<관측과 망원경 이야기>


1. 밤하늘의 관측에 앞서


1.1먼저 알아두기


해가 지고 맑은 밤하늘에 하나 둘 별이 떠올라 오면 눈에 익은 국자 모양의 북두칠성도 보이고 여기저기서 많은 별이 우리를 기다린다. 그러나 드넓고 깊은 밤하늘 어디로 어 떻게 찾아가야 할지 먼저 막막함을 느끼기 쉽다. 맨눈으로 보는 밤 하늘의 별은 모두 같 아 보이고 내가 찾는 별은 어디쯤에 있는지 도무지 알 수가 없기 때문이다. 책에서 보 았던 안드 로메다은하며 오리온 대성운,좀생이별은 어디에 있는 것일까 하고 생각하는 사람이 많으리라.
그러나 밤하늘로 가는 길은 그리 어렵지 않다. 우리가 밤마다 보는 몇몇 별과 발게 떠 오르는 달, 거기에 망원경을 길 동무삼아 한발 한발 내딛는다면 깊고 넓은 밤 하늘, 신비 로 가득한 우주 속을 자유롭게 여행 할 수 있다. 이 여행을 통해, 지구라는 작은 행성에 발을 딛고 있는 우리가 바로 그 우주가 잉태한 놀랍고 신비로운 생명체라는 사실도 새 삼 느낄 수 있을 것이다. 광활한 우주로 시야를 넓혀 발걸음을 내디뎌 보자. 밤하늘로 가는 길은 누구에게나 열려있다.
우선 밤하늘 여행에 앞서 알아 두어야 할 것을 하나하나 점검해 보자.


1.2장소와 준비물


밤하늘을 보기에는 모든 별이 잘 보이도록 사방이 확 트이고 지형이 평탄해서 망원경을 설치하기 알맞은 곳이 좋다. 가로등과 네온사인 빛은 별을 잘 안 보이게 하므로 외진 곳이 좋다. 또 관측을 하기 위해 도시 근교로 나갈 경우에는 도시 불빛이 영향을 받지 않는 쪽을 택해야 한다. 서울의 북쪽으로 관측하러 간다면 남쪽 하늘이 서울의 밝은 불빛에 영향을 받고 남쪽이라면 북쪽 하늘이 서울의 불빛에 영향을 받을 것이다. 따라서 전갈자리나 궁수자리처럼 남쪽 하늘에 떠 있는 천체를 관측하려고 한다면 서울 북쪽 지역은 피하는 것이 좋다.
망원경은 약한 바람에도 흔들리므로 바람이 강하지 않은 곳이어야 하며, 강이나 호수가 가까운 곳은 안개가 자주 끼어 봄과 여 름에는 관측하기 어렵다.
이밖에 밤 세워 별을 볼 경우 틈틈이 쉴 수 있도록 숙소를 정하고 관측을 시작해야 한다. 교통이 좋은 곳이라면 더욱 좋겠다.
사실 이런 조건을 두루 갖춘 장소를 찾기란 쉬운일이 아니다. 따라서 위의 조건 중에서 몇 가지를 만족시키는 장소를 고르는 것 이 최선의 방법이다. 좋은 관측 장소를 알고 있는 것만으로도 별 보는 사람 사이에는 자랑거리가 될 정도이다.


1.2.1준비물


① 관측장비: 망원경, 카메라, 쌍안경 등 그 날의 관측에 필요한 주요 장비
② 손전등: 밤에 활동하기 위해서는 꼭 필요하다. 두 개 정도가 적당한데 하나는 밝은 것으로 하나는 작고 붉은 빛을 내는 것으 로 준비한다. 전구를 붉게 칠하거나 붉은 색 셀로판지로 감싸도 된다.
③ 성도: 성도는 별과 별자리 천체가 그려진 그림으로 천체 관측에서 기본적인 준비물이다. 6등급 성도와 8∼10등급 성도를 각 각 준비한다. 눈으로 보이는 6등급까지의 별이 표시된 6등급 성도는 한 페이지에 넓은 범위의 하늘 영역이 표시되어 관측할 대상 의 위치와 전체적인 밤하늘의 모습을 개괄적으로 살펴볼 수 있다. 8∼10등급의 성도는 눈으로 보이지 않는 8∼10 등급의 별까지 도 자세하게 표시되어 있다. 탐색경이나 쌍안경으로 볼 때와 비슷하므로 천체를 찾는 데는 필수적인 성도이다.
④ 역서: 역서란 그 해 1년 동안에 일어날 중요한 천문 현상 즉 태양, 달, 행성의 뜨고 지는 시각과 위치, 일식, 월식 등에 대 한 정보가 수록된 책자이다.
⑤ 관측 기록지: 관측하고 있는 천체를 스케치하고 자료를 기록할 때 사용하는 기록 용지이다. 물론 깨끗한 연습장을 상용해 도 무방하지만 각각의 대상에 맞게 그려진 관측 요지를 준비하는 것이 좋다.
⑥ 관측일지: 일기와 같은 성격의 관측 활동 일지이다. 기록 용지에는 써넣을 수 없는 특별한 내용이나 느낀 점등을 기록하므로 적당한 노트를 준비하면 된다.
⑦ 필기구: 스케치를 하기 위한 진하고 부드러운 스케치용 연필과 일지 등을 기록할 기타 필기구를 준비한다.
⑧ 시계: 천문 현상이 일어나는 시간 등을 측정해야 하므로 매우 중요한 준비물이다. 측정하기 쉬운 전자시계나 스톱워치가 적당하다.
⑨ 소형 녹음기: 꼭 필요한 것은 아니지만 순간의 기록에 매우 편리하다.
⑩ 복장: 밤에는 기온이 뚝 떨어지므로 반드시 두툼한 옷을 준비해야 한다. 겨울뿐 아니라 사시사철 적용되는 상식이다.

1.3성도 익히기


우리가 모르는 곳을 찾아갈 때 지도가 있으면 어렵지 않게 찾아갈 수 있듯이 밤하늘의 구석구석에 숨은 천체를 찾아 낼 때에도 성도가 있으면 아주 정확하게 위치를 알아 낼 수 있다. 성도는 바로 밤하늘의 길잡이다. 먼저 시리우스 별을 예로 들어 별들 의 좌석표인 적도 좌표계를 알아 본 후 성도를 보는 방법에 대해 살펴보도록 하자.

1.3.1적도 좌표계


가령 하늘에서 가장 밝은 별인 시리우스는 어디에 있는지 물었을 때 "시리우스는 겨울의 별자리인 큰 개자리에 있는 알파별입니다." 하는 것보다" 적경 6시 45분,적위 16°43′인 위치에 있습니다" 하는 것이 정확한 대답이다. 여기 서의 적경과 적위는 일반 지도에서의 경도,위도와 비슷한 개념으로 천체의 위치를 정확하게 나타내기 위해서 사용한다. 이처럼 천체의 위치를 나타내기 위해 적경과 적위를 사용하는 좌표계를 적도 좌표 계라고 한다.
적도 좌표계는 지구의 좌표망을 그대로 천구에 투여한 좌표계인데, 위도가 적도를 기준으로 하듯이 적위의 기준은 천구의 적 도이다. 하지만 경도는 영국의 그리니치 천문대의 위치를 기준으로 하는 반면, 적경은 춘분점이라고 하는 가상의 점을 기준으로 한다. 56쪽의 그림처럼 지구를 부풀려 놓은 듯한 천구를 생각해 보면 천체의 위치를 나타내는데 사용하는 적경과 적위의 개념을 쉽게 이해할 수 있다.

① 적경: 경도와 비슷한 개념으로 춘분점을 기준으로 하여 동에서 서로 돌아가면서 별까지 잰 각도이다. '360°＝ 24시간'으 로 하는 시(hour), 분(minute), 초(second)라는 시간 각으 로 나타내고 알파(α)라는 기호로 표시한다. 따라서 시리우스의 적경 표기는 'α＝ 6h45m'이다.
② 적위: 위도와 비슷한 개념으로 천구의 적도를 기준으로하여 어떤 별까지 수직으로 잰 각도,도(°),분(′),초(″)라는 각도 단위로 나탸내고 델타(δ)라는 기호로 표시한다. 따라서 시리우스의 적위는 δ＝-16°43′이다. 천구의 적도는 적위0°,북극의 적위는 +90°, 남극의 적위는 -90°이다.

천체를 관측하기 위해서는 춘분점의 위치를 꼭 알아야 하는 것은 아니다.
하늘에서 태양이 지나가는 길에 있는 가상의 점일 뿐이다. 춘분점의 위치를 몰라도 천체를 관측하는 데는 별 지장이 없다.
춘분점은 성도에서 적경과 적위가 모두 0인 점으로 물고기자리의 오메가별 아래 부분에 있다. 하지만 그곳에는 눈에 띌만한 밝은 별이 없다. 춘분점은 단지 3월21일, 춘분날에 태양이 그곳에 있기 때문에 그렇게 부를 뿐이다.

1.3.2성도


성도를 펼쳐보면 많은 선이 어지럽게 교차하고 크기가 다른 점이 무수하게 찍혀있다. 여기에다 각가지 기호와 문자를 보면 복 잡해서 더 이상 펼쳐 볼 마음이 없어지고 만다. 하지만 이것들은 매우 중요학며 익숙해지면 어렵지 않게 분간해 낼 수 있다. 견 우성, 직녀성, 북극성 등과 같이 잘 알려져 있는 별을 성도에서 찾아보는 것도 재미있다.

① 적경선과 적위선
성도를 펼쳐 보면 규칙적으로 교차하는 실선을 볼 수 있다. 이것을 적경선과 적위선이라고 하는데 지도에서의 경도선과 위 도선에 해당한다. 적경선이 끝나는 성도 가장자리를 보면 왼쪽으로 0h∼24h 까지 1h씩 증가하면서 적경이 표기되어 있는데 여기 서 영문자 h는 시간을 나타낸다. 시간과 시간 사이는 60등분으로 나눈다. 따라서 적경 3시 20분이라고 읽고, 3h20m으로 표기한다 . 또한 적위선이 끝나는 가장자리에는 +90°∼ 0°∼ -90°까지 10°단위로 각도가 표시되어 있어서 적위값을 나타낸다.
② 범례표
성도를 펼쳐보면 다움 그림과 같은 범례표가 있다. 이 범례표는 성도에서 사용하는 기 호를 설명한 것으로 모든 성도의 상 단이나 하단에 그려져 있다.
성도에서 별은 검은 반점으로 찍혀 있다. 반점의 크기가 곧 별의 밝기를 나타내는데 반점이 클수록 밝은 별이다. 범례표에 서 반점 옆의 숫자는 별의 밝기 즉 등급을 나타낸다.
③ 좌표 읽기
별의 위치를 읽는 것은 지도를 읽는 것과 비슷하다. 240쪽의 성도 5를 보면서 견우성의 위치를 읽어 보자. 별의 위치는 적 경과 적위 순으로 읽고, 표기도 같은 순으로 한다. 견우성의 적경은 직선자를 사용하여 견우성(천문학 명칭: 독수리 자리 별, 고 유이름:알타이르)까지 적경선과 평형하게 가사으로 선을 그어 보면 19h와20h사이의 눈금 중에서 네 번재와 다섯 번째 눈금 사이 에 있음을 알 수 있다. 작은 눈금을 어림짐작으로 10등분하면 여덟 번째 등분에 있다. 따라서 견우성의 적경은 19h48m(19시48분) 이 된다.
다음으로 적위값을 알아보자. 견우서을 지나도록 적위선과 평행하게 가상의 선을 그린다. 이것의 선이 적위 눈금표와 만나 는 지점은 0°와 10°사이이며 다시 작은 눈금의 여덟 번째와 아홉 번째 사이이다. 이 작은 눈금을 어림짐작으로 다시 10등분하 면 눈금의 일곱 번째쯤에 해당한다. 따라서 견우성의 적위는 +8.7°가 된다. 이렇게하여 견우성의 위치는 적경 19시(h) 48분(m) 적위 +8.7도(°)임을 알 수 있다.
④ 성도 찾아보기
별을 일목요연하게 나열해 놓은 목록을 보면 밝은 별의 좌표가 나와 았다. 그럼 지금까지와는 반대로 좌표를 알고 있는 별 이나 천체를 성도에서 찾아보는 방법을 알아보자. 가령 안드로메다 은하를 관측하려고 한다면 이 은하가 어느 별자리에 있는지 또 그 별자리에서 정확히 어는 별 근처에 있는지 알아야 한다. 그럼 먼저 우리에게 익숙한 직녀성을 찾아보자.

우리 이름: 직녀성
고유 이름: 베가( Vega: 떨어지는 독수리라는 뜻 )
천문학 명칭: 거문고자리 알파 별
좌표: 적경 18h35m 적위 +38.7°

직녀성은 거문고자리 알파별로서 견우성과는 은하수를 가운데 두고 떨어져 있는 매우 밝은 별이다. 적경은 대략 18h 이고, 적 위는 +38°부근이므로 성도5의 거문고자리에 직녀성이 있다는 것을 짐작할 수 있다. 이제 성도5를 펼쳐놓고 정확한 적경,적위 값 으로 가상의 선을 그어 두 선이 만나는 곳에 직녀성이 있는지를 확인한다. 이 방법에 익숙해지고 나면 적경,적위값을 알고 있는 모든 천체를 성도에서 쉽게 찾아낼 수 있다.
⑤ 행성 찾는 법
먼저 찾으려는 행성의 그날의 위치를 역서에서 찾아보아야 한다. 그러고 나서 직녀성을 찾을 때와 같은 방법으로 가상의 적 경선과 적위선을 그려서 성도에다 표기해보자. 그곳에는 아무런 표시도 안 되어 있을 것이다. 그럼 찾고자 하는 행성이 어는 별 자리에 있는지, 그별자리의 어디쯤에 있는지 알아둔다. 마지막으로 할 이른 밖으로 나가서 그 별자리가 지금 떠올라 와 있는지 찾는 것이다. 찾았다면 별자리에서 알아두었던 위치에 밝은 별처럼 보이는 성도에는 나와 있지 않으 행성이 있을 것이다 다른 행 성도 같은 방식으로 찾으면 된다. 앞의 표는 역서에 나와있는 날짜별 목성 자료이다.

1.4 별과 별자리의 이름


별과 별자리에 처음으로 이름을 붙인 사람은 고대 바빌로니아 사람들이라고 한다. 대략 5000년 전의 일인데 대부분 고대 전 설이나 신화에 나오는 내용을 바탕으로 하고 있다. 하지만 현재 전하는 별과 별자리의 이름은 아라비아어로 된 것이 많다. 옛날 에는 아라비아의 천문학이 가장 발달했기 대문이라고 한다. 그 외에도 그리스어, 라틴어, 페르시아어로 된 이름도 남아 있다. 현 재 공식적으로 사용하는 별자리 수는 모두 88개로 1AU가 1930년에 정했다. 1AU는 그동안 무질서하게 사용해 오던 별과 별자리 이 름을 1875년 밤하늘을 기준으로 통일했다. 총88개의 별자리 중에서 우리 나라에서 볼 수 있는 것은 50여 개다.
그럼 현재 사용하는 별의 이름은 어떻게 지었을까? 성도를 살펴보면 별을 표시하는 만점 옆에 이름이 있는데 보통 고유 이름 , 문자, 숫자로 되어 있다
1.4.1고유 이름


한 가지 예를 들어 직녀성에 붙은 세 가지 이름에 대해 알아보자.
예로부터 직녀성은 견우와 직녀 이야기와 함께 전해 온 우리에게는 친숙한 별이다. 한 여름에 머리 바로 위에서 은하 수에 발을 적신 듯한 모습이 배우 인상적인데 이 직녀성 의 정식 이름이 베가라는 사실을 아는 사람은 드물다. 베가는 천문 학에서 공식적으로 사용하는 직녀성의 고유이름이다 폴라리스(북극성), 알타이르(견우성), 시리우스, 레굴루스 ,스피카 등등은 별의 고유 이름이다. 하지만 수많은 별중에서 단지 수백 개의 별만이 고유 이름이 있으며, 현재는 이 중에서도 밝은 별에 붙은 50여개의 고유 이 름만 사용할 뿐 나머지는 거의 사용하지 않고 있다.

1.4.2문자 명명법


그렇다면 직녀성은 어느 별자리에 속해 있을까?
죽은 아내를 찾아서 저세계로 찾아간 오르페우스의 슬픈 전설이 담긴 거문고자리 직녀성은 그 거문고자리에서도 가장 밝게 빛나는 별이다 . 그래서 이 직녀성, 즉 베가는 거문고자리의 알파별이라고도 부르는데, 이처럼 그리스 문자를 써서 이름을 붙이 는 방식을 문자 명명법이라고 한다.
독일의 천문학자였던 요한 바이엘(1572∼1625)이 1603년에 발간한 성도에서 처음으로 문자 명명법을 사요하였는데 한 별자 리에 속한 별 중에서 가장 밝은 순서대로 별자리＋그리스어의 소문자를 붙여서 이름을 짓는다. 즉 그 별자리에서 가장 밝은 별은 그리스 문자의 첫 번째 문자인 알파(α)를 붙여서 알파(α)별이라고 하고 두 번째 밝은 별은 베타(β)별, 다음은 감마(γ)별 등 으로 붙여 나간다. 이렇게 하면 가 별이 그 별자리에서 몇 번쩨로 밝은 별인지를 알 수 있다. 가령 앞의 고유 이름에서 보았던 베가는 거문고자리의 알파(α)별이고 시리우스는 큰개자리의 알파(α)별이므로 이들은 그 별자리에서 가장 밝은 별임을 알 수 있 다.

1.4.3숫자 명명법


직녀성의 도 다른 이름은 거문고자리의 3번 별이다. 이렇게 별자리에 숫자를 붙여서 이름을 짓는 방식을 숫자 명명법이라고 한다. 이 방식은 1780년대에 프랑스의 어는 천문학자가 플램 스티드(John Framsteed, 영국의 천문학자)의 별 목록을 발간하면서 처음으로 사용했으면 문자 명명법보다 더 나중에 사용했다. 한 별자리에서 눈에 보이는 별의 위치 순으로 숫자를 붙인다. 서에 서 동으로(성도를 펼쳐 놓고 보면 왼쪽에서 오른쪽으로)가면서, 즉 별의 적경 값이 증가하는 순서대로, 예를 들면 백조자리 1번 별, 2번 별, 3번 별, 4번 별등으로 숫자를 붙여 나간다.

