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우리 나라가 참여하는 최초의 우주관측위성 계획인 '갤렉스' 은하진화탐사선(GALEX : Galaxy Evolution Explorer)을 미항공우주국(NASA)과 공동으로 개발하여 현대우주론의 최대 난제인 '우주의 나이'문제 연구 등 국제적으로 인정받는 우리측의 독자적인 과학임무를 수행하고, NASA의 첨단 과학위성탑재체 개발기술을 축적한다.

 

우리 나라와 NASA간의 첫 번째 공동연구이다.
우리 나라가 참여하는 최초의 우주관측위성(우주망원경) 계획이다.
우리측이 주도하는 구체적인 과학임무에 근거한 연구로서, 현재 우리 나라에서 추진 중인 다른 우주개발 프로그램과 차별화 되면서 상호 보완적인 역할을 수행하고 있다.

 

국민의 높은 관심
우리 나라 국민들이 가장 관심을 갖는 과학 분야가 천문우주학임에도 불구하고 이 분야에 대한 우리 나라의 연구개발비 투자는 아직도 선진국에 비해 매우 저조한 상황이다. 이러한 때에 과학기술부 창의적연구진흥사업의 지원으로 우리 나라 최초의 우주관측위성 계획을 수행함으로써, 우리 나라의 국민들에게 과학 한국의 자부심을 심어주고 우리 조상들의 빛나는 우주관측 전통을 새로운 차원으로 계승 발전시키고 있다.

우리 나라 국익에 기여
상업적인 인공위성 계획을 통해 선진국으로부터 관련 핵심기술을 직접 전수 받는 것이 불가능한 현실에서, 우리측이 주도하는 과학임무를 앞세운 NASA와의 공동 연구개발 과정으로부터 과학위성탑재체 관련 기술을 축적하고 있다. 또한, 우리 나라가 단독으로 수행할 때 필요한 연구개발비의 1/25 이하의 비용으로 우주망원경을 공동으로 소유하고 있다. 한편, 자외선우주망원경의 발사 및 발사 후의 여러 관측 결과가 언론에 발표될 때마다 대국민 과학교육 효과가 크고, 대외적으로도 우리 나라의 위상을 홍보하는 역할이 지대할 것으로 기대된다.

 

연구단의 과학임무는 국제 학계의 인정을 받고 있는 우리만의 독자적인 연구에 근거하고 있다.
우주는 언제, 어떻게 생성되었는가? 우주의 기원에 대한 물음은 인류의 역사와 함께 지속되어온 근원적인 질문이다. 과학기술부가 창의적연구진흥사업의 최우선 과제로 선정한 자외선우주망원경연구단은 연구단이 독자적으로 개발한 '자외선 은하연령 측정법'을 이용하여 현대우주론의 뜨거운 쟁점인 우주의 나이 측정과 은하형성과 진화에 대한 연구에 박차를 가하고 있다.

GALEX 우주망원경계획의 주요 과학임무인 '자외선은하연령측정'은 연구책임자가 개발한 헬륨연소단계 항성의 진화모델에 근거하며, 이 연구는 이미 SCI를 주관하는 미국 과학정보연구소와 영국 왕립천문대에 의해 천문학 및 천체물리학 분야에서 가장 많이 인용되는 20대 연구의 하나로 선정되었고, Nature/Science/New Scientist/Discover 등 세계 저명 과학지에 모두 자세히 보도되어 국제 학계의 폭넓은 관심을 받고있다.

자외광의 세기[m(1500)-V]가 적색편이(Z)에 따라 진화하는 양상은 우주모델에 따라 각기 다르게 예측된다. GALEX는 적색편이가 0.10-0.30인 영역의 은하를 집중적으로 관측하여 은하의 진화와 우주상수의 진위여부를 밝히는데 크게 기여할 것이다.
GALEX 계획을 위해 연구단에서는 우주의 나이 문제와 직결된 자외광상승현상의 기원을 밝히기 위해 보다 구체적인 타원은하의 진화 모델을 계산하였다. 이 연구는 자외광의 세기가 적색편이에 따라 진화하는 양상이 우주모델에 따라 각기 다르게 예측됨을 밝혀, GALEX 우주망원경을 통한 관측우주론 연구의 이론적 근거를 제시하고 있다. 이에 따라 현재 적색편이가 0.10-0.30인 영역의 타원은하들을 GALEX 관측대상으로 선정하는 작업이 완료되었다. 향후에 이 은하들에 대한 자외선 관측자료가 얻어지게 되면 우리가 개발한 '자외선 은하연령측정법'으로부터 보다 정밀한 은하들의 나이가 측정되어, 우주의 나이 문제 해결과 은하형성 연구에 크게 기여할 것으로 기대된다.

