abstract
| - 베릴륨 반사경은 우주와 같은 혹한의 환경에서는 유리 재질보단 적합한 소재라고 한다. 충격을 견딜 수 있으며, 우주라는 극한 공간에서 변형이 없어야 한다. 베릴륨은 금속 중에 가장 반사율이 좋은 금속 중의 하나이다. 그러나 호흡기 등을 통해 베릴륨이나 그 먼지를 들이킬 경우 인간의 폐가 손상되므로 치료가 필요하게 된다. 비록 JWST는 허블 우주 망원경의 무게의 절반으로 계획되었지만 그 주반사경은 직경이 6.5미터이며 금이 코팅된 베릴륨 반사경이다. 베릴륨은 주기율표상의 네 번째 원소로서 가벼운 금속 소재로 알루미늄보다 낮은 비중과 매우 높은 강도의 물리적 특성을 갖춘다. 초음속 비행기 및 우주 왕복선을 위한 부속개발 시 이용되고 지구나 우주에서 매우 드문 원소들 중의 하나이다. 지구상에 있는 대부분의 베릴륨은 베릴과 버트란다이트 같은 무기물에서 존재한다. 또한 보석인 아쿠아마린, 적색 베릴, 에메랄드 같은 보석의 주성분이다. 망원경의 감도는 빛을 모으는 거울의 넓이에 직접 비례한다는 것을 감안할 때 JWST는 허블보다 훨씬 유리하다. 허블의 주 반사경은 직경이 2.4미터인데 비해 JWST는 6.5미터이기 때문이다. 따라서 반사경의 넓이는 JWST가 허블보다 무려 7.3배나 더 넓다. 반사경의 넓이가 넓을수록 빛을 많이 모을 수 있으니 JWST는 허블에 비해 7배 이상의 성능을 기대할 수 있다. JWST가 이렇게 큰 반사경을 가질 수 있는 것은 18개의 정육각형 조각을 접어서 발사하여, 우주에서 꽃처럼 펼칠 수 있게 설계되기 때문이다. 웹 우주 망원경의 반사경을 만들기 위하여 사용되는 베릴륨은 유타에서 채광되어 진 것을 사용한다. 웹 우주 망원경의 반사경에 이용된 베릴륨은 “O-30”이라 불리는 고순도의 정밀한 베릴륨 파우더이다. 이 파우더를 스테인레스 용기에 넣은 후 압력을 가해서 평평한 모양으로 만든다. 이렇게 만들어진 베릴륨 덩어리는 1.3미터(4 피트) 약 2개의 거울로 분할된다. 18개의 육각형으로 만들어진 반사경 유니트는 웹 우주 망원경에 장착이 된다. 이렇게 만들어진 반사경 유니트는 지상에서 우주 환경 시험을 치루게 된다. 제임스 웹 우주 망원경이 발사되어 우주에서 가동되게 되면, 망원경 설비 자체에서 나오는 적외선 방출 때문에 관측이 방해받는 일이 없게 하기 위해 검출기 등 관련 장비들이 33켈빈(-240°C)이라는 극저온 상태에 직면하게 된다. 베릴륨 소재는 이런 극한 우주 환경에서 글래스 소재보다 수축과 변형이 적어서, 우주 망원경의 반사경 소재로 가장 적합하다. 베릴륨은 알루미늄보다 가벼우면서도 강철보다 50% 이상 강한 금속이다. 베릴륨은 열전도율, 비열, 용융점에 있어서 상대적으로 높은 값을 보이는 특수한 열적 성질도 갖고 있다. 즉, 열을 잘 흡수하지만 자체의 온도는 비교적 낮게 유지하는 뛰어난 내열성을 지니고 있다. 또한 적외선에 대한 반사능력이 우수하여 적외선을 탐지하는 우주 망원경의 소재로서 안성맞춤이다. 또 하나, 가시 광선만 볼 수 있는 허블에 비해 JWST는 가시광선 일부와 적외선 영역을 관찰할 수 있다는 이점을 지니고 있다. 적외선은 파장이 전파보다는 짧고 빛보다는 긴 전자기파이다. 그런데 지구에서 매우 멀리 떨어진 별들은 가시광선보다 약한 에너지를 갖는 적외선 영역의 빛을 낸다. 제임스 웹 우주 망원경의 주된 임무는 적외선(우주 배경 복사)을 조사해, 현재 관측 가능한 우주의 초기 상태에 대해 연구할 수 있는 성능을 발휘하게 되는 것에 베릴륨 소재의 영향이 크다고 할 수 있다. 제임스 웹 우주 망원경 제작은 주제작사인 노스롭 그루먼社, 그리고, 미국 항공우주국(NASA), 유럽우주국(ESA), 캐나다 우주국(CSA) 등과의 협력하에 제작되고 있다. 나사 고다드 우주비행 센터에서 제임스 웹 우주 망원경은 모든 개발이 진행되고 있으며, 2013에 발사될 예정이다. 2003년 8월 케이프커내버럴 공군 기지에서 델타 로켓에 실려 발사된 적외선 스피처 우주 망원경의 주경도 베릴륨으로 제작되었다. 글래스소재보다 수축과 변형이 적어서, 우주 망원경의 반사경 소재로 가장 적합하다. NASA 가 발사한 좋은 적외선 미국의 우주 망원경 위성이다. 주경의 직경은 85 cm이며, 구경비(F 값)는 12이므로, 초점 거리는 주 거울 직경의 12배인 10.2 m이다. 분류:렌즈 분류:베릴륨 분류:거울 분류:비구면 반사경
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