1.5 천체 목록표 보기


"망원경으로 별을 관측했는데 그냥 별처럼 보이던데요! 어떻게 된거죠?"
망원경으로 처음 별을 보는 사람이 흔히 하는 질문이다. 천문대에 있는 거대한 망원경으로 봐도 별은 망원경 없이 보던 별과 크게 달라 보이지 않는다. 단지 좀더 많이,밝게 보딘다는 것 뿐이다.
사실 하늘에 흔하게 떠 있는 별은 우리가 찾으려는 보물이 아니다. 진짜 보물을 찾기 위한 표지쯤으로 여기면 된다. 정말로 우리가 찾아야할 보물은 성운, 성단, 은하이다. 그리고 이들 대부분은 이미 천체 목록에 일목요연하게 정리되어 있다. 이 목록표 를 이용하면 밤하늘의 신비롭고 아름다운 세계를 더 잘 볼 수 있다. 천체 목록장의 종류를 알아보자.

1.5.1메시에 목록


메시에 목록은 초보자가 처음으로 관측할 만한 잘 알려진 천체가 실린 목록집으로 밝고 아름다운 천체가 많이 실려 오랫동안 사랑을 받아 왔다. 외국에는 메시에 목록이 메시에 앨범이라는 책으로 나와 있어 아마추어들이 애용하고 있으나 아쉽게도 우리나 라에는 나와 있지 않다. 이 책에는 초보자가 처음에 관측해 볼 만한 메시에 천체가 성운,성단,은하 부분에 자세하게 소개되어 있 다. 1758년, 프랑스의 유명한 혜성 탐색가 샤를 메시에는 황소자리의 남쪽 뿔 근처를 훑으면서 혜성을 탐색하고 있다. 그러다가 혜성과 매우 비슷한 천체(성운)을 발견했는데 그것은 혜성이 아니라 그저 뿌연 가스 덩어리일 뿐이다. 나중에 이 천체는 게성운 으로 알려져 있다. 메시에는 혜성 탐색 도중에 이처럼 혜성으로 착각하게 만드는 천체를 종종 발견하곤 했는데 혜성과 혼동하지 않도록 따로 기록해 두었다. 이 기록을 모아 만든 것이 바로 메시에 목록이다. 메시에 자신이 발견한 것과 동료 천문학자들이 발 견한 것을 합하여 총 110개의 천체에 M이라는 문자와 번호를 붙여서 M1,M2,M3,M4 등의 순서로 표시했다. 성도에는 메시에 목록 의 천체 종표(성단,성운,은하)를 나타내는 그림 기호 옆에 'M 숫자 번호'라는 형식으로 표시되어 있다.
참고로 메시에 목록에서 혼란을 일으키는 몇몇 사항을 밝혀 둔다.
첫째, M101(큰곰자리 은하)과 M102는 같은 천체를 중복하여 기록한 것이다.
둘째, M40은 성운이나,성단,은하가 아니라 큰곰자리에 있는 이중성이다.
셋째, 메시에가 산개성단이라고 생각했던 M24(궁수자리)는 은하수의 일부인 별무리에 지 나지 않는다
넷째, M73도 물병자리에 있는 성운처럼 보이는 별무리일 뿐이다.

1.5.2NGC 목록


우리에게 잘 알려진 허셜 부자는많은 천체를 발견하고 기록으로 남겨 놓은 매우 열정적인 아마추어 전문가였다. 1888년에 존 드 라이어(J.Dreyer)가 이들 부자가 남긴 기록을 정리하여 "성운과 성단의 일반적인 새 목록"이라는 제목으로 출간하였다 . 이것이 'NGC 목록(New GEneral Catalogue)' 이다.
NGC목록은 메시에 목록보다 나중에 나온 것으로 매우 광범위한 천체들을 포함하고 있다. 일반적으로 메시에 목록을 섭렵한 아마 추어가 다음으로 찾아보는 목록이다. 이 목록에는 약 7840개의 성운,성단,은하가 들어 있는데 메시에 목록에 있는 대부분의 천체 도 여기에 포함되어 있다(단M24,M40,M45,M102는 포함되어 있지 않다.) 각각의 대상에는 'NGC 숫자번호'의 형식으로 적경 0h인 춘 분점을 기준으로하여 적경값이 커지는 순서대로( 서에서 동으로, 성도에서 오른쪽에서 왼쪽으로) 번호를 붙였다. NGC목록의 대상 을 성도에서 표기할 때는 'NGC'라는 문자를 빼 버리고 번호만 표기하는 것이 관례이다. 따라서 성도를 펼쳐 보았을 때 별이 아닌 대상에 번호만 표기되어 있다면, 그것은 NGC 목록의 천체이다.

예) NGC 224 : M31로 안드로메다 은하
NGC 663 : 카시오페아 자리에 있는 아름다운 산개 성단
NGC 1952 : M1에 해당하면 황소자리의 게성운
NGC 7000 : 백조자리에 있는 북아메리카성운


1.5.3IC 목록


IC 목록은 NGC 목록보다 나중에 만들어진 것으로 드라이어가 NGC 목록에서 빠진 천체 이름을 모아서 정리한 목록이다. 5386개의 이름이 들어 있는 이 목록은 1895년에 처은 나왔고, 나중에 발견한 대상을 더하여 1907년에 두 번째로 출판되었다. IC 목록에 나와 있는 천체는 대부분 희미한 천체이기 때문에 아마추어에게는 다소 생소하다. 성도에서 IC 목록의 천체는 'I 2149' (마차부 자리에 있는 생성상 성운)와 같이 'I 순서 번호'로 표기한다.


2. 망원경 준비하기

2.1. 망원경 설치하기


관측을 시작하기 위해서는 우선 망원경을 설치하기 좋은 장소를 찾아야 한다. 망원경은 매우 정밀한 장비이므로 다룰 때 한 산 주의하고 제대로 조립해야 한다. 여기서 사용한 망원경은 적도의식 장치대를 장착한 망원경이다. 망원경마다 모양이 약간씩 다를 수 있으나 순서는 모두 똑같다. 그리고 경위대식 망원경은 구조가 워낙 간단해서 달리 설명할 필요가 없으므로 여기서는 생 략한다. 망원경에 대한 더 자세한 설명은 부록을 첨고하기 바란다.

① 평평한 곳에 삼각대를 설치한다. 세 개의 발을 적당한 너비로 벌려서 세운 다음 보 관 선반을 붙이고 고정 나 사로 단단히 조인다
② 설치한 삼각대에 적도의를 올리고 적도의 고정 볼트로 고정한다.
적도의를 올릴 때는 삼각판의 홈이나 돌기에 잘 맞춰서 조립한다.
③ 적위축의 한쪽 끝에 추봉을 나사로 돌려 부착한다. 추 고정 나사를 푼 상태에서 추 를 추봉의 중간 지접까지 끼우고 고정한다.
④ 경통 밴드에 경통을 얹고 잠근 후 접안부와 탐색경의 위치가 관측하기 좋은 방향이 되도록 경통을 움직인다.
⑤ 탐색경을 경통에 단단하게 고정한다. 느슨하게 고정해 놓으면 망원경과 탐색경의 정렬이 어긋나기 쉽다.
⑥ 경통에 붙여서 사용할 부가 장비를 모두 부착한다. 예를 들어 안시 관측을 할 겨우 에는 접안레즈를 사진 촬 영을 할 경우에는 카메라를 부착한다.
⑦ 미동 손잡이를 부착한다. 미동 손잡이를 연결하는 축에는 홈이 파여 있으므로 이 홈에 맞게 끼운 다음 고정 해야 관측 도중에 빠지지 않는다.
⑧ 경통의 무게 균형을 맞춘다. 적경축과 적위축 잠금 장치를 풀어서 추봉과 경통이 사진처럼 수평이 되게 한 후, 적경축과 적위축 잠금 장치를 다시 잠근다. 이제 적위 축 잠금 장치를 푼다. 이때 경통이 한쪽으로 처지면서 삼각 대에 부딪히는 일이 없 도록 경통을 손으로 잡고 있어야 한다. 이 상태에서 손을 놓았을 때, 경농이 어느 한 쪽으로 처지지 않고 수평을 유지해야 무게 균형이 맞은 것이다. 한 쪽으로 처지 지 않고 수평을 유지해야 무게 균형이 맞은 것이다. 한쪽으로 쏠린다면 경통밴드의 잠금 너트를 약간만 풀고 경통을 앞뒤로 움직여 가며 무게 균형을 맞춘다. 균형을 맞췄으면 움직이지 않도록 경통 밴드의 잠금너트를 확실하게 조인다.
⑨ 추와 경통의 무게 균형을 맞춘다. 먼저 경통을 잡고 적경축 잠금 장치를 푼다. 이 때도 손을 놓았을 때 적경 축이 어는 한쪽으로 쏠리지 않고 균형을 유지해야 무게 균형이 맞은 것이다. 경통의 무게와 추의 무게가 균형이 안 맞 으면 추의 고정 나사 를 풀고 추를 앞뒤로 움직여서 균형이 잡히는 지점에다 고정한다. 이렇게 해서 망 원경 조립이 모두 끝났다. 물론 곧바로 관측해도 되지만 끈으로 다음의 세가지를 점검해 보다. 광축 점검, 탐색경 점검, 극 축 맞추기(적도의식 장치대인 경우) 이다.

2.2 광축 점검하기


망원경의 각 부품(렌즈나 반사경)을 제대로 조립하지 않으면 망원경( 특히 뉴턴식 반사 망원경의 경우)은 제 성능을 발휘하지 못한다. 따라서 망원경을 조립하고 나면 관학 부품들이 정확하게 제자리에 있는지 점검해야 하느데 이를 '광축 점검'이라고 한다 . 여기서 '광축(光軸)'이란 렌즈나 반사경, 사경, 접안렌즈, 프리즘과 같은 고 부품의 중심을 연결하는 가상의 선이라고 할 수 있으면 빛이 망원경에 들어와서 접안렌즈를 통해 밖으로 빠져 나갈 때까지 거치게 되는 광로의 기준이 된ㄷ. 부품(대물렌즈 또는 반사경과 사경)의 틀어진 광축을 하나로 맞추는 것을 '광축조정'이라고 한다.
광축이 틀어지면 별상의 선명도가 떨어진다. 심한 경우에는 망원경 성능이 1/2 , 1/3로 떨어질 수도 있다. 그러므로 관측을 시 작하기 전에는 항상 광축을 점검하는 습관을 들여야 한다. 광축은 굴절 망원경보다는 반사 망원경에서 더 잘 틀어진다.
그럼 광축 점검과 조정은 어떻게 할까? 여기서는 주로 뉴턴식 반사 망원경의 광ㅊ 점검과 조정 방법에 대해서 알아보기로 하겠 다. 원리만 이해하면 재미도 있고 누구나 쉽게 할 수 있다.

2.2.1뉴턴식 반사 망원경의 광축 조정

천체를 관측할 때 흔히 사용하는 뉴턴식 망원경은 경통을 기준으로하여 반사경,사경의 광축을 정렬한다.
먼저 접안부에서 접안렌즈를 빼 버리고 망원경으로 향하게 한다. 접안부를 들여다보면 접안통의 끝이 먼저 보이고 다음으로 원 형의 실제 사경면이 보일 것이다. 사경은 비록 타원형이지만 45°로 기울어진 상태에서는 원형으로 보인다. 광축이 어느 정도 맞 으면 사경안에는 둥그렇게 주경이 반사되어 보이고 그 주경 안에는 조그만 원형으로 반사된 사경이 보일 것이다. 즉 모두 네 개 의 원이 보여야 한다. 이 네 개의 원이 정연하게 동심원으로 보인다면 광축이 잘 맞은 것이지만 프트러져 있다면 광축이 틀어져 있다는 얘기다. 광축 조정이란 프트러져 있는 원들을 동심원이 되도록 조정하는 것이다.
거의 모든 뉴턴식 망원경에는 광축을 조정할 수 있도록 사경집과 주경집에 광축 조정 나사가 붙어 있다. 이 광축 조정 나사를 풀거나 조이면서 사경,주경,반사된 사경 순으로 광축을 조정한다.

① 사경의 위치를 조정한다
접안부를 들여다모면서 사경이 접안통 끝과 중심이 맞아 동심원이 되도록 사경을 잡고 좌우로 돌려 위치를 조정한다. 사경은 찌그러짐이 없는 원형으로 보여야 한다. 사경집에는 세 개의 작은 광축 조정 나사 외에도 외치 조정 나사가 하나 더 있다. 사경 의ㅟ치는 이 나사를 풀고 조정하면 된다. 사경 자체를 조금씩 돌려 사경면이 완전한 원으로 보이면서 그림과 같이 접안통 끝과 동심원이 되도록 조정한다.
② 사경 안에 보이는 주경을 조정한다.
주경집에는 세 군데에 주경 고정구가 있기 때문에 어떤 것이 주경인지는 쉽게 구분할 수 있을 것이다. 이번 과정에서는 사경 집 끝에 붙어있는 세 개의 광축 조정 나사를 사용한다. 나사 하나를 풀과 다른 것을 조이는 방식으로 사경집을 조금씩 움직여 보 면 주경이 사경 안에서 움직을 것이다. 광축 조정 나사를 몇 번 움직여 보면 금방 요령을 터득할 수 있다. 이 과정을 잘 따라 하 면 접안통,사경면,주경,주경 고정구가 동심원을 이루게 된다
③ 주경 안의 반사된 사경을 조정한다.
반사되어 보이는 사경도 지금까지 맞춘 접안농,사경면,주경과 동심원을 이루도록 주경집에 있는 광축 조정 나사를 이용하여 조정한다. 이번 과정은 다른 사람이 조정 나사를 돌려 주면 쉽게 할 수 있다. 반사경집의 광축나사를 움직이는 방법은 근본적으 로 사경 홀더에 붙어 있는 광축 조정 나사와 같이 밀고 당기는 식이다. 조정 나사를 돌려 보면 반사된 사경이 주경안에서 움직이 는 겄다. 원이 모두 동심원을 이루었으면 이로써 망원경의 광축 조정은 완전히 끝난다. 다음에 나오는 별상 테스트를 해보면 광축이 잘맞았는지 쉽게 확인할 수 있다.


2.2.2별상으로 하는 광축 점검

광축 조정이 잘 되었는지는 다음의 별상 테스트를 해보면 정확하게 알 수 있다. 물론 앞에서처럼 광축 조정을 끝낸 상태로도 망원경을 사용하여 관측할 수는 있지만 별상 테스트를 해보면 세밀하게 광ㅊ을 조정하고 점검할 수 있다. 광축이 맞았느냐 틀어 졌느냐에 따라 망원경의 성능이 크게 달ㄹ라진다는 것을 염두에 두고 다음과 같이 따라 해보자.
① 널씨가 맑은 날 밤에는 고도가 높은 밝은 별을 잡는다 (별을 망원경 상이에 넣는 다는 것을 '잡는다'고 표현한다.) 고도가 높은 곳에 있는 별은 잡는 이유는 주변 잡광을 피하고 좋은 별상을 얻기 위해서이다.
② 별을 시야 중앙에 넣고 중배율 접안렌즈로 관측한다. 정확히 초점을 맞춘 후 접안부를 움직여 초점이 앞이나 뒤로 약간 어 긋나게 해보자. 이 상태에서 부플어오른 별상을 자세히 보면 희미하고 가는 고리 모양의 동심원을 볼 수 있는데 이것을 '회절(回 折) 링(Ring)'이라고 한다.
③ 이 회절 링이 별 주위로 동심원을 이루고 있는지 확인한다. 찌그러지지 않는 원형으로 동심원을 이루고 있다면 일단 성공 이다. 그러나 회절 링이 찌그러지거나 한 쪽으로 치우쳐 있다면 광축이 틀어진 것이므로 세밀한 조정이 필요하다.
④ 세밀하게 광축을 조정한다. 관측자 외에 다른 한 명이 도와 준다면 한결 수월하다. 관측자는 별상을 관측하고 보조자는 주 겨집의 광축 조정 나사를 돌린다. 어느 쪽 나사를 돌리느냐는 시험삼아 한 번 돌려 봐도 금방 알 수 있다. 일단 광축 조정 나사 하나를 돌려 보면 회절 링의 중심이 변하면서 동심원이 되는 방향으로 움직이거나 아니면 더 찌그러지거나 할 것ㅇ디ㅏ. 더 지그 러진다면 당연히 반대 방향으로 돌려야 한다. 한 가지 주의할 서은 조정 나사를 돌리면 별이 시야 중앙에서 벗어난다는 사실이다 . 그러면 다시 시야 중앙으로 넣어야 한다. 이런 식으로 세 개의 광축 조정 나사를 모두 상요하여 회절 링이 정확하게 동심원이 되게 한다.
⑤ 동심원을 이루었으면 고배율 접안렌즈로 바꾸고 앞의 과정을 되풀이 해보자. 고배율 접안렌즈로 별상을 관측하면 회절 링 을 더 크게 만히 볼 수 있기 때문에 그 만큼 정밀하게 테스트할 수 있다. 앞에서 느끼지 못했던 작은 찌그러짐이나 미세한 치우 침도 잡아낼 수 있다


2.2.3굴절망원경의 광축 점검


굴절 망원경의 광축 점검을 대수롭지 않게 생각하는 사람이 있는데 자주 조정할 필요는 없으나 정기적인 점검은 필요하다. 일 반적으로 굴절 망원경이 반사 망원경보다는 별상이 선명하고 안정감이 있지만 광축이 어긋난 상태로는 제대로 관측하기 어렵다.
굴절 망원경의 광축 점검과 조정은 앞에서 했던 별상 테스트를 해보면 된다. 굴절 망원경의 렌즈집에는 세 개의 광축 조정 나 사가 붙어 있는데 각각의 광축 조정 나사는 나사 두 개가 한 조로 되어 있어서 하나는 렌즈집을 당기는 역할을 하고 다른 하나는 미는 역할을 한다. 조정 나사는 하나를 풀고 다른 하나를 조이는 방식으로 사용하고 광축을 조정하고 나면 두 나사를 모두 조여 서 렌즈집을 단단하게 고정한다.
그러고 나서 앞의 별상 테스트를 똑같이 실시해서 회절 링들이 동심원을 이루도록 조정한다. 별상 테스트는 항상 별을 시야 중 앙에 넣고 해야 한다.

2.3 탐색경 정렬하기

광축 점검이 끝나면 탐색경을 망원경에 정렬해야 한다. 탐색경은 전체를 찾을 때 사용하는 보조 망원경이다. 망원경은 배율이 높아서 천체를 직접 찾기가 힘드므로 한 번에 넓은 법위를 볼 수 있는 저배율의 작은 망원경을 함께 사용하는데, 이 작은 망원 경이 바로 탐색경이다. 탐색경에는 십자선이 있어서 그 중앙에 별을 맞추면 망원경 시야에 자동적으로 들어온다. 탐색경이 제 역 할을 다 하도록 하기 위해 탐색겨와 경통이 바라보는 방향을 서러 맞춰 주어야 하는데 이 작업을 '탐색경 정렬'이라고 한다. 다 시 말하면 탐색경과 망원경의 광축을 서로 평형하게 조정해 주는 것이다. 망원경 조립이 끝나면 관측에 들어가기 전에 탐색경을 정확하게 정렬해 주는 작업이 필요하다.
탐색경 정렬은 탐색경 지지대에 있는 정렬용 나사로 조절한다. 정렬용 나사느 파인데 따라 세 개 또는 여섯 개가 있는데 나사 를 조절할 때는 한 나사를 풀고 다른 나사를 조이는 방식으로 한다.

