천문학자들이 별을 관측하기 위해 만든 망원경 원리

천문학자들이 별을 관측하기 위해 만든 도구인 망원경에 대해 설명드릴게요. 망원경은 크게 굴절망원경과 반사망원경으로 나뉘는데요, 각각 장단점이 있으니 아래 내용을 참고해서 나에게 맞는 망원경을 선택하세요.

 

굴절망원경이 뭔가요?

굴절망원경은 렌즈를 이용해서 빛을 모으는 방식입니다. 그래서 상이 거꾸로 맺힙니다. 하지만 상을 뒤집으면 되기 때문에 큰 문제는 없어요. 그리고 이 원리 덕분에 멀리있는 천체를 가까이 보는 효과를 낼 수 있습니다. 또한 경통이 작기 때문에 휴대성이 좋습니다. 단점으로는 초점거리가 길어서 배율이 낮다는 점과 구경이 작아서 많은 양의 빛을 모을 수 없다는 점이 있습니다.반사망원경이 뭔가요?반사망원경은 거울을 이용해서 빛을 모으는 방식입니다. 따라서 상이 똑바로 맺히고 선명하게 보여요. 대신 크기가 크고 무거워서 들고다니기엔 무리가 있다는 단점이 있습니다.

둘 중 어떤걸 사야할까요?

사실 둘다 장단점이 명확해서 딱 뭐가 좋다고 말하기 어렵습니다. 다만 저는 개인적으로 처음 입문하시는 분이라면 굴절망원경을 추천드립니다. 왜냐하면 일단 다루기 쉽고 접안렌즈(아이피스)라는 보조도구를 통해서 여러가지 시야각을 확보할 수 있습니다. 만약 이미 다른 망원경을 가지고 계시다면 반사망원경을 사는것도 좋은 방법입니다. 왜냐면 광축조절이라는 과정을 거치면 훨씬 보기 편해지기 때문입니다. 오늘은 이렇게 천문관측용 도구인 망원경에 대해서 알아보았는데요, 여러분 모두 우주같은 넓은 마음을 가진 사람이 되길 바라겠습니다. 천문학자들이 별을 관측하기 위해서 어떤 도구들을 사용하는지 알고 계신가요? 저는 어렸을 때 과학시간에 망원경으로만 별을 보는 줄 알았는데 그게 아니더라구요. 이번 기회에 여러분께 소개해드리겠습니다.

별을 관측하는데 왜 망원경이 필요한가요?

망원경은 멀리있는 물체를 확대해서 보여주는 장치입니다. 우리 눈으로는 태양계 밖의 천체나 은하 등 아주 먼 곳에 있는 대상물을 보기 어렵기 때문에 망원경을 이용합니다. 하지만 그냥 망원경만으로는 한계가 있습니다. 그래서 보조도구인 쌍안경과 카메라가 필요하답니다.쌍안경이랑 카메라는 어떻게 쓰나요? 쌍안경은 말 그대로 두 개의 렌즈가 달려있습니다. 이 중 한쪽 렌즈로는 초점을 맞추고 다른 쪽 렌즈로는 상을 확대시켜줍니다. 이렇게 하면 마치 볼록렌즈처럼 상이 커지게 됩니다. 반대로 오목렌즈라면 상이 작아지겠죠? 그리고 카메라는 사진을 찍기 위해 쓰는 도구입니다. 필름카메라 시절에는 빛을 받아드리는 부분(CCD) 크기가 작아서 DSLR 같은 전문 장비보다는 성능이 떨어졌지만 최근에는 스마트폰에서도 충분히 좋은 품질의 사진을 찍을 수 있습니다.

관측용 안경은 뭐죠?

저도 처음엔 이게 뭔가 싶었는데, 일종의 특수 안경입니다. 이름은 아이피스라고 하는데, 쉽게 말해서 접안렌즈입니다. 여러가지 종류가 있지만 대표적으로 굴절식과 반사식이 있어요. 굴절식은 대물렌즈 앞에 프리즘을 넣어서 만든것이고, 반사식은 거울을 통해서 만들어집니다. 둘 다 장단점이 있으니 참고하세요. 오늘은 천문관련 도구에 대해서 알아봤는데요, 어떠셨나요? 재미있으셨나요? 다음 주제는 우주여행이니 기대 많이 해주세요! 천문학자들이 천체를 관측하기 위해서 쓰는 도구들을 소개하려고 해요. 대표적으로 망원경과 쌍안경이 있어요. 이 두가지 도구 중에서도 특히나 사람들이 많이 알고있는것은 바로 망원경입니다. 하지만 우리가 아는 대부분의 망원경은 굴절망원경이고, 반사망원경은 생소하게 느껴질텐데요. 이번 기회에 같이 알아볼까요?

쌍안경과 망원경의 차이점은 무엇인가요?

