케플러 우주 망원경
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Kepler Space Telescope   | |
발사 시각 | 2009.3.7, 03:49:57 UTC |
발사 위치 | 케이프 커네버럴, Space Launch Complex 17B |
운반체 | |
COSPAR ID[1] | 2009-011A |
SATCAT no[2] | 34380 |
임무 유형 | 우주탐사 |
예정 임무 수행 기간 | 예정 : 3년 5개월 운용 : 9년 7개월 23일 |
제작 | Ball Aerospace & Technologies |
운용 | NASA/LASP |
발사 중량 | 1,052.4 kg (2,320 lb) |
건조 중량 | 1,040.7 kg (2,294 lb) |
탑재 중량 | 478 kg (1,054 lb) |
전체 면적 | 4.7 m × 2.7 m |
망원경 지름 | 0.95 m |
망원경 형식 | Schmidt camera |
집광면적 | 0.708 m2 |
유효파장 | 430㎛~890㎛ |
출력 | 1100 W |
트랜스폰더 | Ka band, X band |
대역폭 | X-band up : 7.8 bit/s – 2 bit/s X-band down : 10 bit/s – 16 kbit/s Ka band down : up to 4.3 Mbit/s |
기준계 | 나선 궤도 |
궤도경사 | 0.44747° |
궤도 공전주기 | 372.57일 |
궤도 이심률 | 0.036116 |
근접각 | 294.04° |
평균근점이각 | 311.67° |
평균운동 | 0.96626 |
궤도 장반경 | 1.0133 AU |
근일점 | 0.97671 AU |
원일점 | 1.0499 AU |
케플러 우주 망원경은 NASA의 외계 행성 탐사 계획인 케플러 계획의 일부로, 골디락스 존에 있는 지구와 유사한 행성을 찾는 목적을 가진 우주 망원경이다. 직경 140cm의 반사경과 225만 화소(2200×1024)[3]의 CCD를 42개 장착하고 있으며,[4] 합치면 9,460만 화소에 달한다.
구조상으로는 슈미트 카메라 형태이며(구면 거울을 사용하고 보정판 사용), 이 때문에 반사경 직경인 140 cm가 아니라 보정판 직경인 95 cm가 실제 구경이 된다. 오로지 미세한 밝기 변화 탐지가 목적이므로 필터휠이나 분광기는 따로 갖추지 않았다. 슈미트 카메라의 특성상 초점면이 곡면이기 때문에 CCD가 곡면으로 설계되어 있다.
행성을 직접 보는 것은 불가능하므로, 운좋게 공전 평면이 지구의 방향과 평행인 행성이 모항성의 앞을 지나갈 때 모항성의 밝기가 미세하게 어두워지는 것을 포착해서 행성의 유무를 판별한다. 밝기 변화의 크기로 행성의 대략적인 지름을, 변화 주기로 공전 주기를 알 수 있고, 이를 모항성의 밝기/질량 정보와 조합하면 행성의 질량, 밀도, 구성물질 등을 유추할 수 있다. 이러한 일식 이벤트는 길어야 10시간 내외인데 행성의 공전 주기는 수개월~수년 단위이므로 하늘의 한곳을 지속적으로 바라보고 있는 것이 핵심이다. 센서를 많이 달은 이유는 시야각을 최대한 확보해 동시에 최대한 많은 항성을 관측하기 위함이며, 실제로 케플러가 관측한 하늘은 남반구 구석탱이의 손바닥만한(?) 면적에 불과하다.
2009년 3월 7일, 케이프 커내버럴 공군 기지 SLC-17B 발사대에서 델타 II 로켓에 실려 발사, 2010년 1월 4일부터 결과가 전송되었고, 2015년 7월 3일 기준으로 1028개의 행성을 새로 발견했다.
케플러 우주 망원경이 최초로 발견해낸 외계 행성은 2010년 1월 4일 발견된 케플러-4b, 5b, 6b, 7b, 8b 이다. 그 외에도 수많은 외계 행성들을 찾아내었다. 또한 케플러 우주 망원경의 탐사 가능 범위는 약 3000광년이다.
궤도는 지구에서 멀리 떨어진곳(약 1.5억km)에서 지구의 뒤를 따라 태양 주위를 공전한다.
2018년 수명을 다할때까지 총 2600여개의 외계 행성을 발견했다. 또한, 이후 데이터 분석을 통해 발견된 행성까지 포함하면 총 4000 여개에 달한다.
구조상으로는 슈미트 카메라 형태이며(구면 거울을 사용하고 보정판 사용), 이 때문에 반사경 직경인 140 cm가 아니라 보정판 직경인 95 cm가 실제 구경이 된다. 오로지 미세한 밝기 변화 탐지가 목적이므로 필터휠이나 분광기는 따로 갖추지 않았다. 슈미트 카메라의 특성상 초점면이 곡면이기 때문에 CCD가 곡면으로 설계되어 있다.