① 먼저 정렬에 사용할 표적을 찾는다. 낮이라면 멀리 떨어진 전주나 안테나,빌딩, 밤이라면 멀리 떨어진 전등 불빛이나 달등 으로 한다. 망원경 시야 중심에 표적의 끝이나 쉽게 알아볼 수 있는 특징적인 부분이 오도록 한다.
② 망원경의 회전 축( 적경축, 적위축 )을 움직이지 않도록 고정한다. 탐색경을 들여다보면서 표적이 탐색경 시야 안 어디에 있는지 찾는다. 탐색경으로는 보이는 범위가 넓으므로 대부분의 경우 쉽게 표적을 찾을 수 있다.
③ 정렬용 나사를 사용하여 망원경의 시야 중심에 잡아 놓았던 표적물의 특징적인 부분( 끝이나 중심 등)이 탐색경의 십자선 중심에 오도록 한다.
④ 앞의 사진에서 처럼 탐색경을 들여다보면서 정렬용 나사를 돌린다. 표적물이 남색겨의 십자선 중심에 오도록 조정했다면 망원경의 시야 중심에 표적물이 그대로 있는지 확인한다. 표적물이 탐색경 십자선 중심과 망원겨의 시야 중심에 다 같이 들어왔 다면 탐색경 정렬은 끝난 것이다.

2.4 극축 맞추기

극축 맞추기는 적도의식 장치대를 장착한 망원경에서만 필요한 작업이다. 따라서 망원경이 경위대식이라면 이 과정은 생략해 도 된다. 그러나 적도의식 망원경에서는 특히 천체 사진을 촬영할 때에는 매우 중요한 과정이다.
극축 맞추기란 극축(적경축)이 북극성을 향하도록 맞춰 주는 것을 말한다. 그러므로 밤하늘에서 북극성을 찾을 수만 있다면 극축 맞추기는 아주 간단하다.
그런데 왜 극축을 북극성에 맞춰야 할까? 그 이유는 별이 일주 운동(日周運動: 지구의 자전 때문에 별이 북극성을 중심으로 회전하는 것처럼 보이는 운동)을 하기 때문이다. 맨눈으로는 별의 움직임을 느끼기 어렵지만 망원경으로 관측해 보면 별이 시야 에서 스르르 움직이는 것을 금방 느낄 수 있다.
망원경의 배율이 100배면 별의 움직임도 100배로 빠르게 보인다. 즉 고배율일수록 망원경 속의 별의 움직임은 더욱 빠르게 보 이는 것이며 관측을 하고 있을 때 천체가 한 곳에 있지 않고 시야를 가로질러 사라져 버린다면 자세히 관측을 할 수가 없다. 더 군다나 오랜 시간 노출을 주어서 사진 촬여을 할 때는 더욱 그렇다. 그래서 사라지는 별을 쉽게 쫓아갈 수 있는 '적도의'라는 장 치대가 개발되었다.
적도의식 장치대가 별을 추적하는 원리는 간단하다. 즉 별이 시야에서 벗어나는 것은 북극성(지구 자전축 방향)을 중심으로 돌기 때문이므로 망원겨의 경통도 북극성을 중심으로해서 별과 똑같이 돌려 주면 된다. 이 대 경통을 돌려 주는 중심 회전축이 장치대의 적경축인데 이 축은 북극성을 향해야 한다. 그리고 망원경을 지구의 자전 속도(별이 움직이는 속도")와 똑같은 속 도 즉 극축을 중심으로 해서 하루에 한 바퀴도는 속도로 돌린다. 이것은 시계의 시침이 도는 속도의 절반밖에 안될 정도로 매우 느린데 사람이 직접 돌려 주기도 하고 고급 망원경에서는 소형 모터가 대신하기도 한다.
적경축이 북극성을 향하게 한다는 것은 지구의 자정축과 평형하게 하는 것과 같은 의미이다. 즉 극축이 북극성을 향하도록 하 는 것이 극축 맞추기이다.
극축 맞추기는 지방이 위도 눈금을 맞추는 것부터 시작한다. 대부분의 망원경에는 다리와 장치대 연결 부분이 위도 눈금판이 붙 어 있어서 이 눈금판을 관측지의 위도에 맞워야 한다. 북극성의 고도가 그지방의 위도와 같다는 일반적인 사실 때문에 이렇게 하 면 적경축이 어는 정도 북극성의 위치에 맞는다.
그럼 먼저 지도를 보고 그 지역의 위도를 알아내자. 서울과 근교 지역은 대략 37.5°이다. 그리고 나서 위도 조정 나사를 돌 려 그 지역의 위도에 맞게 ㅌ금판을 맞춘다. 위도 눈금을 맞췄으면 고정 나사를 조여서 고정한다.
위도 눈금을 맞추었으면 이제 극축을 맞추어 보자. 여기엔 두 가지 경우가 있다. 장치대에 극축 망원경이 있는 경우와 없는 겅우이다.

2.4.1장치대에 극축 망원경이 없는 경우

① 밤하늘에서 북극성을 찾은 다음 적경축이 북극성을 향하도록 망원경을 돌려 놓는다.
② 적위축 눈금이 정확히 90°가 되도록 경통을 고정하면 경통이 적경축과 평행을 이룬 다.(이제부터는 적경, 적위축 이 움직이지 않도록 단단히 고정해 놓는다.)
③ 망원경 전체를 움직여서 탐색경의 십자선 중아에 북극성을 맞춘다.
고급형 망원경에는 장치대 밑동에 달려 있는 고도 조절 나사와 방위 조절 나사를 돌려 서 북극성을 십자선 중앙으로 오게 한다. 이들 조절 나사가 없다면 망원경 전체를 조 금씩 돌려서 움직인다.
④ 망원경 시야에 북극성이 들어와 있는지 확인. 저배율 접안렌즈를 끼우고 북극성이 시야 중앙에 오도록 한다. 이 때에도 고도 조절 나사와 방위 조절 나사를 이용한다. 이 렇게 해서 북극성이 망원경 시야의 중앙에 오면 극축 맞추기는 끝난다.

2.4.2장치대에 극축 망원경이 있는 경우

엄밀히 말해서 하늘의 북극은 북극서에 있지 않고 북극성으로부터 49″만큼 떨어져 있다. 따라서 요즘에 나오는 고급 망원경 은 정확하게 극축을 맞추기 위해 극축 망원경이라고 하는 소형 망원겨을 적경축 속에 내장하고 있다 극축 망원경의 십자선에는 북극성의 위치가 표시되어 있는데 북극성이 이 표시점에 오도록 맞추면 된다. 극축 끝에는 날짜와 시간에 따른 북극성의 위치를 좀 더 정확하게 맞출 수 있는 극축 눈금고리가 있는 망원경이 많다. 이 눈금고리를 돌리면 십자선도 같이 회전하여 그 시간의 정 확한 북극성의 위치를 알려 준다.

① 극축 눈금고리를 날짜와 시간에 맞추고 고정한 후 극축이 북극성을 향하도록 망원경을 돌려 놓는다.
② 망원경 전체를 움직여서 극축 망원경의 시야에 북극성이 들어도록한다. 다리와 별도로 장치대의 회전이 가능하다면 더 쉽다.
③ 극축 망원경의 북극성 표시점에 북극성이 일치하도록 고도 방위 조절 나사를 이용해 맞춘다. 이 나사가 없다면 망 원경 전체를 조금씩 움직여 가면 맞춘다. 망원경에 따라서 는 북극성 표시점 외에도 주변에 있는 한두 개의 별의 위치가 표시된 것도 있다. 이런 경우에는 별의 위치도 함께 맞추면 더 정확하게 맞출 수 있다. 이렇게 극축을 맞추고 나면 천체 관측이나 사진 활영을 할 수 있는 모든 준비가 완료된다



3.관측을 시작하자

3.1. 탐색경으로 대상 맞추기

천체를 관측하기 위해서는 먼저 탐색경을 이요하여 천체를 찾아 망원경 시야에 넣어야 한다. 초보자에게는 밝은 달으 ㄹ맞추 는 거조차도 쉬운 일이 아니다. 초보자는 대부분 망원경을 대상 달이 있는 쪽으로 향해 놓고 이리저리 휘저어 보는데 그러다 우 연히라도 달이 잡히면 다행이짐나 그렇지 못할 경우에는 애를 먹는다. 게다가 목성이나 토성과 같은 행성 그리고 탐색경으로는 잘 보이지 않는 성운,성단,은하라면 더욱 어렵다
원하는 천체를 탐색경으로 빠르고 정확하게 맞추는 방법으로 '겹쳐보기 법'이 있다.
겹쳐보기의 예를 들어 보자. 동전 하나를 꺼내어 오른쪽 눈에 가까이 대고 왼쪽 눈으로는 멀리 있는 전신주 끝을 바라보자. 물 론 오른쪽 눈은 동전이 앞을 가리고 있기 때문에 시커먼 동전의 윤곽만 보일 뿐 전신주는 보이지 않을 것이다. 그러면 동전은 움 직이지 말고 머리만 상하좌우로 움직여서 왼쪽 눈으로 보이는 전신주의 끝이 동전의 중앙에 겹쳐보이도록 해보자. 여기서 동전은 탐색경,전신주는 별,그리고 머리는 망원경을 가리키는 것이라고 할 수 있다.
똑같은 과정을 실제로 탐색경을 사용해서 해보자. 먼저 왼쪽 눈으로는 전신주 끝을 보면서 오른쪽 눈으로는 탐색경 안에 있는 십자선만 바라본다. 전신주 끝이 겹쳐지면서 십자선 중아에 오도록 망원경을 움직인다. 겹쳐 보이는 전신주 끝이 십자선 중앙에 가까이 오면 실제 탐색경 시야에서도 전신주가 보이기 시작할 것이다. 그러면 왼쪽 눈으로 보고 있던 전신주는 무시하고 탐색경 시야에 나타난 전신주 끝을 십자선 중앙에 맞추면 된다. 밤하늘에서 실제로 밝은 달이나 별로 위와 같은 겹쳐 보기를 연습해 보 자.
겹쳐 보기 법에 익숙해지면 맨눈으로 보이는 어떤 천체라도 금방 탐색경의 십자선 중앙에 정확하게 맞출 수 있다. 굴절 망원 경의 경우에는 탐색경을 사용하지 않고도 원하는 대상을 곧바로 망원경 시야에 맞출 수 있다.


3.2. 관측의 예

처음 관측을 시작하는 사람이 가장 쉽게 찾아볼 수 있는 대상은 바로 달이다.
달에 있는 분화구나 산맥,바다등은 소형 망원경으로도 충분히 관측할 수 있어 초보자도 쉽고 재미있게 관측을 할 수 있다 .

① 먼저 반사 망원경의 경우에는 광축을 점검해야 하는데 크게 틀어지지 않았다면 그리 문제가 되지는 않는다. 탐색경 도 정렬이 잘 되어 있는지 확인해 보고 많이 빗나가 있 다면 앞에서 설명한 대로 정렬을 한다. 아직 북극성을 찾을 줄 모 르는 사람이라면 극 축을 맞추지 않아도 별 상관은 없다.
② 다음으로 달이 떴는지 확인해 보자. 밤에는 항상 달이 떠 있다고 생각하는 사라미 이 외로 많지만 실제로 관측하기 위해 낙 보면 없는 경우가 많다. 달이 언제 뜨는지 그리 고 어떤 모양인 지는 그 날의 음력 날짜만 알면 대략 알 수 있다. 음력 1일은 달이 안 보이는 삭에 해당하는데 달이 뜨는 시각은 대략 아침 6시30분경이고 낮 동안 계속해서 떠 있다 가 12시간 후인 저녁 6시 30분경 사라져 버린다.
음력 8일은 상현으로 반달이면 달으 ㄹ관측하기에는 가장 좋은 시기이다. 달 뜨는 시 각은 오후 12시30분이면 낮 동 안 계속해서 떠 있다가 12시간 후인 새벽 0시 30분에 진 다.
음력 16일에는 보름달이 뜬다. 달으 ㄴ저녁 6시 30분에 떠올라 밤새 떠있다가 12시간 후인 다음날 아침 6시30분에 진다. 이 때는 분화구를 보기에는 부적당하고 광조(빛 줄 기 무늬)를 관측하기에 좋다.
음력 23일은 하현으로 반달이면 달을 관측하기에 좋은 시기이다. 달이 뜨는 시간은 새 벽 0시30분이며 12시간후인 다음날 오후 12시30분에 진다.
그럼 달력을 보고 오늘의 음력 날짜를 알아보자. 만일 오늘이 음력 9일이라면 달은 몇 시에 뜰까? 여기서 매우 중요 한 사실은 달이 뜨는 시간이 매일 50분씩 늦어진다는 점 이다. 따라서 음력 9일에는 음력 8일인 상현보다 50분 늦은 오후 1시 20분경에 뜬다. 달이 지는 시각은 12시간 후인 새벽 1시 20분경이다. 물론 달의 모양은 반달보다 약간 더 부풀 어 오른 모양이며 관측하기 좋다.
오늘이 음력 10일이라면 상현보다 100분 늦게, 음력 11일이면 150분 늦게 뜨고, 음력 7 일이면 상현보다 50분 일찍 뜨는 것이다. 이런식으로 따져 보면 그 날의 음력 날짜만 알아도 달이 뜨는 시간과 모양을 대략 알 수 있다.
③ 만일 달이 반달에 가까운 모양이라면 달 관측에는 더없이 좋다. 그러나 보름달에 가까 운 모양이라면 달 관측을 일 단 포기하는 것이 좋다. 보름달에 가까울수록 달 표면의 분화구가 잘 보이지 않기 때문이댜.
④ 달이 뜨는 시간과 모양을 알았으면 망원겨의 접안부의 가장 낮은 배율의 접안렌즈를 끼우고 적경축과 적위축 잠금 장치를 모두 풀어 경통을 달이 있는 쪽으로 향하게 한 다. 다음으로 할 일은 탐색경으로 달을 잡는 것인데 달은 워낙 밝 고 커서 탐색경으로 쉽게 찾을 수 있다.
이 때 앞에서 설명한 겹쳐 보기를 연습삼아 해보는 것도 좋다. 달을 탐색경의 십자선 중심에 맞추자.
⑤ 탐색경의 정렬이 잘 되어 있다면 꼭 시야 중앙은 아니더라도 망원경에 달이 들어와 있 을 것이다. 그러면 적경축과 적위축 잠금 장치를 꼭 잠그고 적경과 적위축 미동 손잡 이를 사용해서 달이 시야 중심에 오도록 한다.
⑥ 달이 선명하게 보이도록 초점 조절 나사를 돌려서 초점을 맞춘다. 안경을 끼는 사람은 안경을 낀 채로 관측해도 되 지만 불편하다면 벗어 버리고 초점을 자기 눈에 맞게 맞추 면 선명하게 달을 관측할 수 있다.
⑦ 먼저 60∼120배 정도의 낮은 배율로 달이 한눈에 들어오게 한 후에 전체적인 모습을 관측한다. 분화구의 모양 그리 고 분화구가 몰려 있는 지역과 밋밋한 지역을 관측해 보 다. 달의 분화구는 그림자 경계선 쪽에서 더 선명하고 입체감 있 개 보인다. 이제 달의 독특한 지형을 자세히 살펴보자.
⑧ 배율을 120∼250배 정도의 중간 배율로 바꾸면 일부 지역만 확대되어 보일 것이다. 그 러면 그림자 경계선을 천천히 따라 내려오면서 분화구의 모양을 주의 깊게 관찰한다. 분화구 중에는 중심의 볼록 솟아오른 중앙 봉우리가 있는 것도 많 다. 중앙 봉우리가 있는지 없는지 봉우리가 높은지 낮은지 몇 개나 되는지를 살핀다. 작은 분화구처럼 보 여도 서 울 시내의 몇 배가 될 만큼 거대하다 이제 달에 막 도착했다고 상상하면서 이 리저리 돌아다녀 보자. 느낌이 달라질 것이 다. 분화구가 없는 밋밋한 바다 지역에 보이 는 물결 무늬는 용암이 굳어서 생긴 열구라는 지형이다. 또 바다 가장자리를 둘러싼 듯이 뻗어 있는 산맥도 찾아보자. 아폴로 11호가 착륙해서 올드린이 발자국을 찍어 놓은 것을 우연 히 발견하게 될지도 모른다.
⑨ 250배 이상의 고배율은 특징적인 지형만 확대해서 볼 때 안성맞춤이다. 구경이 작은 망원경은 상이 아주 흐리고 심 하게 떨릴 수도 있다. 고배율 관측에서는 호흡을 가다음 으면서 안정된 상태로 관측해야 제대로 볼 수 있다. 분화구 내벽 과 외벽의 모양을 살 펴보고 바다와 대륙애 생긴 특징적인 지형, 특히 계곡과 절벽을 찾아보자. 지질학에 관 심을 갖고 그 지형의 생성과정을 알아보는 것도 재미있다

4. 망원경 이야기

4.1.망원경이 걸어온 길

4.1.1네덜란드의 한 안경 점에서


1608년 어느 화창한 오후, 네덜란드 미델부르크 시의 한 안경 점에서 젊은 도제공이 스승이 없는 틈을 타 한가롭게 시간을 보내 고 있었다.
"오늘은 미셀 아주머니의 안경 렌즈만 깎으면 되는군. 선생님이 돌아오시려면 멀었으니까 나중에 천천히 해도 되겠지. 야! 날씨 한 번 화창하다."
창문을 열어 젖히자 햇살이 강렬하게 쏟아져 들어왔다. 신선한 공기를 깊숙이 들이마시며 돌아서던 그는 영롱하게 햇빛을 반사 시키고 있는 탁자 위의 안경렌즈에 문득 시선을 멈췄다.
" 참 신기한 물건이란 말야,. 수정처럼 투명한 게 물건을 크게 보이게 하고 세상을 밝게 비춰주니......"
창 밖 맞은편 지붕에 달린 암탉 모양의 풍향계가 빠르게 돌아가는 것을 멍하니 바라보던 그는 장난 삼아서 렌즈 두 개로 겨누 는 시늉을 해보았다.
"어엉? 이게 뭐야."
멀리 보이던 풍향계가 갑자기 커 보였던 것이다. 깜짝 놀란 도제공은 렌즈 하나를 눈앞에 대고 다른 렌즈를 요리조리 움직여 보았다. 그렇게 관찰하는 동안 그는 두 렌즈 사이의 거리가 일정할 때에만 물체가 선명하게 커 보인다는 것을 알아냈다.
"선생님이 오면 알려 드려야지. 이렇게 신기한 사실을 알아냈으니 빈둥거렸다고 야단치진 않으시겠지?"
돌아와서 이 사실을 전해들은 스승은 그거이 대단한 발견임을 단번에 알아차렸다. 그는 곧 관측하기 편하도록 금속 통에 두 개의 렌즈를 달아 만든 후 '관망기', 즉 '들여다보는 물건'이라고 이름 붙였다. 이것이 망원경의 시초가 된 셈이다. 처음에는 광 학통, 광학 안경 등으로 부르다가 1612년 와서야 그리스의 한 수학자가 '멀리서 보는 것' 이라는 뜻의 '망원경(telescope)'이라 는 이름을 붙였다.
최초의 망원경 발명자는 한스 리페르세이(Hans Lippershey)로 알려져 있는데 그가 바로 앞에서 말한 도제공의 스승이다.

