적 임무...56
• 5. 한국의 우주천문학 현황과 미래...59
• 5.1 현대 천문학의 태동...61
• 5.2 FIMS: 국내 최초의 우주망원경...62
• 5.3 해외 협력 연구 경험...66
• 5.3.1 GALEX...66
• 5.3.2 ASTRO-F...68
• 5.4 왜 대형우주망원경인가?...70
• 5.4.1 우리나라의 경제력과 연구 수준...70
• 5.4.2 연구 수준 향상 방안...73
• 5.4.3 대형 우주망원경의 필요성...75
• 5.5 SPICA 참여의 의의...79
• 6. 국내 우주과학관련 기술 동향...81
• 6.1 광학...83
• 6.1.1 국내 광학 산업 일반 현황...83
• 6.1.2 국책 연구원 및 학계 현황...84
• 6.2 전자...86
• 6.2.1 개요...86
• 6.2.2 국내 동향...87
• 6.3 검출기...88
• 6.3.1 개발 분야...89
• 6.3.2 HgCdTe 적외선 검출기...90
• 6.3.3 천문우주과학 관련 연구개발...91
• 6.4 냉각...92
• 6.5 환경 시험...94
• 6.5.1 위성체 조립 (Integration & Assembly)...95
• 6.5.2 발사환경시험 (Launch Environment Test)...96
• 6.5.3 제도환경시험 (Orbit Environment Test)...97
• 6.5.4 전자파 환경시험 (EMI/EMC Test)...99
• 6.5.5 항공우주 연구원의 우주환경 시험 경력...99
• 7. 한국의 관측 기기 개념 설계와 과학 임무...101
• 7.1 관측 기기...103
• 7.1.1 분광기와 측광기...104
• 7.1.2 파장별 특성...106
• 7.2 제안 관측 기기의 종류와 특성...106
• 7.2.1 영상분할분광기 (Spectrometer with Integral Field Unit)...108
• 7.2.2 MEMS를 이용한 다중 분광기 (Multi-Object Spectrometer with MEMS)...109
• 7.2.3 푸리에 변환 분광기 (Fourier Transform Spectrometer)...112
• 7.2.4 패브리 페로 분광기 (Fabry-Perot Spectrometer)...115
• 7.2.5 FTS와 FPS의 직렬 분광기 (Cascaded Interferometer)...118
• 7.3 결론...122
• 8. 우주망원경 국제 공동 개발의 파급 효과 및 할용방안...125
• 8.1 과학적 의의...127
• 8.2 기술적 측면...128
• 8.3 산업 경제적 측면...130
• 8.3.1 광학 부품 산업...131
• 8.3.2 적외선 센서...132
• 8.3.3 광학 탑재체...132
• 8.3.4 요약...134
• 8.4 사회 문화적 측면...134
• 8.5 활용 방안...134
• 9. 국가 R&D와의 연계체계...137
• 9.1 국가 발전 목표와의 연계성...139
• 9.2 국가 우주개발 중장기 계획과의 연계성...140
• 9.2.1...140
• 9.2.2...141
• 9.3 국가 기술지도와의 연계성...142
• 9.3.1 광학 탑재체 분야 연계성...142
• 9.3.2 우주과학 탑재체 분야 연계성...143
• 9.4 한국 우주천문학 발전 목표와의 연계성...143
• 9.4.1 한국 천문연구원 중장기 발전 계획...144
• 9.4.2 한국 천문연구원 STRM 추진 전략...145
• 9.4.3 SPICA 공동 개발의 STRM...146
• 9.4.4 한국 우주천문학 발전 목표와의 연계성...147
• 10. 추진 전략 및 체계...149
• 10.1 주관 연구 기관 및 책임자의 역할 및 자격 요건...151
• 10.2 국제 협력 분야 및 기관...153
• 10.2.1 과학 분야...154
• 10.2.2 전자분야...154
• 10.2.3 검출기...155
• 10.2.4 냉각 시스템...155
• 10,2.5 환경 시험...156
• 10.3 참여 연구 기관 종류 및 관련 위원회...156
• 10.3.1 총괄 연구기관...157
• 10.3.2 위탁 연구기관...157
• 10.3.3 협력 연구기 관...157
• 10.3.4 우주관측 자문위원회...158
• 10.3.5 과학연구 콘소시움...158
• 10.3.6 국제협력 위원회...158
• 10.4 산학연 협력 체계 구축 방안...159
• 10.5 사용자 그룹의 활성화 방안...160
• 10.6 연구 기능 분할 방안...162
• 10.7 리스크 관리 방안...163
• 10.7.1 일정 및 시간 관리...163
• 10.7.2 부품관리...164
• 10.7.3 인력 관리...165
• 10.7.4 예비계획 (Backup Plan)...166
• 11 결론...167
• 부록 A. 관련 회의록...169
• A-1. 연구원 회의...169
• A-2. 자문위원회...172
• A-3. 해외 전문가와의 협력 회의록...174
• A-4. 공청회...178
• 부록 B. 연구개발 예산...183