 
 
 
 

GALEX 자외선우주망원경
 
 
 
우주망원경 계획을 국제공동으로 추진함으로써 얻게되는 여러 장점들을 적극 활용하기 위하여 연구단은 미국의 NASA와 Caltech, 그리고 프랑스의 LAS와 함께 GALEX 우주망원경을 공동 개발하고 있다. GALEX 계획은 지난 1996년 과기부와 NASA 사이에 체결된 협력각서 이후 성사된 첫 번째 공동연구이다. 연구단이 NASA의 엄격한 공동파트너 선정 기준을 통과할 수 있었던 것은 연구단이 주도하는 과학임무 및 소프트웨어 구축, 그리고 과학탑재체 개발 등이 GALEX 계획에서 핵심적인 위치를 차지하기 때문이다. 우주망원경의 국제공동 개발전략은 우리측이 독자적으로 개발할 때 소요되는 막대한 비용과 기술적 위험 부담 등을 최소화하는 동시에 첨단의 우주과학 기술을 확보할 수 있는 매우 경제적인 방법이다.

한편, 연구단은 GALEX 계획을 통하여 과학탑재체 Calibration, Data Pipeline 구축, 소프트웨어 개발 기술을 축적하게 된다. 특히 자외선 비구면 광학기술은 차세대 반도체 등 첨단 산업기술과 직결되어 막대한 경제적 파급효과도 예상된다. 연구단은 그동안 미 국무부의 공식허가를 취득하여 NASA/JPL 및 Caltech (캘리포니아공과대학) 에서 진행되고 있는 GALEX 개발에 주도적으로 참여하였고, 관측기기 개발, 우주망원경 운영, 과학임무 및 우주관측자료 분석 소프트웨어를 전담하여 개발하면서 GALEX 개발의 일익을 담당하였다. 이러한 노력이 결실을 맺어 2003년 4월 28일에 GALEX 위성이 성공적으로 발사되었다.

GALEX 계획 참가기관 및 역할

 

과학임무의 성공적 수행을 위해서는 우주망원경이 넓은 시야(Wide Field)를 볼 수 있어야 하는 동시에 넓은 대역(Broad Band)의 자외선 측광과 저분산 스펙트럼 관측이 가능하여야 한다. GALEX는 이러한 조건을 최적으로 만족시키면서도 최소의 위험부담을 가지는 우주망원경이다. Caltech 연구팀과의 공동연구를 통해 제작된 자외선우주망원경(GALEX: Galaxy Evolution Explorer)은 구경 50cm 의 Ritchey-Chretien형 반사망원경으로 촛점비 f/6.0, 시야 1.25°를 갖는다. Micro Channel Plate를 검출기로 하는 디지털영상관측 모드와 슬릿을 사용하지 않는 그리즘(Grism)형의 분광관측 모드로 구성이 되는데 디지털영상관측 모드는 이분광분리기(Dichroic Beam Splitter)를 이용하여 원자외선 영역(Far UV, 1350 - 1800Å)과 근자외선 영역(Near UV, 1800 - 3000Å)을 동시에 관측하도록 개발되었다. 분광관측 모드는 그리즘을 이용하여 원자외선 영역에 대해 분해능 10Å을 갖도록 고안되었고 디지털영상관측과 동일한 검출기를 사용함으로써 디지털영상관측 모드일 때와 같은 자외선 파장영역을 관측하게 된다. 고도 690km, 궤도경사각 28.5。의 원궤도로 선정된 우주망원경의 궤도는 반알렌 복사대, 공기저항, 대기발광(airglow)의 영향을 최소로 받으면서 관측임무를 최적으로 수행하기에 적합하다.
GALEX 우주관측위성

GALEX 우주관측위성의 발사 (2003년 4월 28일)

 

연구단장 이영욱
 
연세대학교 천문우주학과 교수 이영욱

1984년: 연세대학교 천문학 학사
1985년: 미국 예일대학교 천체물리학 석사
1989년: 미국 예일대학교 천체물리학 박사
1989-90년: 캐나다 빅토리아대학교 박사후 연구원
1990-93년: 예일대학교/허블우주망원경연구소 연구과학자
1993-현재: 연세대학교 천문우주학과 교수
1997-현재: 창의적연구진흥사업 자외선우주망원경연구단 단장
1998-현재: NASA GALEX 미션 공식 파트너 및 한국측 대표
2006-2008: 국가 우주위원회 위원
2006-현재: 국제천문연맹(IAU) 제 37분과위원회 조직위원
2008-현재: 연세대학교 언더우드 특훈교수

1990년: 더크브라우어상 (예일대학교 우수 박사학위 논문상)
1990년: NASA 허블휄로우쉽
1991년: NASA 표창장
1995년: SCI 피인용 횟수 기준 세계 13위 논문 선정(영국왕립천문대,미국과학정보연구소)
1999년: 국내 학자중 최다 SCI 피인용논문 선정 (과기부)
2000년: 이달의 과학기술자상 (과기부)
2000년: 연세를 빛낸 동문상 (연세대학교)
2000년: 올해의 과학자상 (과학기자클럽)
2002년: 아시아 차세대 리더 선정 (세계경제포럼)
2003년: 닮고싶고 되고싶은 과학기술인 (한국과학문화재단)
2003년: 국회 과학기술대상 (대한민국 국회)
2004년: NASA 공로표창장 (NASA)
2005년: 용재상 특별상 (용재기념사업회)
2008년: 최우수연구업적 교수상 (연세대학교)

연구업적: Nature/Science 5편, 천문학/천체물리학
분야 최상위 5대 학술지 130편 등, 총 220편
논문 피인용 회수: 총 7,500회 (h-index 47)