이 망원경에 먼저 눈독을 들인 곳은 군대였다.
"바로 이거다! 이거라면 이길 수 있다." 네덜란드 총독 모리스가 리페르셰이에게 두 눈으로 보는 쌍안경 형태의 망 원경을 주문하고 900플로린(중세은화)을 지불함으로써 망원경은 전쟁물자로 사용되고 만다. 그 당시 네덜란드는 스페인과 30년동 안이나 격전을 치르고 있었는데 막강한 스페인 군을 맞아서 열세를 면치 못하고 있었다. 이 작은 나라의 유일한 희망을 해군이었 다. 그런데 전함 대 전함의 구식 전투에서는 적을 누가 먼저 발견하여 유리한 위치를 잡느냐에 따라 싸움의 승패가 결정되므로 망원경의 출현은 획기적인 일이 아닐 수 없었다. 결국 망원경을 가졌던 네덜란드는 전쟁을 성공적으로 치를 수 있었고 스페인으 로부터 휴전 협정을 받아 내기에 이르렀다.
"이런 장비가 다른 나라에 알려지면 안 되는데...... 어떻게 비밀을 유지하나."
그러나 모리스의 이러한 욕심을 욕심으로 끝날 수밖에 없었다. 망원경이란 것은 너무도 간단해서 렌즈만 있으면 누구라도 만 들 수 있었으니까.


4.1.2하루만에 고안 해 낸 갈릴레이의 망원경


"자네 소문 들었나?"
"아니, 무슨 소문인데 그래?"
"네덜란드에서 어떤 사람이 렌즈 두 개를 통에 붙여서 광학통(망원경)이란 걸 만들었는데, 그걸로 물체를 보면 크고 가 깝게 보인다는 거야."
망원경이 발명된 지 얼마 후인 1609년 5월, 이탈리아의 파도바 대학 수학교수 갈릴레오 갈릴레이(Galileo Galilei)는 이상한 소문을 듣는다.
"아니 어떻게 그런 일이 가능할까?"
갈릴레이는 즉시 그 원리를 생각해 보고는 직경이 4.2cm인 납으로 된 통에 평볼록렌즈와 평오목렌즈를 붙여 하루만에 망원경 을 만들어 냈다. 비록 갈릴레이 자신도 빛이 망원경을 통과 할 때 렌즈가 어떤 작용을 하는지는 알 수 없었지만, 어쨌든 멀리 떨 어진 물체를 3배나 크게 보이게 한다는 사실만을 확인 할 수 있었다. 그는 이 망원경을 군사적으로 이용할 수 있으리라 생각하고 원로원 의원들과 함께 성 마르코 사원의 탑으로 허겁지겁 올라갔다.
"저기 수평선을 보십시오. 군함이 오고 있습니다."
"어딘가? 안 보이는데...... 어, 보인다. 아니 이렇게 신기할 수가......"
망원경의 진가는 대단했다. 그 후 갈릴레이의 봉급은 두배로 뛰었다고 한다. 갈릴레이는 더 큰 렌즈를 열심히 연마했고 결국 직경 4.4cm에 길이가 1.2m, 배율이 33배인 망원경을 만들었다. 이 망원경은 오늘날 가장 많이 사용하는 7×50쌍안경(배율 7배, 구경 5cm)에는 비할 것이 못 되지만, 중요한 점은 그가 이 망원경으로 바다나 육지가 아닌 하늘을 관측했다는 것이다. 가장 먼저 달을 관측하기 시작하여 은하수가 별들로 이루어졌다는 사실과, 목성과 목성의 4대 위성, 토성의 고리, 태양의 흑점 등 놀랄 만 한 많은 관측 결과를 발표했다. 망원경으로 우주에 대한 인간의 인식을 변하게 한 갈릴레이의 업적은 그야말로 엄청난 진보의 서 곡이었다.
이렇게 갈릴레이가 제작해서 하늘을 헤치고 다녔던 천체 망원경을 일반적으로 '갈릴레이식 굴절 망원경'이라고 한다. 그러나 갈릴레이식 망원경은 배율이 낮고 시야가 너무 좁아서 천체를 관측하기에는 적당하기 못했다.
일어한 갈릴레이식 망원경의 결점을 보완하기 위해 케플러 (Johannes Kepler)는 새로운 광학계로 만든 망원경을 선보였다. 케 플러는 관측 장비의 중요성을 누구보다도 절실하게 느끼고 있었지만, 정작 자신은 시력이 너무 안 좋아 망원경으로도 제대로 관측을 할 수 없으리라는 것을 잘 알 고 있었다.
"내 눈이 조금만 더 좋았어도 우주의 역사는 달라졌을 텐데."
케플러는 망원경을 더 열심히 연구했고, 그 결과 1611년 두 개의 볼록렌즈를 이용한 케플러식 굴절 망원경을 고안 해 냈다.
케플러식은 갈릴레이식보다 시야가 넓고 배율이 높아 천문학자들이 많이 사용했으며, 이후의 굴절 망원경은 대부분 케플러식 이다.
하지만 당시만 해도 망원경의 대불렌즈에 볼록렌즈를 한 장만 사용했기 때문에 밝은 행성이나 별을 관측하면 주위에 색 번짐 이 일어나는, 굴절 망원경 특유의 색 수차(렌즈가 빛을 정확히 한점에 모으지 못해 별상 주위에 색깔이 나 타나는 현상)가 심한 게 흠이었다. 그런데 이처럼 망원경의 성능을 저하시키는 수차는 렌즈의 곡률이 작을 수록(초점거리가 길수록)줄어든다. 즉 망원경을 길게 만들수록 상이 선명해지는 것이다.
1655년에 독일의 호이겐스(Christian Huygens)는 네덜란드의 철학자 스피노자(실제로 이 사람을 직업적인 렌즈 연마가였다고 한다)의 도움으로 구경 (대물렌즈나 반사경의 직경)5cm에 길이 3.6m인 케플러식 망원경을 제작함으로써 키다리(?) 망원경 시대를 열었다. 하지만 상당히 길다고 할 수 있는 이 망원경도 그 후에 나오는 괴상하게 생긴(왜냐하면 이렇게 긴 망원경은 경통을 쓰지 않고 일정한 거리에 대물렌즈만 덩그러니 고정시켜 놓았기 때문이다) 키다리 망원경에는 비교도 안된다. 그 당시에 가장 긴 망원경은 길이가 65m나 되었다고 한다. 프랑스의 한 천문학자는 길이가 305m나 되는 망원경을 만들 계획을 세우기도 했다. 비록 만들어 내지는 못했지만 그는 이렇게 장담했다고 한다.
"만일 달에 돼지를 갖다 놓는다고 해도 이 망원경으로는 훤히 볼 수 있을 것이다."
이런 말을 항 정도로 당시에는 망원경의 원리를 완벽하게 이해한 사람이 없었으니 일단을 길면 최고였던 것이다. 하지만 이렇 게 긴 망원경을 밧줄로 묶고 말뚝에 걸어서 관측한다는 것은 거의 불가능한 일이었다. 한 번 관측할 때마다 여러 명의 보조자가 도와주어야 했으며, 색 수차도 여전히 남았다.
"이래 가지고는 아무것도 못한다. 색수차를 없애자!"

4.1.3색 수차를 없앤 뉴턴의 반사 망원경


이리하여 빛의 굴절을 이용하지 않는 망원경에 대한 연구가 진행되기 시작했다. 1633년 스코틀랜드의 수학자 제임스 그레고리 (James Gregory)는 빛이 반사되어 상을 맺는 자신의 반사 망원경에 대한 원리를 발표했다. '그레고리식 반사 망원경'이라고 부르 는 이 망원경은 두 개의 금속 반사경을 사용하여 정립상을 맺는 방식이었는데, 그레고리가 직접 만들려고 했으나 실패하고 상당 한 시간이 지난 후에야 다른 사람이 만들었다.
더 실용적인 반사 망원경은 1668년 영국의 뉴턴(Issac Newton)이 개발했다. 뉴턴은 프리즘을 만들어 빛의 굴절 원리에 대해서 깊이 연구하기 시작했다.
"빛이 렌즈를 통과하면 색깔별로 굴절되는 정도가 다르기 때문에 정확하게 한 점에서 모이지 않고 색 수차를 일으킨다. 만일 빛이 굴절되지 않고 반사되는 것을 이용할 수만 있다면 색 수차를 제가할 수 있을지도 모른다."
이렇게 하여 청동으로 연마한 직경 2.5cm의 오목 거울과 작은 평면경을 사용하여 길이 15cm에 독특한 형태의, 지금까지도 아 마추어들이 많이 사용하고 있는 '뉴턴식 반사 망원경'을 만들었다. 물론 오랜 골칫거리였던 색 수차는 일어나지 않았다. 이 작은 망원경이 40배의 배율을 냈다고 하니, 앞에서 말한 키다리 망원경에 비하면 놀라운 성능이 아닐 수 없다,
1672년에 프랑스의 N.카세그레인(N. Cassegrain)은 또 하나의 주목 할 만한 형태의 망원경을 만들었다. 이 망원경은 중앙에 구멍이 뚫린 오목한 반사경과 작은 볼록 부경을 사용한 것으로, 주경이 반사한 빛을 부경이 되반사시키고 그 빛을 주경에 뚫린 구멍을 통해서 경통 밖으로 빼내는 것이 특징이다. 이것을 '카세그레인식 반사 망원경'이라고 한다. 오늘날 대형 천문대에서도 이 망원경을 많이 사용하고 있다.
작고 간편하고 색 수차가 없는 고성능 망원경! 이 반사 망원경에 대한 천문학자들의 관심을 대단했다. 그러나 그 동안 관측 분야를 주도하고 있던 키다리 망원경을 밀어내기에는 반사 망원경에도 결함이 있었다. 반사경을 금속으로 만들었기 때문에 렌즈 를 사용하는 것보다 빛을 많이 모을 수 없었던 것이다.(뉴턴의 반사경은 들어온 빛의 겨우 160%만 반사시킬 수 있었다). 더구나 금속 반사경을 시간이 지나면서 녹이 슬었고 정밀 측정 장치인 '마이크로 미터'도 부착하기 어려웠다.
어쨌든 굴절 망원경은 반사 망원경에 밀려났지만 1757년에 영국의 존 돌론드(John Dollond)가 색 수차와 구면 수차(렌즈나 반 사경 표면이 구면이기 때문에 별상이 한 점에 정확히 모이지 않고 퍼지는 현상)를 제거한 '아크로매틱(색 지움) 렌즈'라는, 볼록 렌즈와 오목렌즈를 하나로 조합한 복합렌즈를 개발하면서 다시 주목을 받기도 했다. 그런데 굴절 망원경을 과학사의 무대 뒤로 물러나게 하는 데 결정적 공헌을 한 사람은 순수한 아마추어 천문가였던, 한 오르간 연주자였다.

4.1.4오르간 연주자가 만든 반사 망원경


윌리엄 허셜(William Herschel)은 1738년에 독일 북부에 있는 하노버에서 태어났다. 하노버 군악대원이었던 아버지의 영향으 로 그도 일찍이 군악대원으로서 음악에 종사하게 되지만 하노버 군이 프랑스와의 7년전쟁에 휘말려 들자 스무 살의 허셜은 징집 을 피하기 위해 영국으로 이민을 갔다. '바스'라는 휴양지에 정착한 그는 오르간 연주가로서 상당한 성공을 거두었고 음악 교사 로 여유롭게 살아갈 수 있었다. 허셜을 상당히 학구적이어서 음계를 연구하다 수학에 관심을 갖게 되었고, 또 그 관심은 광학으 로 이어져 마침내는 망원경으로 우주를 관측해 보고 싶다는 열병을 앓게 되었다.
" 아! 저 붉고 푸른 별들은 어떤 모습을 하고 있을까. 별들이 내는 저 조화로운 천상의 소리를 듣고 싶다."
이 때부터 허셜을 미친 듯이 망원경에 빠져들었다. 비싼 굴절 망원경은 살 수 없었으므로 렌즈를 직접 조립해서 썼으며, 그 당시 유행하던 길이 60cm의 그레고리식 반사 망원경도 빌려서 사용해 보았다.
"이렇게 형편없는 망원경으로는 안 되겠어! 좀 더 크고 긴 망원경이 필요한데 어디서 구하지?"
그 당시 굴절 망원경도 여러 기술적인 한계 때문에 구경이 10cm이상인 것은 말들 수가 없었다. 그래서 대형(?) 반사 망원경을 직접 만들기로 결심한 허셜을 천문학자로 활동하던 여동생 캘롤라인과 함께 작업을 시작했다. 금속 반사경을 갈고 깎는, 하루 1 6시간의 고된 작업을 계속 했다. 그 사이에 반사경 재료인 금속 합금을 개량하여 반사율을 60%까지 올려놓았다.
1774년, 드디어 구경 15cm에 길이 2.1m, 배율이 40배의 성능 좋은 뉴턴식 반사 망원경을 완성했다. 이것을 시작으로 구경 22. 5cm에 길이 3m, 구경 45cm에 길이 6m인 망원경을 계속해서 만들었다.
1781년, 별을 관측하고 있던 허셜의 척 작품인 구경 15cm의 망원경에 원반모양을 한 천체가 하나가 잡혔다.
"이게 뭐야. 별도 아니고 위성 같지도 않은데...... 행성은 아닐 테고, 그렇다면 혜성이네!"
나중에 밝혀진 사실이지만 허셜이 왕립협회에 '혜성'이라고 보고한 이 '넝쿨째 굴러 들어온 호박'은 실은 새로운 행성, 즉 천 왕성이었다. 이 우연하고도 엄청난 발견은 허셜을 하루아침에 '20세기의 아인슈타인'으로 만들어 놓았다. 그의 반사 망원경도 덩 달아 유명해 졌다.
대형 망원경에 관심을 기울이던 허셜을 결국 1789년, 하늘을 향한 거대한 대포와도 같은 망원경을 튼튼한 버팀대 중간에 세운 다. 구경이 자그마치 1.22m에 길이가 12.2m나 되는 이 망원경은 뉴턴식 망원경에서 중간의 사경을 없애버리고 주경을 기울여 놓 은 새로운 광학계 '허셜식 반사 망원경'이었다. 이 망원경은 높은 곳에서 관측해야 했기 때문에 추운 겨율 밤에는 고생이 심했으 며 잘못해서 밑으로 떨어진 천문학자도 꽤나 많았다고 한다.
이렇게 해서 대형 반사 망원경 시대가 활짝 열리게 되었다. 허셜은 스스로 만든 망원경을 가지고 의욕적으로 관측하여 많은 중요한 발견을 해 냈는데, 이때부터 아마추어 천문가들은 더욱 분발하기 시작했다.
"나도 한 번 해 보자!"
드디어 허셜 망원경의 아성에 도전하는 사람이 나왔다. 아일랜드 부유하고 유능한 백작, 로스 (W.Parsons Rosse)였다. 세계 최대의 망원경을 만들고 싶어했던 그는 1845년에 일명 '리바이어던(leviathan)', 즉 '커다란 괴물'이라고 부르는 거대한 반사 망 원경을 만들었다. 구경 1.84m, 길이 17m에 금속 반사경 무게만도 4톤에 이르렀다. 그러나 이 망원경은 경통의 광학적인 성능은 좋았을지 모르나 그것을 지탱해 주는 장치대가 형편없는 것이어서 최고라는 명성만큼 좋은 결과를 내지는 못했다. 즉 이 망원경 은 바람을 막기 위해서 커다란 두벽 사이에 설치되어 있어서 남북 방향으로만 움직이고 동서방향으로는 거의 움직일 수 없었다. 그래서 별을 관측하려면 별이 망원경 시야에 들어올 때까지 밤새 기다려야만 했다. 게다가 안개가 많이 끼는 아일랜드의 좋지 못 한 기후도 망원경의 성능 발휘에 커다란 장애였다.
로스의 뒤를 이어 나타난 사람이 영국의 앙조업자인 위리엄 라셀(William Lassel)이다. 그는 1861년 '적도의'라는 개념을 도 입한 최초의 장치대에 거대한 망원경을 장착하여 날씨가 좋은 몰타섬에 설치했다. 이 망원경은 구경이 1.32정도였지만 로스경의 '리바이더던 '보다는 조작하기가 훨씬 쉬었고, 작은 핸들을 돌려서 하늘의 어느 방향으로든 움직일 수 있었다고 한다.
어쨌든 그 당시에 영국과 독일이 만들어 낸 거대 망원경들은 천문학 연구에 큰 영향을 끼쳤다.

