스타셰이드는 밝은 별빛을 가려 주변 행성을 관측하려는 큰 가림막이다. 종이 모형과 지상 시험을 통해 접어 싣고 다시 펴는 구조, 망원경과의 정렬 문제를 살펴봤다.
무아데일리 편집부
이미지: NASA/JPL-Caltech; concept illustration
편집요약
스타셰이드는 밝은 별빛을 가려 주변 행성을 관측하려는 큰 가림막이다. 종이 모형과 지상 시험을 통해 접어 싣고 다시 펴는 구조, 망원경과의 정렬 문제를 살펴봤다.
본문
작은 행성을 보려는데 그 옆의 별이 너무 밝다. 망원경의 성능을 높이는 것과 별빛을 가려주는 것은 서로 다른 문제다. 스타셰이드는 망원경 앞의 먼 곳에 큰 가림막을 두어 별빛을 막는 구상이다. 꽃처럼 펼쳐진 가장자리는 별빛을 정밀하게 가리기 위한 모양이다.
NASA의 설명에서 스타셰이드는 망원경 안에 넣는 부품과 구분된다. 우주망원경과 떨어져 날면서 관측할 별과 망원경 사이에 자리를 잡는다. 별에서 오는 강한 빛은 가리고, 주변 행성의 약한 빛은 망원경이 받게 하려는 방식이다. 가림막과 망원경이 떨어진 채로 정확히 정렬돼 있어야 한다.
크게 펼치는 구조에는 운송의 문제가 따라온다. 관측에 필요한 크기 그대로 로켓 안에 넣을 수 없으니 작게 접어 싣고 나중에 펴야 한다. 꽃잎 같은 바깥 부분은 발사할 때 몸체 둘레로 감는 방식을 연구했다. 펼친 모양의 정밀도와 접었을 때 차지하는 부피를 함께 맞춰야 하는 것이다.
JPL이 공개한 종이 모형은 그중 안쪽 원반을 접는 원리를 살펴보게 한다. 종이에 표시된 선을 따라 접으면 중심의 육각형을 둘러싼 부분이 나선형으로 모인다. 파란 선은 산접기, 주황 선은 골접기로 구분돼 있다. 완성 모형 전체가 실제 우주 장치인 것은 아니며, 교육용 도안은 안쪽 차광판을 설명하는 데 초점을 둔다. JPL은 이 모형으로 태양빛을 가려보는 실험을 해서는 안 된다고 주의를 붙였다.
모형을 펼치는 일과 실제 구조물을 펴는 일의 조건도 다르다. JPL이 공개한 2014년 지상 시험 사진에는 반규모 구조물과 네 개의 꽃잎이 보인다. 구조물이 지구에서 자기 무게를 그대로 버티지 못해 지지 장치와 평형추로 하중을 덜어준 상태다. 천장에서 매달린 선까지 함께 봐야 어떤 시험 장면인지 알 수 있다.
우주에서 필요한 것은 펼친 뒤의 위치 유지까지다. JPL은 2019년 발표에서 망원경에 들어오는 밝고 어두운 무늬로 정렬이 어긋난 정도를 읽고, 추진기로 위치를 바로잡는 연구를 소개했다. 정확한 가림막 크기와 두 장치 사이의 거리는 임무와 망원경에 따라 달라진다고 설명한다. 모든 스타셰이드가 같은 크기와 간격을 쓰는 것은 아니다.
종이 모형과 지상 시험은 실제 우주 운용 장면과 구분된다. NASA는 2026년에도 궤도의 스타셰이드와 지상 망원경을 결합하는 별도의 연구 구상을 소개했다. 접고 펴는 구조를 살펴볼 때는 어떤 모형인지, 어느 단계의 시험인지를 함께 확인할 수 있다. 지상 시험 사진 속 펼쳐진 꽃잎 아래에는 아직 무게를 받쳐주는 장치가 있다.