가장 큰 차이점은 배율(확대비율)입니다. 즉, 멀리있는 물체를 얼마나 크게 보이느냐 하는겁니다. 예를 들어 100m 떨어진 곳에 있는 농구공이 10배 확대되어 보인다면 1000m 떨어진 곳에 있는 농구공은 1/10인 100m 크기로 보이는 거죠. 따라서 같은거리라면 작은 렌즈일수록 작게 보이고, 큰 렌즈일수록 크게 보입니다. 또한 초점거리라는 개념이 있는데, 이것은 먼곳에 있는 물체를 가깝게 보이게 만드는 원리에 해당됩니다. 결국 가까이 있는 물체는 그대로 있고, 멀리 있는 물체만이 가까워지는 원리이죠.굴절망원경과 반사망원경의 차이점은 무엇인가요? 반사망원경은 거울처럼 빛을 반사시키는 구조물 위에 대물렌즈를 올려놓은 형태라고 보시면 됩니다. 이렇게 되면 한 점에서 나온 빛이 다시 되돌아가는 과정에서 생기는 회절현상이라는 특징이 생깁니다. 이로 인해 상이 흐릿해지는 단점이 있지만, 대신 매우 밝은 상을 얻을 수 있다는 장점이 있답니다. 반면 굴절망원경은 오목거울 또는 볼록거울 앞에 접안렌즈를 두고 보는 방식이기 때문에 선명한 상을 얻을 수 있으나, 상의 왜곡이 발생한다는 단점이 존재합니다.

왜곡이란 무엇인가요?

위 그림에서처럼 사물이 실제로는 똑바로 서있는데 사진에서는 한쪽으로 치우쳐져 있거나 거꾸로 되어있는 경우를 말합니다. 이러한 현상은 주로 경통의 길이가 길수록 심해집니다. 그래서 긴 구경의 망원경을 만들기 위해 유리관 내부 지름을 줄이는 방법을 이용하기도 합니다. 그러나 너무 작아지면 시야가 좁아져서 불편해지므로 적당한 선에서 타협해야 합니다.오늘은 천문학도구에 대해서 알아보았습니다. 저도 처음 알게 된 내용이 많아서 흥미롭게 공부했습니다. 여러분도 재미있게 읽으셨나요? 다음시간엔 더욱 유익한 주제로 찾아뵐게요. 천문학자들이 관측하기 위해 사용하는 도구 중 망원경이라는 게 있습니다. 이 망원경은 크게 두가지 종류로 나뉘는데 반사망원경과 굴절망원경이 그것입니다. 먼저 반사망원경은 거울과 렌즈 등 광학계를 이용해서 빛을 모으는 방식이고, 굴절망원경은 대물렌즈나 접안렌즈 사이에 오목거울 같은 볼록렌즈를 넣어 빛을 한점으로 모이게 하는 방식입니다.

둘 다 장단점이 있지만 나는 개인적으로 굴절이 좀 더 마음에 든다.

왜냐하면 천체관측시 상이 왜곡되는 현상이 거의 없고 초점조절이 용이하며 색수차현상이 적기 때문입니다. 그리고 우리나라에서는 주로 구경 1m 이상의 대형굴절망원경을 많이 사용합니다.반사망원경과 굴절망원경의 차이점은 무엇인가요?먼저 반사망원경은 말 그대로 거울을 이용한다는 점에서 굴절망원경과 차이가 납니다. 하지만 다른 부분에서도 큰 차이는 없습니다. 다만 반사망원경은 광축 조절이 매우 쉽다는 장점이 있습니다. 반면에 굴절망원경은 반사는 아니지만 대신 시야가 넓고 배율이 높다는 장점이 있다. 또한 경통 길이가 짧아 휴대성이 좋다는 점도 특징입니다.우리나라 사람들은 주로 어떤 망원경을 쓰나요?

우리나라 천문연구원에서는 국내 최초로 개발한 KVN-4라는 한국형 우주망원경을 쓰고 있다

기존의 외국산 망원경과는 달리 국산화 비율이 높아 경제적이며 성능면에서도 뒤지지 않습니다. 최근엔 아리랑 2호 위성에 장착되어 지구 상공 685km 궤도에서 활동중입니다. 이외에도 미국항공우주국(NASA) 에서 만든 허블우주망원경, 유럽우주기구(ESA) 의 카세그레인식 반사망원경인 VLT 가 대표적이다.왜 하필이면 '한국형' 이라는 수식어가 붙었나요?KVN-4 는 순수 국내 기술로 제작되었기 때문에 붙여진 이름입니다. 특히 해외 부품 의존도를 줄이고 자체 생산 및 조립기술을 확보했다는 점에서 의미가 큽니다. 현재 세계 각국에선 자국의 고유 브랜드를 가진 거대망원경을 경쟁적으로 건설하고 있습니다. 중국은 지난 2008년 독자개발한 초대형 전파망원경 ‘톈옌’을 완공했고, 일본 역시 2010년 지름 8.5m짜리 HTV-8 을 완성했다. 인도는 2011년 4월 아폴로 우주선 발사기지였던 사티시 다완 우주센터에 직경 25m 짜리 거대한 단일주파수 간섭계망(SMBG)을 설치했다. 러시아는 2014년 12월 바이코누르 우주기지에 지상 500m 높이의 타원형 초거대 마젤란망원경(VLT)을 세워 가동 준비를 마쳤습니다.