4.1.5우연히 발견한 시리우스의 반성( 星)
굴절 망원경으로부터 주도권을 넘겨받고 100여년 동안 군림해 오던 '리바이어던'의 후예에 대항하여 반란이 일어난다. 이것은 망원경 분야에서뿐만 아니라 천문학 자체의 중심을 미국이라는 신생국가에다 옮겨 놓은 일대 변혁이 아닐 수 없었다. 그것은 오 직 한 사람에 의해서였다.
알만 클라크(Allban Clack)는 미국의 매사추세츠에서 살던 초상화가였다. 허셜과 마찬가지로 우연히 천문학에 매료되어 화실 문을 닫고 렌즈를 연마하기 시작했다. 그는 유럽에서 직수입하여 설치한 하버드 대학의 구경 38cm굴절 망원경을 연구하여 수년간 의 고생 끝에 성능이 뛰어난 직경 20cm의 렌즈를 만들었다. 그러나 단지 미국에서 만들었다는 이유만으로 유럽학자들은 이 렌즈 를 외면했다. 하지만 얼마 안 되어 이 렌즈를 장착한 망원경은 이중성 관측분야에서 뛰어난 성능을 발휘했다. 그에 따라 주문이 크게 늘어나자 클라크는 두 아들과 공장을 세우고 본격적으로 사업에 뛰어든다.
클라크의 제대로 된 첫 작품을 시카고 대학의 디어본 천문대에 설치된 구경 47cm의 굴절 망원경이었다. 1862년 이 망원경이 완성된 뒤 클라크의 막내아들은 시리우스로 벼랑 테스트를 하였는데 그 때 시리우스 옆에 바짝 붙어 있는 작고 희미한 반점을 발 견했다. 망원경 렌즈에 결함이 있는 것으로 생각한 클라크가 다시 확인 해 봤지만 여전히 같은 모습이었다.
"어쩌면 이것은 시리우스의 반성(伴星:동반 별)인지도 모른다."
바로 그것이었다. 이론적으로는 예측이 안 되었지만 그동안 어떤 한 망원경으로도 관측할 수 없었던 '시리우스의 반성'을 클 라크의 망원경이 가볍게 잡아 낸 것이다. 클라크의 망원경은 더욱 유명해 졌다.
두 번째 작품은 미국 해군 천문대에 들어앉은 구경 66cm에 길이 13cm인 굴절 망원경이었다. 1872년에 제작된 이 망원경은 그 당시 최대의 굴절 망원경이었으며, 화성의 위성 2개를 찾아내는 개가를 올렸다.
세 번째 것은 부유한 부동산업자 제임스 릭(James Lick)의 기부금으로 캘리포니아 북부 해밀턴 산 정상에 세운 릭 천문대의 굴절 망원경이다. 구경 91cm에 길이가 18.3cm나 되는 이 망원경은 만드는 데만도 15년이나 걸린 초대형 망원경이다. 이 망원경은 목성의 다섯 번째 위성과 작은개자리에 있는 프로키온의 반성을 찾아내는데 성공한다.
네 번째 작품은 지금까지도 세계 최대의 굴절 망원경으로 남아 있는 여키스 천문대의 망원경이다. 이 천문대는 1895년 헤일( 클라크가 돌려놓은 천문학이라는 축을 미국 땅에 단단히 뿌리 내린 사람)이 돈 많은 사업가 여키스를 설득하여 세운 것으로 클라 크 부자가 만든 구경 1.01m에 길이가 18m나 되는 굴절 망원경이 자리잡고 있다. 렌즈 무게만도 230kg리고, 총 중량이 20톤에 이 른다고 한다.
클라크 부자의 망원경 덕에 미국은 어느덧 천문학에 있어서 세계를 이끌어 가는 나라가 될 수 있었다. 그런데 굴절 망원경의 크기에는 한계가 있을 수밖에 없었다. 렌즈를 크게 만들수록 자체의 무게 때문에 많은 변형이 생겼을 뿐 아니라 그렇게 큰 렌즈 용 유리를 완벽하게 만든다는 것도 불가능했다. 망원경의 구경이 크면 클수록 더욱 많은 빛을 모을 수 있어서 아주 멀리 떨어져 있는 우주 저편의 희미한 별빛까지도 감지할 수 있으며, 상도 더 선명해 더욱 정밀하게 관측할 수 있기 때문에 대형 망원경이 필 요했으나 렌즈를 무한정으로 크게 만들 수는 없었다.

4.1.6광활한 우주를 향해


굴절 망원경이 커질 대로 커져서 그 한계를 드러낼 즈음 반사 망원경도 커다란 변화를 맞았다. 즉 유리 표현에 은도금을 하 는 방법과 반사경 표면의 정밀도를 테스트할 수 있는 칼날 테스트 법이 개발 된 것이다. 특히 은도금 방법의 개발로 그 동안 반 사 망원경에 사용하던 무겁고 형편없는 금속 반사경 대신에 가볍고 싼 유리 반사경을 사용할 수 있게 되었다. 그것은 일대 변혁 이었고 이 때부터 반사망원경을 사용 할 수 있게 되었다. 그것은 일대 변혁이었고 이 때부터 반사 망원경의 완전한 독주가 시작 되었다.
미국에서 맹활약을 하던 헤일은 1908년, 카네기 재단의 후원으로 윌슨 산에 구경 1.53m의 반사 망원경을 설치했다. 이 망원경 은 비록 로스경의 '리바이어던'보다는 구경이 작았지만 성능은 훨씬 뛰어났다. 그러나 수완 좋은 헤일에게는 이것이 시작일 뿐이 었다. 그는 곧 로스엔젤레스의 사업가인 후커(J.D.Hooker)를 설득하여 구경 2.54m 반사 망원경을 만들기 시작했다. 이 사업은 제 1차 세계대전으로 상당히 지연되기도 했지만 1918년에 결국 완성되었다. 이 망원경이 바로 '후커 망원경'이며 윌슨 산에 있는 헤 일 천문대에 설치되었다. 이렇게 하여 로스경의 '괴물' 제압하고 세계 최대의 망원경, 새로운 '리바이어던'이 탄생했다. 이 망원 경 덕분에 우리는 우리은하계가 세상의 전부가 아니라 그 너머에 더욱더 광대한 세계가 존재하고 있다는 엄청난 사실을 알게 되 었다.
헤일의 열정을 여기서 끝나지 않았다. 그는 이어 팔로마 산에 세울 구경 5.08m의 망원경 제작에 몰두했다. 결국 이 망원경은 18년이라는 긴 세월에 걸쳐 1949년 10월에 완성되었고, 망원경의 완성을 보지 못하고 죽은 헤일을 기리기 위해서 '헤일 망원경' 이라고 이름 붙였다. 여기서 사용한 5.08m의 반사경을 무게가 16톤이나 되었고 중앙에 뚫린 구멍의 직경이 1m였다. 또한 연마 작 업에서 갈아낸 유리의 양이 5톤, 소비된 연마사(硏磨砂)의 양만도 31톤이었다고 한다. 23등급의 별까지 사진 검출을 할 수 있으 며, 맨눈으로 보는 것보다 600만 분의 1배나 어두운 별도 관측할 수 있는 이 망원경을 새로운 '리바이어던'으로 군림하면서 현대 천문학을 이끌어 왔다.
이렇게 기나긴 과정을 거쳐 온 천체 망원경을 이제 한계의 벽을 넘어서려는 용트림을 하고 있다. '리바이어던'의 후예가 새로 운 왕좌를 차지하기 위해 계속해서 도전하고 있는 것이다. 현재 러시아의 카프카즈에 있는 특수천제물리관측소에서는 구경 6m인 반사 망원경을 사용하고 있다. 해발 2,080m의 파추코프 산 정상에 있는 이 망원경은 길이 25m에 반사경의 무게만도 36톤, 총 무 게가 850톤에 육박한다고 한다. 또한 1991년에 하와이의 마우나케아 산 정상에 세운 '케크-1 망원경'도 기대를 모으고 있다. 이 망원경은 6각형 반사경 36조각을 모자이크처럼 붙여서 만들었고 구경이 9.8m나 된다. 바로 옆에 세워질 쌍둥이 망원경 '케크-2' 와 함께 간섭계처럼 작동할 것이라고 한다.
현대 천문학의 열정을 우주공간에서도 가장 정교한 망원경을 배치해 놓았다. 인공위성처럼 지구 궤도를 돌면서 우주를 탐색하 는 허블 망원경 (HST)이 바로 그것이다. 1990년 4월 24일에 우주 왕복선 디스커버리호가 지상으로부터 610km 상공에 이 망원경을 실어다 놓았다. 구경이 2.4m인 이 우주 망원경은 지상의 어떠한 망원경보다는 정밀하고 선명한 영상을 얻을 수 있으며, 지금 이 순간에도 놀랄만한 관측 기록을 계속해서 지구로 보내오고 있다.

네덜란드의 조그만 안경 점에서 시작된 망원경의 역사는 곧 천문학의 역사이다. 새로운 망원경이 나올 때마다 우주에 대한 인 간의 인식에 커다란 변화를 가져다주었다. 광활한 우주를 향한 작지만 위대한 몸짓! 망원경은 우리에게 더 넓은 세상을 보게 해 주었고, 그 놀라운 세계에 대한 우리의 끝없는 호기심은 우주의 비밀을 하나씩 하나씩 캐내고 있다. 우주 태초의 빛을 보기 위해 서 앞으로도 계속 될 인간의 노력. 그렇다! 놀랍고도 위대한 '괴물', 진정한 '리바이어던'은 바로 우리 인간의 '호기심'이다.


4.2.구조와 원리

"망원경의 구조는 어떻게 되어 있을까?" 값이 비싼 걸 보면 분명히 아주 복잡할 꺼야."
"달 분화구도 보이고 토성의 고리도 보이네! 참 신기한 물건이야!"
망원경의 성능을 보고 그 구조가 복잡할 것이라고 생각하는 사람이 많은데 망원경의 구조는 의외로 아주 단순하다. 그러면 구 조가 단순한 망원경이 어떻게 놀라운 성능을 발휘할 수 있는지 알아보자.
망원경 하면 일단 볼록렌즈가 생각날 것이다. 사실 반사 망원경에 달린 오목 반사경도 볼록렌즈와 똑같은 역할을 하므로 여 기서는 볼록렌즈를 가진 굴절 망원경에 대해서만 살펴보자.
볼록렌즈는 가까이 있는 물체를 확대하는 기능과 먼 거리에 있는 물데차 풍경을 그대로 축소하여 상을 맺는 두가지 기능이 있 다. 예를 들면 확대경의 볼록렌즈는 확대기능을 하는 렌디이고. 사진기의 볼록렌즈는 상을 맺는 기능(결상기능)을 하는 렌즈이다 . 그런데 확대경은 아주 가까이 있는 물체만을 확대할 수 있을 뿐 멀리 있는 물체는 확대할 수 없다.
그럼 멀리 있는 물체를 확대해서 보려면 어떻게 하면 될까? 그건 볼록렌즈의 '결상기능'과 '확대기능'을 이용하명 아주 간단 하다. 먼저 볼록 렌즈(대물렌즈)의 결상 기능을 이용하여 우윳빛 유리위에 그대로 투사되고 이것을 확대경(접안렌즈)으로 확대해 서 보면 된다. 이렇게 하면 멀리 있는 물체를 맨눈으로 보는 것보다 훨씬 크게 볼 수 있다. 앞의 실험에서 우윳빛 유리에 나타나 는 물체의 상을 '실상(實像)'이라고 하는데 사실 유리를 없애 버려도 상은 그 자리에 그대로 있다. 이것은 우윳빛 유리 대신 공 간에 상이 맺히는 것인데 유리가 있을 때보다 훨씬 선명하게 볼 수 있다. 이것이 망원경의 가장 간단한 원리이다.

앞에서 설명했듯이 망원경의 앞쪽에 있는 볼록렌즈는 물체 쪽을 향하고 있다고 해서 '대물(對物)렌즈'라 하고, 뒤에 있는 확 대경은 눈을 대고 들여다본다는 의미에서 '접안(接眼)렌즈'라고 한다. 대물렌즈의 초점 길이가 길면 우윳빛 유리에 맺히는 상의 크기도 커지는데 그만큼 배율도 높아진다. 또한 접안렌즈의 확대율이 클수록(초점길이가 짧을수록)배율이 놓아진다.

망원경을 구입하고 나면 빨리 조립을 해 보고 싶은 마음이 앞선다. 포장상자를 조심스럽게 풀면 여기저기 꽂힌 부품이 매우 어지럽게 느껴지겠지만 이 부품은 하나같이 중요한 역할을 하므로 조심스럽게 다뤄야 한다. 무엇보다도 사용설명서를 잘 읽어보 는 것이 중요하다. 설명서를 보면서 각 부품의 이름과 용도를 대강 훑어본 후 순서에 맞게 하나씩 하나씩 조립한다. 다음에 설명 한 것은 일반적인 망원경의 부품 구성인데 회사에 따라 부품 명칭이 다를 수 도 있지만 여기서 사용한 명칭은 모두 일반적으로 통용하는 용어여서 큰 무리가 없을 것이다.
망원경은 크게 경통, 장치대, 다리의 세 부분으로 되어있다. 마치 사람이 머리, 몸통, 다리로 구성되어 있는 것과 비슷하다.
경통이란 망원경의 중요한 광학 부품들(대물렌즈나 반사경, 접안부, 탐색경)이 달려있는 원통을 말한다. 일반적으로 경통 안 쪽면은 빛의 난반사를 막기 위해 검은색으로 무반사 처리가 되어 있으며, 경통의 재료로는 금속이나 플라스틱 또는 빳빳한 종이 등을 사용한다.
장치대(마운트)는 경통을 고정시켜 주는 역할을 하며, 몇 가지 기계 부품으로 구성된다.
다리는 경통과 장치대를 흔들리지 않게 받쳐주는 역할을 한다. 망원경은 경통, 장치대, 다리가 모두 안정되게 붙어 있어야 제 구실을 할 수 있다.
그러면 망원경의 각 부분을 하나하나 살펴보면서 그 기능과 역할을 알아보기로 하겠다.

4.2.1.대물렌즈

망원경의 대불렌즈와 반사경은 사람의 두뇌와 같은 핵심적인 광학 부품이다. 망원경 속으로 들어오는 빛을 모아서 상(橡)을 만드는 역할을 하기 때문에 대물렌즈와 반사경의 좋고 나쁨이 망원경의 성능을 좌우한다.
굴절 망원경의 앞쪽 끝에 달려있는 대물렌즈는 일종의 볼록렌즈이다. 볼록렌즈로는 햇빛을 모아 종이를 태울 수도 있고 물건 을 확대해서 볼 수도 있다. 돋보기 안경도 볼록렌즈이다. 또한 멀리 있는 풍경을 가까이 보이도록 상을 맺어 주기도 하여 카메라 렌즈로도 사용된다. 망원경에서는 볼록 렌즈의 이런 기능을 모두 이용한다. 망원경의 대물렌즈에는 렌즈두장이 접착되어 있다. 요즘의 거의 모든 망원경은 여러 수차를 줄이기 위해 이처럼 두장 이상의 렌즈로 만들고 있다. 대물렌즈는 렌즈를 어떻게 구성하 느냐에 따라 여러 가지로 구분된다.

4.2.1.1수정렌즈
뒤에 설명한 망원경의 성능 가운데 '수차'부분을 보면 '색 수차'라는 것이 있다. 렌즈에 들어간 빛은 색깔(파장)에 따라 굴절 되는 정도가 다르기 때문에 정확하게 한 점에 모이지 못하고 서로 어긋난다. 수정렌즈(아크로매틱 렌즈)란 이런 색 수차를 줄이 기 위해 서로 다른 특성을 띤 렌즈 두장 (볼록렌즈와 오목렌즈)을 결합하여 만든 대물렌즈를 말한다.
일반적으로 앞쪽의 볼록렌즈는 '크라운 유리'로, 뒤쪽의 오목렌즈는 '플린트 유리'로 만드는데, 구경 6cm까지는 두장의 렌즈 를 붙여서 사용하지만 그 이상의 구경에서는 붙이지 않고 분리한 채로 사용하는 것이 일반적이다. 대물렌즈의 가장자리에는 세지 점에 작은 알루미늄 조각을 끼워 놓았다. 즉 그 대물렌즈는 두 장의 렌즈가 알루미늄 조각을 사이에 두고 분리되어 있는 것이다. 수정렌즈에는 수차가 남아 있기 때문에 만족할 만큼 선명한 별상을 만들지 못하므로 초점지가 10이하인 단초점 렌즈를 만드는데 어려움이 따른다.

4.2.1.2형석렌즈
렌즈의 수차를 없애는데 새로운 초자 (硝子:유리)를 사용하였는데 그것이 바로 '형석(CaF2)'이라는 투명한 광물로 만든 형석 렌즈(fluorite lens)이다. 형석렌즈와 두장의 조합렌즈 중에서 볼록렌즈 부분을, 인공으로 제조한 형석으로 만든 것인데, 색 수 차를 거의 완벽하게 줄였기 때문에 매우 선명한 별상을 얻을 수 있다. 가격이 비싼 게 흠이지만 고급 망원경이나 사진 촬영용 망 원경 등에 많이 사용된다.

4.2.1.3초저분산렌즈
최근에 ED 또는 SD렌즈로 판매되는 망원경이 바로 '초저분산렌즈'를 사용한 것이다. 수차를 더 확실하게 줄이기 위해서는 분 산 계수가 큰 저분산 유리를 사용해야 하는데, 최근 유리공업의 발달로 이러한 렌즈용 유리가 많이 개발되었다. 그 예로 FK01(불 규 크라운)과 FCD01(중불규 크라운)유리가 있다. 초저분산 렌즈란 대물렌즈를 구성하는 두장의 렌즈 중에서 볼록렌즈에 해당하는 부분을 초저분산 유리(라01)로 만들어 색 수차를 충분히 줄인 대물렌즈를 말한다. 색 수차가 매우 적기 때문에 별상이 선명하며 사진 촬영용 단초점 망원경을 만들 수 있으나 가격이 좀 비싸다.

4.2.2.반사경

반사경을 반사 망원경에서 대물렌즈와 똑같은 역할을 한다. 반사경을 반사효과를 크게 하기 위해 오목하게 깎은 유리표면에 알루미늄으로 코팅하여 만든 거울이다. 반사경을 표면의 곡률에 따라 평형하면 '평면경', 오목하면 '오목경', 볼록 하면'볼록면 경'이라고 한다. 예를 들어 집에서 사용하는 거울은 평면경이다. 오목이나 볼록면경은 좀더 세분해서 오목한 형태가 구형이면 ' 구면경', 타원형이면 '타원면경', 포물선 형태이면 '포물면경', 쌍곡선 형태이면 '상곡면경'이라고 한다. 한 예로 뉴턴식에 사용 하는 주경은 포물면경이고, 슈미트 카세그레인식에 사용하는 주경은 구면경이다.
뉴턴식 반사 망원경은 주경(主鏡)과 부경(副鏡,斜鏡)이라는 두 개의 반사경을 사용한다. 주경은 빛을 모아 상을 맺는 대물렌 즈의 역할을 하고, 부경은 주경이 모아 준 빛을 중간에서 꺾어서 경통 밖으로 빼주는 역할을 한다.