행성을 직접 보는 것은 불가능하므로, 운좋게 공전 평면이 지구의 방향과 평행인 행성이 모항성의 앞을 지나갈 때 모항성의 밝기가 미세하게 어두워지는 것을 포착해서 행성의 유무를 판별한다. 밝기 변화의 크기로 행성의 대략적인 지름을, 변화 주기로 공전 주기를 알 수 있고, 이를 모항성의 밝기/질량 정보와 조합하면 행성의 질량, 밀도, 구성물질 등을 유추할 수 있다. 이러한 일식 이벤트는 길어야 10시간 내외인데 행성의 공전 주기는 수개월~수년 단위이므로 하늘의 한곳을 지속적으로 바라보고 있는 것이 핵심이다. 센서를 많이 달은 이유는 시야각을 최대한 확보해 동시에 최대한 많은 항성을 관측하기 위함이며, 실제로 케플러가 관측한 하늘은 남반구 구석탱이의 손바닥만한(?) 면적에 불과하다.
2009년 3월 7일, 케이프 커내버럴 공군 기지 SLC-17B 발사대에서 델타 II 로켓에 실려 발사, 2010년 1월 4일부터 결과가 전송되었고, 2015년 7월 3일 기준으로 1028개의 행성을 새로 발견했다.
케플러 우주 망원경이 최초로 발견해낸 외계 행성은 2010년 1월 4일 발견된 케플러-4b, 5b, 6b, 7b, 8b 이다. 그 외에도 수많은 외계 행성들을 찾아내었다. 또한 케플러 우주 망원경의 탐사 가능 범위는 약 3000광년이다.
궤도는 지구에서 멀리 떨어진곳(약 1.5억km)에서 지구의 뒤를 따라 태양 주위를 공전한다.
2018년 수명을 다할때까지 총 2600여개의 외계 행성을 발견했다. 또한, 이후 데이터 분석을 통해 발견된 행성까지 포함하면 총 4000 여개에 달한다.
2013년 11월, Second Light (K2) 미션이 발표되었다. 태양광을 하나의 반작용 휠처럼 활용함으로써 남은 2개의 반작용 휠에 더해 3개의 반작용 휠을 갖추어 자세 제어를 가능하게 한다는 계획이었다. 솔라 세일처럼 태양이 뿜어내는 광자의 압력을 활용한다는 것인데, 이를 이용해 아주 잠시만이라도 선체를 흔들리지 않게 고정시킨다는 것.
2014년 초부터 K2 미션은 테스트 상태에 들어갔으며, 이후 2014년 5월부터 계획 승인을 받아 실제로 운용되기 시작했다. 그리고 계속해서 외계 행성을 찾아내는가하면 사상 최초로 백색 왜성에 빨려들어가는 외계 행성을 포착하는 등, 예상을 뛰어넘는 성공적인 성과를 보여, 이 덕분에 케플러 우주 망원경은 계속 우주를 바라볼 수 있게 되었다. 2016년 말까지 K2 미션에 따른 운용이 결정되었다.
2014년 초부터 K2 미션은 테스트 상태에 들어갔으며, 이후 2014년 5월부터 계획 승인을 받아 실제로 운용되기 시작했다. 그리고 계속해서 외계 행성을 찾아내는가하면 사상 최초로 백색 왜성에 빨려들어가는 외계 행성을 포착하는 등, 예상을 뛰어넘는 성공적인 성과를 보여, 이 덕분에 케플러 우주 망원경은 계속 우주를 바라볼 수 있게 되었다. 2016년 말까지 K2 미션에 따른 운용이 결정되었다.
[1] 본래의 명칭은 NSSDC ID이며, 전 세계 인공위성의 일련번호이다.[2] 위성 카탈로그 번호[3] 천문관측 장비에 사용되는 이미지 센서에 요구되는 특성은 상용 카메라에 사용되는 이미지 센서에 요구되는 특성과는 다르기 때문에, 단순히 화소수를 비교하는 방법으로 상용품과 성능을 비교할 수는 없다. 천체망원경은 크기가 크므로 상용 카메라보다 초점면에 맺히는 상의 물리적 면적이 넓기 때문에 상용 카메라보다 더 큰 이미지 센서가 필요하며, 이미지 센서의 화소 밀도가 광학계의 분해능에 비해 지나치게 높으면 오히려 각각의 화소가 받아들이는 빛의 양이 줄어들어 노이즈가 증가하기 때문에 광학계의 크기와 분해능을 고려하여 적절한 화소 밀도를 갖는 이미지 센서를 사용해야 한다. 또한 천문관측에 사용되는 CCD는 크게 만들기가 쉽지 않고 크기를 키우면 불량률이 높아지기 때문에, 케플러 우주 망원경과 같이 한 번에 넓은 시야각을 관측하는 것이 주 목적인 관측장비의 경우 하나의 큰 CCD를 제작하기보다는 작은 CCD 여러 개를 이어붙여 사용한다.[4] 42개의 CCD를 이어붙여 마치 하나의 큰 CCD처럼 사용한다. 2개의 CCD가 하나의 모듈을 이루는데, 이 중 3개 모듈은 임무 중 고장으로 사용 불능이 되어 2018년 임무 종료 시점에서는 36개의 CCD가 작동하고 있었다.[5] 케플러라는 이름을 이 사람에게서 따왔다.
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