달 뒷면에 전파망원경을 설치하면…

달은 항상 같은 면을 지구 쪽으로 향하고 있다. 지구상에 있는 사람은 달의 뒷면을 볼 수 없다. 2019년 중국 소형 위성이 뒷면에서 본 달 사진을 촬영하거나 2,000조톤에 달하는 거대한 금속 덩어리가 달에 있다는 보고가 나오는 등 달 뒷면에 대한 주목도가 높아지고 있다. 물론 천문학자 중에선 달 뒷면에 전파망원경을 설치하는 것에 관심을 두기도 한다.

전파망원경은 가시광선을 관측하는 광학망원경과 달리 천체가 방출하는 전파를 포착, 관찰한다. 광학망원경으로는 관측할 수 없을 만큼 멀리 떨어진 천체와 어두운 천체도 전파를 수신해 컴퓨터로 해석할 수 있고 관측할 수 있어 전파망원경은 우주의 비밀을 밝혀내는 큰 무기 중 하나라고 할 수 있다.

하지만 전파망원경에도 약점이 있다. 예를 들어 대기 상층부에 있는 전리층은 전파를 반사하는 성질을 갖고 있어 우주에서 전파 일부를 반사해버리거나 지구 활동에 의한 전파 관측을 방해한다. 또 인간 활동 탓에 방출되는 전파도 전파망원경에게는 장애물이다. 과거 전파망원경이 관측한 수수께끼 신호의 정체가 전자레인지였다는 사례가 있었을 정도다.

This photo of Earth and the Lunar farside, maybe our best ever, was taken yesterday by the Chinese Lunar satellite DSLWP-B (Longjiang-2). The Dwingeloo telescope downloaded the photo from the satellite this morning. More info at https://t.co/sKt7w9mol9 pic.twitter.com/IsnyvqekTz

— Dwingeloo Telescoop (@radiotelescoop) 2019년 2월 4일

수많은 전파망원경이 수백MHz 사이 주파수를 파악하는 구조다. 100MHz 이하 전파는 전파 천문학 분야에선 저주파로 간주한다. 다른 장애물이 존재하는 지구상에선 30MHz 이하는 전파망원경이 관측할 수 없다.

이런 이유로 지구상에서 어려운 낮은 주파수 전파를 관측하기에 안성맞춤인 장소가 달 뒷면이다. 달 뒷면은 지구에서 방출되는 다양한 전파가 항상 달 본체에 가려져 있는 탓에 방해 잡음이 들어갈 수 없다. 또 우주에서 전파를 차단할 전리층도 없어 전파망원경을 설치하기에 이상적인 장소라고 할 수 있다.

최근에는 우주에서 방출되는 저주파 전파에 대한 관심이 높아지고 있다. 전문가들은 달 뒷면에 설치한 전파망원경은 초기 우주에 대한 이해를 돕는데 도움이 될 것이라고 말한다. 초기 우주가 방출한 전파는 지구에 도달할 때까지 우주 팽창에 의한 적색 편이가 되어 있는 탓에 우주 관측을 실시해도 10∼50MHz 저주파 대역 관측이 중요해질 수 있다.

콜로라도 대학 천체 물리학자인 잭 번즈는 달 궤도에 대퍼(DAPPER)라는 위성을 발사해 달 뒷면에서 우주 전파를 관측하는 프로젝트를 진행 중이다. 하지만 더 많은 데이터를 수집하려면 수천 개에 이르는 안테나가 필요하다. 다음 단계에선 궤도가 아닌 달에 안테나를 설치하는 게 현실적이라는 얘기다. 그는 달 뒷면이 전파망원경을 설치해 관측하기 이상적이고 안정적인 장소라고 말한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.