4.2.2.1주경
뉴턴식에서 사용하는 주경을 포물면경이다. 포물면경의 표면은 단면이 포물선 모양이다.
주경의 지름은 '밀리미터(mm)'나 '인치(inch)'로 나타낸다. 주경의 크기는 망원경 전체의 크기를 말하기도 한다. 가령 주경의 지금이 150mm이면 인치로는 6인기가 된다. 그 주경을 사용한 망원경을 '구경 150mm망원경' 또는 '6인치 망원경'이라고 한다.
주경의 정밀도는 주경의 표면형태가 완벽한 포물면에서 얼마나 어긋나 있는가를 수치로 나타낸 것이다. 단위로는 빛의 파장길 이를 나타내는 'λ(람다)'라는 그리스 문자를 쓰며, 빛의 1파장(0.0005mm)의 길이를 1λ라고 한다. 망원경 광고에서 "이 망 원경의 주경은 정밀도가 10분의 1λ이다."라고 표현되어 있다면, '이 망원경에서 주경의 표면은 완벽한 포물면으로부터 빛 의 파장 길이의 10분의 1길이밖에 어긋나 있지 않다.'는 뜻이다. 여기서 10분의 1λ는 0.0005mm이므로 매우 정밀한 반사경임을 알 수 있다. 반사 망원경으로 선명한 별상을 보려면 주경의 정밀도가 8분의 1λ이상이어야 하며, 반사경 정밀도는 수치가 작을수 올 좋다. 가령 4분의 1λ의 주경 보다는 8분의 1λ의 주경이, 8분의 1λ보다는 10분의 1λ의 주경이 더 정밀한 반사경이다.
주경의 재질은 유리이다. 사용하는 유리의 종류도 여러 가지 있다. 시창유리(주물 유리), 청판 유리(판 유리), 파이렉스, 제 로듀어 순으로 열팽창이 적어 좋은 반사경용 유리이다. 요즘은 일반적으로 파이렉스 유리를 많이 쓴다.
주경은 정밀도를 빛의 파장 단위로 측정할 정도로 정밀하다. 외부의 압력이나 온도 변화에 민감하게 변형되기 때문에 주경은 두꺼운 것이 좋다. 일반적인 시창 유리나 청판 유리로 만든 주경은 두께가 주경 지름의 6분의 1이상 되어야 한다. 가령 주경의 지름이 150mm라면 두께는 150mm의 6분의 1인 25mm이상이어야 한다. 파이렉스나 제로듀어 같은 단단한 유리라면 지름의 10분의 1 이상이면 된다. 가령 지름이 150mm인 주경이라면 두께가 15mm이상이면 된다.

4.2.2.1부경
뉴턴식의 부경은 경통 중앙에 45˚로 비스듬히 설치된다고 해서 흔히 '사경(斜鏡)' 이라고 부른다. 경통 중앙에 거추장스럽게 자리잡은 사경이 앞을 가로막고 있어 관측할 때 별상과 사경이 겹쳐 보이지 않을까 하고 생각하는 사람이 많다. 오래 전에 뉴턴 도 이 점을 걱정했을 것이며, 허셜 또한 사경을 없애기 위해 어쩔 수 없이 주경을 기율게 했던 것이다. 사실 사경이 있기 때문에 그만큼의 광량이 손실되는 것은 사실이다. 그러나 요즘에는 그 정도 광량의 손실은 문제가 안 된다. 사경이 주경의 초점 안에 있어서 별상과 졉쳐 보이지는 않는다.
사경은 평평한 평면경이다. 값싼 망원경에서는 간혹 직사각형 모양의 사경을 쓰기도 하지만 대부분 럭비공 같은 타원형이다. 사경의 크기는 그림에서와 같이 단경의 길이를 'mm'나 'inch'로 나타내며, 정밀도는 주경의 경우와 마찬가지로 빛의 파장 길이 ' λ'로 나타낸다. 또한 두꺼운 것이 변형되지 않고 잘 견딘다.


4.2.3.장치대

망원경에서 대들보 역할을 하는 장치대(마운트)는 경통을 다리와 연결시켜 주고 흔들리지 않게 경통을 고정시켜 주어 안정감 있게 관측할 수 있도록 도와 준다.
배율이 10배만 넘어가도 장치대 없이는 망원경을 사용하기가 곤란하다. 망원경 시야 속의 풍경이나 별상이 심하게 흔들리기 때문이다.
장치 대는 별을 따라 경통의 방향을 자유자재로 움직일 수 있도록 해주는 두 개의 회전축이 있다. 회전축을 어떻게 구성하느 냐에 따라 경위대식과 적도의식으로 나눌 수 있다.

4.2.3.1경위대식 장치대
경위대식 장치대는 '방위축'과 고저축'이라는 두 개의 축으로 구성되어 있다. 경위대식과 비슷한 것으로는 카메라 삼각대를 들 수 있다. 삼각대를 잘 살펴보면 상하로 돌리는 손방이와 좌우로 돌리는 손잡이가 있는데, 카메라를 부착시키고 상하 또는 좌 우로 맞춰가며 돌려서 풍경이나 인물이 어느 방향에 있더라도 찍을 수가 있다. 천체 망원경용 경위대도 이와 똑같은 원리로 되어 있는데 다면 좀더 튼튼하게 만들어 아주 조금씩 돌릴 때 쓰는 미동(微動) 손잡이가 달려 잇다는 것이 다를 뿐이다.
경위대식은 구조가 간단하여 사용하기 간편하고, 보려고 하는 별을 시야에 넣기가 쉽다. 그리고 설치한 다음 극축 맞추기와 같은 별도의 작업 없이 곧바로 별을 관측할 수 있다. 가격도 저렴하여 초보자에게 적당하다.
별은 지구 주위를 일주 운동하고 있다. 물론 이것은 지구의 자전 때문인데 보통 때는 별의 일주운동을 느끼기 어렵지만 망원 경을 이용하여 높은 배율로 관측해 보면 시양에서 별이 스르르 움직이고 있음을 느낄 수 있다. 보통 몇 분만 관측하고 있으면 일 주 운동 때문에 관측하던 별이 시야에서 벗어나 버린다. 이 때 경위대식 장치대를 장착한 망원경은 상하, 좌우로 두 번 움직여 주어야 하기 때문에 번거롭고 사진을 찍기도 어렵다. 이런 문제점을 보완한 장치대가 적도의식 장치대이다. 하지만 요즘에는 망 원경 제어 기술이 발달했기 때문에 새로 만드는 천문대금의 대형 망원경에서는 경위대식이 각광을 받고 잇다. 경위대식은 무거운 경통을 튼튼하게 받쳐 줄 수 있고, 제작도 간단할 뿐 아니라 작게 만들 수 있기 때문이다. 국내 최대의 망원경인 보현상 천문대 의 구경 1.8m 망원경도 경위대식이다. 이와 같은 천문대급의 경위대식 망원경에서는 고저축, 방위축 이외도 접안부 자체를 일정 한 속도록 정밀하게 회전시켜 주어야 한다.
요즘 국내외적으로 각광받고 있는 것으로 돕슨식(또는 돕스니안식) 장치대가 있다.
돕슨식 장치대는 미국의 존 돕슨(John Dobson)고안한 경위대식 장치대인데 다리 부분을 없애 버리고 구조를 매우 단순화시킨 것이다. 아마추어 사이에서 망원경 제작 열기가 한창일 때, 만들기 쉽고 적은 비용으로도 쓸 만한 장치대를 궁리하던 중 고안해 낸 장치대이다. 돕슨식은 크기가 작고 높이도 낮다. 그러면서도 꽤 튼튼한 장치대이다. 따라서 6인치 정도의 소구경부터 24인치 나 되는 큰 구경의 자작(自作) 망원경용 장치대까지 폭넓게 사용하고 있다. 특히 10인치 이상 되는 큰 구경의 망원경에서는 돕슨 식 장치대를 주고 사용한다.

4.2.3.2적도의식 장치대
조작이 번거롭고 천체 사진 촬영이 어려운 경위대식 장치대의 단점을 보완하여 개발된 적도의식 장치대는 '적경축'과 '적위축 '이라는 두 개의 축으로 구성되어 있다. 두 개의 축 중에서 하나는 지구의 자전축과 평해하게 설치되어 있는데 이 축을 '극축(적 경축)'이라고 한다. 적경축 하나만 돌려도 지구가 도는 방향으로 경통을 돌릴 수 있기 때문에 시야에서 벗어나는 별을 다시 찾아 시야안으로 넣을 수 있다. 또한 극축에 모터를 달면 시야에서 별이 벗어나지 않도록 자동으로 추적할 수 있어 관측자가 다른 것 에 신경 쓸 필요 없이 별을 관측할 수 있고, 장시간 노출을 주어 천체 사진을 찍을 수도 있다. 또 회전축인 적위축은 극축에 수 직으로 부착되어 있다.
적도의식은 회전축들이 비스듬하게 배치되어 있으므로 복잡하게 느껴질 수도 있지만 일단 익숙해지면 매우 편리하다. 그리고 각각의 축에 부착된 눈금환을 이용하여 천체의 대략적인 좌표를 알 수 있기 때문에 더욱 다양하게 관측 활동을 할 두 있다. 요즘 에는 컴퓨터에 연결하야 모든 기능을 자동화시킬 수 있는 적도의식 망원경도 많다. 다만 경위대식에 비해 비싸고 무겁다.

①독일식 적도의
독일식 적도의는 1815년경에 독일의 프라운호퍼(J.von Fraunhofer)가 고안한 것으로 현재 아마추어용으로 가장 많이 사용된다 . 작아서 운반하기가 쉬우며 혼자서도 쉽게 만들 수 있다. 요즘의 소형 망원경에 사용되는 적도의는 거의 대부분이 이 방식이다. 그러나 경통과 무게 균형을 맞추기 위해 추를 사용해야 하므로 좀 무거운 편이며, 경통을 극축 주위로 회전시키다 보면 경통이 다리에 걸리기도 한다. 소백산 천문대의 구경 61cm망원경을 비롯해서 대부분의 대학 천문대의 망원경이 이 방식이다.
②포크식 적도의
포크식 적도의는 적위축을 받치고 있는 축받이가 '포크'처럼 생겨 붙은 이름이다. 독일식과는 달리 균형추가 필요 없고 장치 대 구성도 간단하며, 크기가 작고 가벼워 야외로 운반하기에 적당하다. 슈키트 카세그레인이나 막스토프같은, 경통이 짧은 망원 경에 주로 사용된다. 포크의 길이가 길 때에는 진동에 약하므로 튼튼한 포크가 필요하며 무게 중심이 한쪽으로 쏠리므로 커다란 극축 베어링이 있어야 한다. 따라서 큰 구경의 망원경에는 그리 적합하지 않다.
③영국식(요크식) 적도의
극축의 양쪽 축받이를 단단히 고정시켜 놓은 적도의이다. 진동이 적은 튼튼한 장치대를 만들 수 있으며, 균형추도 필요없다. 고정형이므로 이동하기 어렵고, 큰 구경의 고정형 망원경이나 경통이 짧은 방사 망원경에 적합하다.
④십자축(개량 영국식) 적도의
영국식 적도의의 극축에서 지지대 하나를 없애 버린 적도의이다. 북극 부분도 관측하 수 있으며, 무게 균형후가 필요하다. 굴 절, 반사 망원경 모두에 사용 할 수 있다.
⑤말굽형(개방 요크식)적도의
미국의 팔로마 산에 구경 5.08의 망원경을 만들 당시 (Russell W. Porter)가 디자인한 적도의이다. 약한 포크식의 단점을 보 완하고 독일식과 영국식 적도의의 장점을 살려 개발했다. 무게 중심이 장치대 사이에 있으므로 매우 튼튼하고 안정적이다. 경통 은 하늘의 어느 방향이든 쉽게 향할 수 있고 북극 부분도 볼 수 있다. 큰 구경이나 대구경 망원경에 많이 사용되고, 굴절식과 카 세 그레인식에는 부적합하다.

4.2.4.다리

망원경에서 경통과 장치대를 튼튼하게 받쳐 주는 기둥 역할을 하는 것이 바로 '다리'이다. 다리가 흔들림이 없이 견고해야 망 원경의 성능이 충분히 발휘된다. 모양에 따라 기둥형 다리와 삼각대, 고정형 다리로 나뉜다.

4.2.4.1기중형 다리


기둥형은 그림처럼 튼튼한 금속제 다리 하나에 세 개의 지지발이 달려 있다. 세 개의 지지발 끝에는 높낮이를 조절 할 수 있 는 조절 나사가 있어 장치대가 수평을 유지할 수 있게 해 준다. 구조상 장치대가 다리 위에 낮게 설치되므로 반사 망원경에 자주 사용된다. 기중형 다리는 튼튼하고 안정적이며 구조가 간단하여 관측을 할 때 다리가 거치적거리지 않는다. 그러나 높이 조절이 불가능하다.

4.2.4.2삼각대.

폭넓게 쓰이고 있는 삼각대는 튼튼하면서도 안정적이며 간단하게 접을 수 있으므로 이리저리 이동하면서 관측하기에 적당하다 . 이동이 쉬워 소, 중 구경 망원경 (15∼25cm)에 많이 사용된다. 목재 다리와 알루미늄으로 만든 금속제 다리가 있는데, 충격이 나 진동을 흡수하는데 유리한 목재 다리를 많이 쓴다. 요즘에는 대부분의 삼각대가 발을 줄였다 늘였다 할 수 있어서 땅바닥의 굴곡에 상관없이 관측자에게 맞는 적당한 높이로 관측할 수 있다.

4.2.4.3고정형 다리
고정형 다리는 자주 옮겨 다니며 관측해야 하는 아마추어용 망원경에는 별로 사용하지 않는다. 관측소나 과학관 등에서 망원 경을 고정시킬 때 사용하는 다리로 매우 튼튼하고 안정적이다. 무겁고 몸집도 커서 주로 큰 구졍의 망원경에 사용된다.

4.2.5.접안렌즈

별이나 달을 관측하기 위해 대물렌즈를 들여다보면 기대했던 별이나 커다란 달은 보이지 않고 흐릿한 형체만 보일 것이다. 접 안렌즈를 눈에 갖다 대로 대물렌즈를 바라보았을 때에야 비로소 천체를 또렷하게 볼 수 있다. 이미 설명했듯이 접안렌즈는 관측 을 하기 위해 눈을 대고 직접 들여다보는 일종의 볼록렌즈인데, 대물렌즈가 만들어 주는 별상을 확대하여 선명하게 볼 수 있도록 해 준다.
현미경에도 접안렌즈가 있다. 망원경과 현미경의 접안렌즈는 똑같은 역할을 한다. 망원경에서도 현미경처럼 접안렌즈를 바꿔 끼우기만 하면 원하는 만큼 다양하게 배율을 바꿔 가면서 관측할 수 있다. 지금까지 많은 접안렌즈가 개발되었는데, 요즘엔 수차 를 많이 없애고 시야도 넓은 광각 접안렌즈가 선보이고 있다.
접안렌즈는 매우 중요한 부품이므로 신중하게 선택해야 한다. 저금 접안렌즈와 고급 접안렌즈의 차이는 서리 낀 안경과 맑고 투명한 안경의 차이와도 같다.
접안렌즈의 겉면을 보면 사진과 같이 글자가 새겨져 있는데, 이것은 접안렌즈의 종류를 나타낸다.

①종류: 숫자 앞에 있는 영문은 접안렌즈의 종류를 나타낸다. 여기서는 'MA'라고 씌어 있으므로 이 접안렌즈의 종류는 '변형 된 아크로매틱식(Modified Achromatic)'이다.
②초점 길이 : 접안렌즈 몸체에 표시된 숫자와 'mm'단위는 초점길이를 나타낸다. 이 접안렌즈의 초점길이는 25mm라는 말이다.
③제조 회사 이름 : 미국의 미드 (Meade)사에서 만든 제품이다.

4.2.5.1끼움통
중요한 체크 사항 중의 하나가 끼움통(배럴)의 크기를 맞추는 것이다. 끼움통이란 접안부에 끼우는 접안렌즈 앞부분을 말하며 대부분 스테인레스 파이프로 만든다. 구입하려는 접안렌즈의 끼움통이 망원경의 접안부 구멍과 맞지 않으면 곤란하므로 자신의 망원경에 어떤 접안렌즈를 사용해야 되는지를 알아야 한다.
현재 가장 널리 사용하는 것은 31.7mm직경의 끼움통이다. 하지만 24.5mm의 끼움통도 가끔 사용하는데 시판되는 망원경 중에서 가격이 싼 망원경은 끼움통 직경이 24.5mm인 접안렌즈를, 가격이 좀 비싼 망원경은 31.7mm인 접안 렌즈를 사용하고 있다. 그리 고 근래에는 50.8mm나 되는, 언뜻 보기에는 카메라 렌즈 같아 보이는 2인치 접안렌즈도 나오고 있는데 아직까지는 많이 사용하지 않는다.

4.2.5.2겉보기 시야
접안렌즈는 종류에 따라 가격 차이가 많아 선택이 쉽지 않다. 대체로 고급 접안렌즈를 비싸기 하지만 시야가 넓고 수차고 적 으며 성능이 전체적으로 뛰어나서 쉬원하고 확 트인 상을 보여준다.
접안렌즈를 고를 때는 우선 넓은 시야(겉보기 시야)를 가진 접안렌즈인지 아닌지를 살펴봐야 한다. 여기서 시야가 넓다는 것 은 망원경을 통해 밤하늘을 바라볼 수 있는 창문이 넓다는 것을 의미한다. 시야의 넓이는 접안렌즈마다 정해져 있다. 가령 앞에 서 보았듯이 케르터식 접안렌즈의 시야는 대략 45˚정도이지만 광각 접안렌즈의 시야는 82˚나 된다. 케르너식으로 관측을 하다 가 네글러식으로 바꿔 사용해 보면 그 차이를 분명하게 느낄 수 있다. 새롭게 펼쳐지는 천체의 웅장함, 망막을 스쳐 지나가는 별 들의 행진으로 전율을 느낄 지 모른다.
접안렌즈는 최소한 시야가 60˚이상인 것이 좋다. 시야가 넓은지 좁은지는 접안렌즈를 눈에 대고 밝은 것을 향해 보면 금방 알 수 있다.
망원경 한 대에는 저배율, 중배율, 고배율용으로 세 개 이상의 접안렌즈를 갖추는 것이 좋다. 일반적으로 저배율은 초점 길이 가 25mm이상, 중배율은 12.5∼25mm, 고배율은 12.5mm이하를 말한다. 여유가 있다면 다양한 종류의 접안렌즈를 구입해 두는 것이 좋다.

4.2.5.3동일 초점
동일초점(par focal)이란 접안렌즈의 초점 길이와는 무관하게 초점을 맞추는 위치가 동일하게 만들어졌음을 뜻한다. 가령 관 측을 할 때 25mm접안렌즈를 사용하다가 12mm접안렌즈로 배율을 바꿔 세밀하게 관측하려고 한다면 초점을 다시 맞춰야 한다. 하지 만 동일 초점 형식으로 제작된 같은 계열의 접안렌즈라면 초점을 다시 맞출 필요가 없다. 즉 어떤 초점 길이의 접안렌즈를 끼워 도 조절할 필요 없이 바로 관측할 수 있으므로 매우 편리하다. 요즘 나오는 접안렌즈는 같은 회사의 제품끼리는 동일 초점 형식 으로 제작되고 있다.

