거대마젤란망원경기구(GMTO, Giant Magellan Telescope Organization)가 세계 최대 광학망원경인 거대마젤란망원경(GMT)의 마지막 반사경 제작에 돌입했다.
GMT는 구경 25.4m의 차세대 초거대망원경으로 2020년대 말쯤 완공을 목표로 하고 있다. 지름 8.4m, 무게 17t의 원형 반사경 7장을 벌집모양으로 배치해 25.4m의 단일 반사경과 동일한 성능을 가지는 망원경이다.
GMT는 제임스웹보다 4배 더 선명한 해상도와 200배 높은 감도를 가지도록 설계됐다. 망원경의 성능을 결정하는 중요한 요소인 집광면적은 368㎡로 이는 160㎞ 떨어진 곳에서 동전의 그림을 구분할 수 있는 수준이다.
GMT의 반사경은 미국 투산에 소재한 애리조나대학의 리처드 캐리스 반사경 연구소에서 제작하고 있다. 반사경 하나당 형상 제작부터 표면 정밀 연마까지 4년이 걸린다. 첫 번째 반사경은 2012년에 완성됐고, 이후 순차적으로 제작을 진행 중이다.
GMT의 반사경 제작은 크게 세 단계로 나뉜다. 1단계는 반사경의 기본 형상을 만드는 주조(casting), 2단계는 반사경의 형상을 다듬는 성형(generating), 마지막으로 3단계는 반사경 표면을 다듬는 연마(polishing) 작업이다.
반사경을 만드는 소재인 유리는 온도 변화에 따른 비틀림, 휨, 표면 왜곡 등을 최소화하기 위해 팽창계수가 낮은 특수 유리를 사용한다. 이 특수 유리블록 약 20t을 주형에 넣어 섭씨 1165도로 가열하여 녹인 후 고체화되기 전에 주형을 회전시켜 원심력에 의해 상부 표면이 포물면이 되도록 한다. 약 3개월 동안 냉각시킨 유리는 연마의 과정을 거치는데 완성된 반사경 표면의 높낮이 차이는 사람 머리카락 두께의 1000분의 1보다도 작다.
완성된 반사경들은 칠레 아타카마 사막의 라스 캄파나스 천문대(Las Campanas Observatory)에 있는 GMT 부지로 옮겨 설치된다. GMT가 건설되는 라스 캄파나스 천문대는 청명하고 어두운 하늘과 안정적인 대기조건을 갖추고 있어 남반구에서 천문관측 최적지로 꼽힌다.
GMT 사업에는 한국천문연구원을 비롯해 전 세계 13개 기관이 참여하고 있다. GMTO 이사회의 한국 대표를 맡고 있는 박병곤 한국천문연구원 대형망원경사업단장은 "2020년대 말 완공을 목표로 하는 GMT는 주반사경뿐만 아니라 망원경의 뼈대에 해당하는 마운트와 적응광학이 적용된 부반사경 등의 제작이 순조롭게 진행되고 있다"며 "한국천문연구원이 참여하는 세계 최대의 망원경을 통해 우리나라 천문학의 수준이 비약적으로 발전할 뿐만 아니라 최첨단의 광학 및 광기계 기술을 확보하게 될 것"이라고 밝혔다.