4.2.5.4렌즈 개수와 눈거리
접안렌즈에는 여러 개의 렌즈가 조합되어 들어간다. 과거에는 두세 개정도 였으나 최근들어 사용되는 고급 접안렌즈에는 많게 는 여덟개 이상의 렌즈를 조합한다. 이 때 렌즈의 개수는 a군, b매로 표현하는데 a는 렌즈가 몇 개의 무리(군)로 나누어졌는지를 나타내고 b는 렌즈의 총 개수를 말한다. 그리고 망원경으로 천체를 관찰하다 보면 접안렌즈의 형식에 따라 눈을 렌즈 가까이 붙 여야만 초점이 맺히는 게 있는가 하면 적당히 거리를 두어도 되는 경우가 있다.
이 거리가 바로 접안렌즈의 눈거리이다.

4.2.5.5접안렌즈의 종류

①호이겐스식
1703년에 호이겐스가 발명한 접안렌즈이다. 그림에서 볼 수 있듯이 두 개의 평볼록렌즈를 같은 방향으로 조합한 단순한 구조 로 되어 있는데 단순한 것치고는 비교적 상이 양호하고 시야도 넓은 편이다. 가격도 저렴한데 요즘에는 찾아보기가 힘들다. 이 방식은 초점이 두 렌즈 사이에 있기 때문에 태양 관측에 적합하다. 호이겐스식은 접안렌즈 표현에 'H'라는 기호가 표기되어 있다 .
②람스덴식
람스덴식은 호이겐스식을 개량하여 1783년에 J.람스덴 (J.Ramsden)이 발명한 접안렌즈로 두 장의 평볼록렌즈가 마주보게 조합 되었다. 단렌즈 조합 중에서는 시야가 넓은 편이어서 80년대만 해도 아마추어에게 인기가 많았다. 이 방식은 초점면이 앞쪽 렌즈 의 평면에 있어 십자선을 렌즈면에 식각(蝕刻)해서 만들 수 있으나 이로 인해 시야 렌즈면의 흠이나 먼지가 잘 보인다. 접안렌즈 표면에 'R'자가 표기되어 있다.
③케르너식
케르너식은 1849년에 C.케르너(C. Kellner)가 발명한 접안렌즈로 최초로 뒤쪽렌즈(대안렌즈)에 색 지움 렌즈를 사용했다. 이 형식은 현재 쌍안경에 많이 사용하는데, 저배울에 적합하며 가격도 싸고 눈거리도 긴 편이다. 지금도 자작용 망원경의 접안렌즈 로 많이 사용하고 있다. 케르너식은 접안렌즈 표면에 'K'자가 표기되어 있다.
④올소스코픽식(아베식)
'올소스코픽(Orthoscopic)'은 '왜곡 수차가 없다'는 뜻이다. 바로 뒤에 나오는 플뢰슬식도 올소스코픽식에 포함되지만 일반적 으로 말하는 '오르쏘식'은 이 올소스코픽식을 의미한다. 올소스코필식은 1893년에 아베(Abbe)가 발명한 것인데 고배율에도 적당 할 만큼 수차가 적으며 눈거리도 길다. 몇 년 전만 해도 국내에서 가장 좋은 접안렌즈로 각광을 받았던 고급형이었으며 지금도 시판되고 있다. 올소스코픽식은 표면에 'Or'이라는 기호가 표기되어 있다.
⑤플뢰슬식
플뢰슬식은 색 지굼 렌즈 두 장을 마주보게 조합한 구조이다. 올소스코픽식보다 표면 반사가 많기 때문에 무반사 코팅이 잘 된 것이어야 한다. 요즘 별보는 사람들이 가장 많이 사용하는 접안렌즈로, 저배율에서 고배율에 이르기까지 폭넓게 사용하고 있 는 고급형이다. 플뢰슬식은 표면에 'Plossl'로 표기되어 있다.
⑥네글러식
네글러식은 미국 텔레뷰사의 알버트 네글러 (A.Nagler)가 설계한 고성능 초광각 접안렌즈로서 접안렌즈의 역사에 큰 획을 그 은 작품이라고 할 만하다.
즉 한낱 망원경의 부속품으로만 여겨지던 접안렌즈의 위상을 한 차원 올려 놓았다는 평가를 받고 있는데, 그도 그럴 것이 네 글러식이 나올 무렵까지도 200년전에 개발된 람스덴이나 케르너 같은 접안렌즈를 사용하고 있었던 것이다. 네글러식은 가장 최근 에 개발된, 가장 발전된 형태의 접안렌즈이다. 넓찍한 시야에 선명한 상, 최소한의 수차 그리고 특이한 설계(제일 앞쪽 시야의 렌즈가 오목렌즈이다)는 이후에 나올 광각 접안렌즈의 든든한 밑바탕이 되었다. 네글러식을 사용해 보면 그 동안 답답하게 보이 던 별상이 3차원적인 입체감을 느낄 수 있을 정도로 성능이 좋아진 것을 느낄 수 있다. 네들러식은 그 후로도 개량이 계속 되었 다. 하지만 저배율을 만들기가 어렵고 가격도 비싸며 덩치도 크다. 네글러식은 표면에 'Nagler'라고 표기되어 있다.


4.2.6탐색경

우리를 밤하늘로 안내하는 길잡이가 망원경이라면 그 망원경을 다시 안내하는 길잡이가 탐색경(파인더)이다. 성운을 관측하려 면 그 성운이 어디에 있는지 찾아서 망원경 시야 안으로 집어 넣어야 하는데 망원경은 시야가 너무 좁아서(배율이 높아서)조그만 성운을 직접 찾기란 매우 어렵다. 그래서 시야가 넓은 저배율 망원경으로 그 성운이 어디쯤에 박혀 있는지 찾아내야 하는데, 이 런 일을 하는 저배율 망원경이 바로 탐색경이다. 즉 망원경 시야 안으로 관측할 천체를 집어 넣기 위해 쓰는 일종의 보조 망원경 인 셈이다. 소총에 부착되어 있는 가늠쇠나 카메라의 파인더와 비슷하다고 생각하면 된다.
탐색경이 갖추어야 할 요건은 다음과 같다.
첫째, 밝은 시야를 업기 위해서는 배율이 낮고 구경이 충분히 커야 한다. 탐색경은 넓은 지역을 훑어보기 위한 안내 망원경이 므로 배율이 5∼10배 정도로 낮아서 시야가 넓어야 한다. 또한 상이 밝은 것이 희미한 천체를 찾을 때 유리하므로 구경도 30∼60 mm로 적당히 커야 한다.
둘째, 탐색경의 접안렌즈에는 십자선이 표시되어 있는 것이 좋다. 탐색경은 망원경의 광축(경통)과 평행하게 경통에 부착되기 때문에 탐색경 중앙에 관측하고자 하는 별을 집어 넣으면 그 별이 망원경의 시야 중앙에 자동으로 들어오게 되어 있다. 따라서 탐색경 중앙에 십자선 표시가 있어야 사용하기가 편리하다.
셋째. 적절한 지지대에 결고하게 고정되어 있어야 한다. 망원경의 광축과 탐색경의 광축을 평행하게 맞추기 위해서는 탐색경 이 지지 대에 견고하게 고정되어 있어야 한다.
넷째, 망원경처럼 상이 도립되어(거꾸로) 보이는 것이 사용하기 편리하다. 이해가 잘 안 될 수도 있겠지만 망원경의 상은 도 립되어 보이는데 탐색경의 상만 정립되어(똑바로)보인다명 망원경과 탐색경의 방향이 서로 달라지므로 사용하기가 매우 불편하다 .
다섯째, 탐색경 경통은 일자로 된 것이 편리하다. 어떤 탐색경은 프리즘을 써서 직각으로 꺾여 있는 경우도 있는데 오히려 불 편하다. 일자로 되어 있어야 몸이 하늘을 향한 상태에서 별을 관측할 수 있다.


4.2.7그 밖의 부품

반사경집
경통에 반사경(Mirror cell)을 부착시키기 위한 장치이다. 방사경집은 마치 달팽이집처럼, 반사경을 보호하고 광축을 조정할 수 있게 한다.

사경
사경은 방사경에서 반사되는 빛을 직각으로 꺾어 내기 위해 쓰이는 평면경으로 '부경'이라고도 한다.

사경집
사경을 경통에 부착시키기 위한 장착이다. 사경은 경통의 중앙(광로상)에 정확하고 견고하게 부착되어야 하는데, 사경집에는 한 개 또는 세 개, 네 개의 지지발(스파이더)이 붙어 있어서 사경을 경통에 매다는 역할을 한다.

접안부
접안부는 실제로 관측을 하기 위해 접안렌즈를 끼우고 들여다보는 곳이며, 카메라와 같은 관측 기기를 달아 사용한다. 뉴턴식 은 경통의 앞쪽 옆면에, 굴절식은 경통 뒤쪽에 달려 있다. 초점을 맞추기 위해 현미경에서와 같이 미동초점 조절 손잡이가 달려 있다.

탐색경 지지대
탐색경을 경통에 부착시키는 기구이다. 탐색경 지지대에는 세 군데에 탐색경 정렬용 나사가 붙어 있다. 지지대의 다리 수에 따라 다리가 하나인 외각식과 두 개인 복각식이 있다.

이슬 방지통( Hood )
알루미늄이나 플라스틱으로 만든 얇은 관으로 경통의 앞 끝에 끼워져 있다. 밖에서 들어오는 잡광을 차단하여 상이 선명하도 록 해 주며, 렌즈면에 이슬이 내리는 것을 막아준다.

경통 밴드
장치대에 경통을 부착시키는 기구이다. 경통 밴드는 흔히 장치대에 부착해서 사용하는데, 경통 밴드를 벌려서 경통을 얹은 다 음 나사를 조이면 경통이 장치대에 단단히 부착된다.

적경축/적위축
'적경'과 '적위'는 하늘의 좌표이다. 망원경에는 두 개의 회전축, 적경축과 적위축이 있는데 적경축은 적경을 따라 움직이고, 적위축은 적위를 따라 움직인다. 적경축은 하늘의 북극을 향하고 있다고 해서 극축이라고도 한다.

적경축 잠금 장치 / 적위축 잠금 장치
적경축, 적위축 잠금 장치는 적경축과 적위축을 단단하게 조이거나 헐렁하게 풀어주는 역할을 한다. 잠금 장치를 풀면 경통을 손으로 돌릴 수 있으므로 신속하게 경통을 원하는 방향으로 향하게 할 수 있다. 미동 손잡이를 사용하고자 할 때는 잠금 장치를 잠가 주어야 한다.

균형추
독일식 적도의에는 경통의 무게와 균형을 맞추기 위한 추가 필요하다. 무거운 쇠뭉치로 되어 있으며 '균형추 봉'에서 위아래 로 위치를 바꿔 균형을 잡는다.

적위 미동 손잡이 / 적경 미도 손잡이
천체를 시야에 넣거나 일주 운동 하는 별을 추적하기 위해 경통을 적경축과 적위축을 중심으로 조금씩 돌리는 데 사용한다.

적경 눈금고리 / 적위 눈금고리
적경축과 적위축에 부착된 눈금고리를 말한다. 이들은 망원경이 향하고 있는 방향(천체)의 적경과 적위를 나타내기 때문에 실 제로 관측을 할 때 유용하게 사용할 수 있다.

모터 구동 장치
적경축과 적위축을 정밀한 소형 모터를 사용해서 돌릴 수 있도록 만든 장치이다. 특히 적경축을 별의 일주 운동에 맞춰서 일 정한 속도(지구의 자전 속도, 시계 시침의 절반 속도)로 돌리면 별이 시야 밖으로 벗어나지 않는다.

조작기
모터 구동 장치가 달려 있는 '적도의'에서 움직임을 제어하는 기구로 일종의 리모컨인 셈이다. 조작기(키패드)에는 여러 버튼 이 달려 있어서 별을 추적하는 속도를 여러 가지로 변화시킬 수 있다. 조작기는 적도의에 부착된 모터구동장치에 전선으로 연결 되어 있다.

극축 망원경
극축 망원경은 극축을 맞축(56쪽 참조) 때 요긴하게 사용하는 소형 망원경이다. 일반적으로 극축 속에 부착되어 있어서 극축 망원경이라고 한다. 북극성을 정확하게 맞출 수 있도록 안쪽에 십자선이 표시되어 있다.

고저 미동 나사 / 좌우 미동 나사
다리를 제외한 망원경 전체를 상하 좌우로 움직일 때 사용하는 나사이다. 극축을 ㅁ출 때 유용하게 사용한다.

위도 눈금판
0˚∼90˚까지 위도 눈금이 새겨져 있는데 이 눈금을 그 지방의 위도에 맞춰야 한다. '극축 맞추기'부분에 자세한 설명이 나 와 있다.

보관 선반
보관 선반은 가벼운 금속판으로 되어 있는데 삼각대의 다리가 벌어지지 않도록 서로 붙들어 주고 접안렌즈 등을 임시로 보관 하는 역할을 한다.

천청 프리즘
굴절 망원경은 접안부의 위치가 낮아 천정 부근뿐만 아니라 낮은 고도에 있는 천체를 관측할 때도 자세가 불편하다. 이 때 천 청 프리즘을 사용하면 편하게 관측할 수 있다. 천청 프리즈 내부에는 직각 프리즘이 들어 있어 빛을 90˚로 꺾어 올리므로 편안 하게 내려다보는 자세로 관측할 수 있다.

초점 확대기
초점 확대기(발로우 렌즈)는 대물렌즈의 초점 길이를 늘이기 위해, 즉 배율을 높이기 위해 사용하는 기구로 긴 튜브에 오목 렌즈가 달려 있다. 초점 확대기의 확대 능력은 겉면에 '1.5×', '2×'등으로 표시되어 있으며 이것은 각각 1.5배, 2배 초점 확대 기임을 뜻한다. 가령 200배로 사용하던 망원경에 2배 초점 확대기를 끼우면 배율이 400배로 커진다.

암시야 조명 장치 / 명시야 조명 장치
탐색경이나 극축 망원경, 가이드 망원경 등에는 십자선이 표시되어 있는데 어두운 밤에는 십자선이 잘 보이지 않는다. 따라서 십자선을 볼 수 있게 하는 조명장치가 필요한데, 이 심자선 조명 장치에는 암시야 조명 장치와 명시야 조명 장치가 있다.
암시야 조명 장치는 십자선 자체를 밝게 조명하는 것으로 조명장치를 접안렌즈 옆면에 부착하여 사용한다. 이 방식에서는 십 자선이 어두운 밤하늘을 배경으로 하여 은근한 붉은색으로 보인다.
명시야 조명장치는 십자선을 직접 조명하지 않고 시야를 밝게 하여 십자선이 드러나 보이게 하는 방식으로, 조명 장치를 대물 렌즈 앞면에 부착하여 사용한다. 붉은색으로 밝아진 시야를 배경으로 십자선이 어둡게 드러나 보인다.

선 필터 / 문 필터
선 필터(Sun Filter)와 문 필터 (Moon Filter)는 태양이나 달을 관측할 때 눈부심을 막고 눈을 보호하기 위해 사용하는 어두 운 색유리이다. 선필더는 문필터보다 더 짙은 색유리로 되어 있다. 필터의 몸체에는 나사산이 있으므로 접안 렌즈의 끼움통 앞쪽 에 돌려 끼워서 사용한다.

태양 투영 장치
태양은 아주 밝기 때문에 슬라이드처럼 평형한 판에 투영하면서 관측해야 한다. 이때 사용하는 장치가 태양 투영 장치이다. 태양이 투영되는 투영판은 관측 용지를 놓고 태양을 스케치할 수 있도록 평형하고 매끈한 금속판으로 만든다.



4.3. 반사 망원경

굴절 망원경이 빛의 굴절 성질을 이용하는 것이므로 반사 망원경은 당연히 빛의 반사 성질을 이용하는 것이라고 짐작했을 것 이다. 사실 오목하게 파인 반사경은 대물렌즈와 똑같이 상을 맺는 결상 기능과 확대 기능을 모두 갖고 있다. 그래서 반사 망원경 은 입사(入射)한 빛을 '오목 반사경'으로 반사시켜서 빛은 모으고 상을 맺게 한 후 접안렌즈로 그 상을 확대해서 보여준다.
일반적으로 반사 망원경에는 두 개의 반사경이 사용되는데 그 각각을 '주반사경(주경)', 부반사경(부경)'이라고 부른다. 주경 은 굴절 망원경에서 대물렌즈와 같은 역할을 하고, 부경은 주경이 모아주는 빛의 진행 방향을 바꾸어 주는 역할을 한다.

4.3.1뉴턴식
앞의 ' 망원경이 걸어온 길'에서 이야기했듯이 이 형식은 1672년에 뉴턴이 발명했다. 주경(포물면경)으로부터 반사되어 한 점 에 모인 빛을 중간에 설치한 부경(평면사경)을 사용해서 밖으로 끌어낸다. 따라서 관측 위치는 경통의 앞쪽 옆 방향이 된다. 이 형식은 지금도 '별 보는 사람'들이 가장 많이 사용하고 있는데, 값싸고 제작하기도 쉬워 관측이나 제작을 즐기는 사람들이 처음 사는 망원경으로 종종 선택한다.

4.3.2카세그레인식
프랑스의 카세그레인이 1678년에 발명한 망원경이다. 중앙에 작은 구멍이 뚫린 주경(포물면경)으로 모은 빛을 볼록한 부경(쌍 곡면경)으로 되반사시켜서 경통 밖으로 빼낸다. 초점 길이에 비해 경통 길이를 짧게 할 수 있으며, 대상물을 향한 상태에서 관측 할 수 있기 때문에 편리하다. 별상도 꽤 선명하여 천문대 등에 있는 대형 망원경에 많이 사용하고 있다. 보현산과 소백산 천문대 의 주 망원경이 이 형식으로 제작한 것들이다. 그러나 부경이 빛을 가로막는 면적이 커 설계를 잘못하면 별상의 콘트라스트가 떨 어지며, 부경 제작 문제로 단초점비의 망원경을 제작하기가 곤란하다는 단점도 있다.


4.3반사 굴절 망원경

반사굴절 망원경은 반사식과 굴절식의 장점을 살려서 만든 것으로 ' 특수 광학계'라고도 한다. 일반적으로 반사굴절식 망원경 은 반사 망원경의 원리를 기본적으로 이용하고 여기에 덧붙여, 수차를 없애기 위해 굴절 망원경의 원래를 응용한 망원경이다. 이 광학계는 지금까지의 망원경 중에서 성능이 가장 뛰어나고 종류도 매우 많다. 그 중에서도 '슈미트 광학계'와 '막스토프 광학계 '가 가장 많아 사용되고 있다. 반사굴절식 망원경은 천문학자의 진보에 많은 기여를 했다.

4.3.1슈미트 카메라
이 망원경은 독일의 B.슈미트가 1931년에 발명한 것으로, 구면경(球面鏡)으로 만들고 이로 인해 발생하는 구면 수차를 보정판 (슈미트 보정판)으로 제거하게 만들었다. 상이 맺히는 결상면에는 부경 대신에 사진 건판을 달아 천체 사진만 전문적으로 찍기 때문에 '수미트 카메라'라고 한다. 이 광학계는 경통 앞끝이 막혀 있어 상이 안정되어 보이고 주요한 수차(구면, 코마, 비점 수 차)들을 없앴기 때문에 사이 매우 선명하다. 또한 초점비 (301쪽 참고)를 아주 작게 해서 밝은 상을 얻을 수 있기 때문에 천체 사진을 찍을 때 뛰어난 성능을 발휘한다. 다만 복잡한 모양의 슈미트 보정판은 만들기가 까다롭고, 큰 구경의 망원경을 제작하는 데 한계가 있으며, 심한 상면 만곡 때문에 필름을 휘게 해주는 장치가 필요하다.

4.3.2슈미트 카세그레인식
이 형식은 슈미트 카메라의 사진 건판 대신에 부경(구면경)을 달아 눈으로도 관측 할 수 있게 만든 망원경이다. 주경과 부경 이 모두 구면경으로 되어 있으며, 형태가 슈미트 카메라와 카세그레인식을 합쳐 놓은 것 같다고 해서 '슈미트 카세그레인식'이라 고 한다. 상이 상당히 선명하고 안정되어 보일 뿐만 아니라 망원경의 크기도 작아 '별 보는 사람들'사이에 큰 인기를 얻고 있다.

4.3.3막스토프식
1941년에 소련의 D.D 막스토프가 발명한 훌륭한 광학계를 가진 망원경이다. 주경과 부경을 구면 형태로 만들고 이 때문에 발 생하는 구면 수차(311쪽 참고)는 보정판 (막스토프 보정판)으로 제거한다. 막스토프 보정판은 '휘오목 구면 렌즈' 형태로 되어 있는데 앞에서 설명한 슈미트 보정판보다 제작하기가 쉬워서 많은 사람이 직접 제작하곤 한다. 이 망원경은 앞이 막혀 있어 상이 안정되어 보일 뿐만 아니라 수차 제가 능력이 뛰어나 별상이 매우 선명하고 크기도 작다. 즉 슈미트 광학계와 비교해 볼 때 성 능은 거의 비슷하지만 보정판을 제작하기 쉽다는 것이 큰 장점이다.

4.4성능

이제 망원경의 성능에 대해서 알아보기로 하자. 성능을 아는 것이 바로 망원경은 제대로 아는 중요한 길이기 때문이다. 망원 경을 보면서 하나하나 짚어 가면 잘 살펴보자.
위 도표에 표시된 망원경의 구경별 성능은 이론적인 공식에 의한 구한 것이다. 대부분의 경우 실제 성능은 이보다 낮다.

예)구경이 200m인 망원경의 경우
①집광력(集光力) : 우리 눈에 비해 816배 더 밝게 볼 수 있다. 즉 눈보다 816배나 더 빛을 모을 수 있는 성능을 말한다.
②분해능(해상도) : 0.59초만큼 가깝게 붙어 있는 물체를 구별할 수 있다. 이것은 8km떨어진 곳에 있는 100원짜리 동전을 볼 수 있는 성능이다.
③한계 등급 : 밝기 13.3등급까지의 별을 볼 수 있다.
④적정 최고 배율 : 이 망원경으로 선명하게 관측하려면 배율을 500배 이상으로 하지 않는 것이 좋다.
⑤적정 최저 배율 : 28.6배보다 배율을 더 낮게 하면 동공에 비해 빛이 더 많이 들어와 망원경의 성능이 떨어진다.

구경과 초점거리
망원경의 성능에서 구경과 초점거리는 가장 기본적으로 중요한 부분이다. 사실 망원경의 성능은 이 두 가지가 좌우한다고 해 도 과언이 아니다.
간혹 망원경을 현미경과 착각해서 몇 배짜기 망원경인지 물어 보는 경우가 있는데 망원경의 크기와 성능은 구경으로 따지기 때문에 몇 배짜기 망원경이란 말은 쓰지 않는다.
'구경'이란 대물부(대물렌즈, 주경)의 크리를 말하는데 둥그런 모양이므로 직경(지름)으로 표시한다. 6인치 망원경, 8인치 망 원경이라고 할 때 '6인치(150mm)'나 '8인치(200mm)'가 바로 구경의 크기를 나타낸다. 구경의 크기는 'inch'나 'mm'단위로 표시하 는데 아마추어 사이에서는 'inch'를 더 많이 사용한다. 망원경의 거의 모든 성능은 구경이 결정한다. 다음에 나오는 각각의 성능 이 어떻게 구경과 관계되는지 주의해서 살펴보자.
대물렌즈나 반사경은 빛을 한 점에 모을 수 있다. 빛이 모인 바로 그점을 '초점'이라고 하고, 초점에서 렌즈면 (또는 반사경) 까지의 거리를 '초점거리'라고 한다. 볼록렌즈는 더 볼록할수록, 반사경은 더 오목할 수록 초점 거리가 짧아진다. 접안렌즈의 초 점거리도 마찬가지다. 대물렌즈의 초점거리는 렌즈집에, 접안렌즈의 초점거리는 몸체에 표기되어 있다.

초점비
'f수'라고도 하는 초점비는 대물렌즈의 초점거리를 대물렌즈의 지름(구경)으로 나눈 값을 말한다. 'f'수는 '구경'과 함께 망 원경의 특성을 알려 주는 중요한 수치이다.

초점비 (f수) =대물렌즈 초점거리 (mm) / 구경 (mm)

가령 8인치 반사 망원경의 초점거리가 1,200mm라면 이 망원경의 초점비는 1,200mm / 200mm = 6 , 즉 이 망원경의 초점비는 6 이다. 보통 초점비는 'f/6'로 표시하는데 'f수는 6'이라는 뜻이다. 가끔 '초점비 6 : 1'또는 '구경비 1 : 6 ' 이라고도 하는데 모두 같은 말이다.
카메라에도 f수가 1.8, 2, 5, 8, 11, 16, 32 값으로 표시되어 있으며, 조리개를 1.8이나 2와 같은 작은 값에 맞추면 구멍이 커지고 반대로 큰 값에 맞추면 구멍이 작아진다. 구멍이 커지면, 즉 f수가 큰 값이면 상이 어둡다. 따라서 대상이 어두울 때는 작은 f수로, 대성이 밝은 때에는 큰 f수로 해서 사진을 찍는 것이다. 카메라에서는 조리개를 줄이거나 넓힘으로써, 즉 구경을 변 화시켜서 f수를 바꿀 수 있지만 망원경에서는 f수가 고정되어 있다. 다음 쪽의 표는 f수에 따른 망원경의 특징이다.
요즘에는 초점비가 작은 단초점 망원경이 아마추어에게 인기가 있다. 같은 구경의 망원경일 때 초점비가 작으면 거리가 짧으 므로 그만큼의 경통의 길이가 짧아지고, 천체 사진을 촬영하려는 경우에는 상이 밝아 적은 노출 시간으로도 희미한 천체들을 찍 을 수 있기 때문이다. 또한 초점비가 작을수록 실제 시야가 넓어지기 때문에 혜성 탐색과 같이 넓은 지역을 촬영해야 하는 경우 에 유리하다. 하지만 초점비가 작으면 수차 발생이 심해 높은 배율을 만들기가 어렵다. 고배율로 선명한 상을 보아야 하는 행성 용 관측에는 부적당하다. 이처럼 망원경은 f수에 따라서 특성이 달라지므로 관측 목적에 따라 f수가 적당한 망원경을 골라야 한 다.
초점비에 따라 상이 밝아지거나 시야가 좁아진다는 의미를 잘 이해해야 한다. 한 때 f수의 개념에 대해 별 보는 사람들 사이 에 논란이 일어난 적이 있다. 사실 상의 밝기는 망원경을 통해서 들어오는 빛의 양(구경과 관련됨)과 상의 크기(배율과 관련됨) 에 달려 있다. 즉 구경이 2배로 커지면 빛이 들어오는 면적은 22배, mr 4배로 커지므로 상의 밝기도 4배로 밝아진다. 배율이 2배 늘어나면 상의 크기는 2배로, 면적은 4배로 커지므로 상의 밝기는 오히려 1/4로 감소한다(렌즈를 통해 들어온 일정한 양의 빛을 4배로 커진 면적에 고르게 분배해야 하므로).
그렇다면 초점비가 각각 f/5 , f/10 인 망원경으로 같은 구경, 같은 배율로 관측한다면 어느 망원경의 상이 더 밝을까? 이 경 우 두 망원경은 구경과 배율이 같기 때문에 상의 밝기는 똑같다. 또한 만일 f/5인 망원경으로 100배, f/10인 망원경으로 50배로 확대시켜 본다면 f/10인 망원경의 상이 4배정도 더 밝을 것이다. 왜냐하면 구경은 같은데 f/5인 망원경의 배율이 2배 더 크므로 상은 4배 더 어두워지기 때문이다. 따라서 안시 관측을 하는 경우에는 초점비가 상의 밝기에 아무런 영향도 미치지 않는다. 단지 사진 촬영을 하려는 경우에만 그 의미가 중요해 진다는 것을 알아두어야 한다.
가령 직초점(카메라의 렌즈를 떼어내고 망원경에 카메라를 직접 붙여서 찍는 방법)으로 사진을 찍으려 한다면 초점비가 작은 망원경이 무조건 밝은 상을 만든다. 왜 그럴까? 이것도 역시 구경과 배율에 관련이 있다. 가령 구경이 똑같고 초점비가 각각 f/5 ,f/10인 망원경이 있다면 f/5인 망원경이 4배 더 밝은 상을 만든다. 왜냐하면 구경이 같을 경우 f/5인 망원경의 초점거리가 1/2 배 더 작아진다. 따라서 상은 4대 더 밝아진다. 그러므로 초점비는 직초점으로 사진을 촬영하려고 할 때 중요한 의미가 있다.

배율
배율이란 멀리 있는 물체를 크게 확대해서 볼 수 있는 능력을 말하는데, 대물렌즈(또는 반사경)의 초점거리를 접안렌즈의 초 점거리로 나누면 간단하게 구할 수 있다. 따라서 초점거리가 다른 접안렌즈로 바꿔 끼우면 자유롭게 배율을 변화시킬 수 있다. 접안렌즈를 자세히 살펴보면 ' K25mm'와 같이 영문자와 숫자가 함께 표기되어 있는데 여기서 숫자가 바로 접안렌즈의 초점거리를 나타낸다. 또한 대물렌즈나 반사경의 초점거리는 렌즈집과 반사경집에 각각 표기되어 있다. 배율은 다음과 같이 구할 수 있다.

배율 = 대물렌즈 초점거리 / 접안렌즈 초점거리

한 가지 예를 들면, 대물렌즈의 초점거리가 1,000mm인데 목성을 관측하려고 10mm접안랜즈에 끼웠다면 망원경의 배율은 1,000m m / 10mm = 100배가된다. 그렇다면 접안렌즈만 바꿔 끼우면 배울을 수천 배, 수만 배로 올릴 수 있는 것일까?
이론상으로는 접안렌즈만 바꿔 끼우면 배율을 무한정 높일 수 있지만 실제로 망원경이 낼 수 있는 최고 배율은 구경에 따라 한계가 있다. 사실 배율을 높이면 망원경의 분해능(해상도)의 한도 내에서는 상도 커진다. 그러나 분해 능력을 초과해서 계속해 서 배율을 놓이면 상이 차츰 흐려지기 시작하여 결국에는 분간하지 못할정도록 되어 버리기 때문에 배율을 알아야 한다. 망원경 이 낼 수 있는 적정 최고 배율은 다음과 같이 간단하게 구 할 수 있다.

적정 최고 배율 = 구경(mm) × 2.5(배)

예를 들어 구경이 8인치(200mm)망원경의 적정 최고 배율은 200×2.5 = 500배이다. 따라서 이 망원경은 최고 500배의 배율까 지 낼 수 있다.

분해능
책상에 흰 종이를 놓고 볼펜으로 점 두 개를 가깝게 찍어 보자. 이것을 십여미터 떨어진 벽에 붙이고 점이 몇 개로 보이는지 확인해 보라. 맨눈으로 하나로 보이지만 망원경으로는 두 개로 보인다. 이것은 망원경과 눈의 분해능의 차이 때문인데, 분해능이 란 아주 가까이 붙어 있는 물체를 구분해서 볼 수 있는 능력을 말한다. 망원경과 두 물체가 이루는 각은 '분해각'이라고 하는데, 구분해서 볼 수 있는 최소의 분해각을 그 망원경의 분해능으로 삼는다. 따라서 분해능을 나타내는 수치는 각도 단위이며, 그 수 치가 작을수록 분해능이 좋은 것이다. 분해능은 특히 이중성을 관측할 때 중요한 지표가 된다. 망원경의 분해능은 다음과 같이 계산 할 수 있다.

분해능 = 117 / 구경 (mm)

예를 들어 구경이 150mm인 반사 망원경의 분해능은 117/150=0.78초이다.

집광력
천체를 관측하는데에 망원경의 집광력(集光力)도 매우 중요하다. 집광력이란 말 그대로 빛을 모아들이는 능력이다. 망원경의 집광력은 그 망원경이 눈에 비해서 몇 배나 더 많은 빛을 모을 수 있는가를 나타낸다. 망원경으로 희미한 천체를 보기 위해서는 집광력이 커서 빛을 많이 모아들여야 한다. 크기가 7mm정도밖에 되지 않는 눈동자보다는 구경이 100mm인 망원경이 빛을 더 많이 모으는 건 당연하다. 왜냐하면 빛을 받아들이는 면적이 눈보다 더 크기 때문이다. 이렇게 보면 망원경은 사람의 작은 눈동자를 보완해 주는 커다란 눈동자의 역할을 한다고 볼 수 있다. 다음 공식에서 알 수 있듯이 구경이 클수록 집광력은 크게 증가한다. 천문대의 망원경이 거대하고 큰 이유중의 하나는 대물렌즈를 크게 해서 빛을 많이 모아들이기 위해서이다. 즉 집광력을 크게 하 기 위해서이다.

집광력 = 대물렌즈의 면적 / 사람 눈동자의 면적 = 구경² / 7²

예를 들어 구경이 200mm(8인치)인 망원경은 사람의 눈(사람 눈동자의 평균지름은 7mm)보다 200²/7² = 40,000 / 49 = 816배나 더 많은 빛을 모을 수 있다.

한계등급
망원경으로 볼 수 있는 가장 어두운 별의 등급을 '한계등급'또는 '극한 등급'이라고 한다. 사람의 눈으로는 약 6등급까지 볼 수 있으므로 사람 눈의 한계 등급은 6등급이 되는 셈이다. 망원경의 한계등급은 다음공식으로 구할 수 있다.

한계등급 ( M ) = 1.77 + 5 logD(등급)

예를 들면 구경이 200mm인 망원경으로 볼 수 있는 가장 어두운 별의 한계 등급은 1.77 + 5 log 200 = 1.77 + 11.51 = 13.3 등 급이다. 그러나 이렇게 구한 한계 등급은 아주 좋은 관측 상태에서 가능한 경우이며 실제로는 시상이 더 좋지 못하다. 그리고 주 위의 불빛이 있거나 달이 밝은 날에는 매우 작아진다.

겉보기 시야와 실제 시야
현미경으로 세포를 관찰 할 때 , 굉장히 큰 부분을 보고 있는 것 같지만 (겉보기 시야) 현미경에서 눈을 떼고 직접 들여다보 며 아주 작은 일부분 (실제 시야)을 확대해서 보고 있다는 것에 신기해 한 적이 있을 것이다. 망원경으로 밤하늘을 관측할 때도 마찬가지이다. 접안렌즈를 들여다보았을 때 겉으로 보이는 범위를 '겉보기 시야'라고 하고, 망원경으로 보고 있는 밤하늘의 실제 범위를 '실제 시야'라고 한다.
실제 시야는 망원경의 배율에 따라 변하는데 배율이 높을수록 작은 범위를 확대하는 것이므로 실제시야가 작아진다. 실제시야 는 다음 공식으로 구할 수 있다.

실제 시야 = 겉보기 시야 / 배율

겉보기 시야를 창문으로 생각해 보자. 창문이 클 수록 풍경을 넓게 볼 수 있듯이 겉보기 시야가 클수록 확 트인 시원한 상을 볼 수 있다.
겉보기 시야는 접안렌즈로 결정되는데 접안렌즈의 겉보기 시야가 바로 망원경의 겉보기 시야이다. 즉 접안렌즈의 종류에 따라 서 겉보기 시야가 달라지게 되는데 광각 접안렌즈란 바로 겉보기 시야가 넓은 접안렌즈를 말한다. 겉보기 시야가 큰 접안렌즈로 관측을 하면 넓은 밤하늘에 푹 빠질 것 같은 착각이 일어난다.

수차
망원경은 천체를 관측하는 데에 아주 유용한 물건이다. 하지만 망원경이 제성능을 발휘하는 것을 가로막는 장애가 있다. 바로 '수차(收差)'이다.
1850년대 독일의 수학자 자이델 ( L.P. von Seidel)이 수차에 대해 많은 연구를 하였는데 그가 밝혀낸 수차를 ' 자이델의 5수 차'라 부른다. 수차에 대해 간단히 살펴보자.


①색 수차
색수차(色收差)란 빛이 렌즈를 통과해서 초점에 모일 때 파장이 짧은 빛이 파장이 긴 빛보다 굴절이 크게 일어나기 때문에 똑 같이 한 점에 모이지 않고 색깔별로 분산되어 나타나는 현상을 말한다. 반사 망원경에는 빛이 반사만되기 때문에 색수차가 생기 지 않지만 굴절망원경에서는 대물렌즈가 일종의 프리즘 역할을 하기 때문에 빛의 분산으로 색 수차가 일어난다. 이것은 프리즘이 빛을 색깔별로 분산시키는 원리와 비슷하다. 예를 들어 파장이 짧은 파란색 빛은 렌즈를 통과할 때 빨간 색 빛보다 굴절이 더 크므로 한 점에서 모이지 않고 별 주위에 붉고 푸른 색깔이 번지듯이 나타난다. 색 수차는 망원경의 성능을 떨어뜨리며 별상을 흐리게 하는데 색 지움 대물렌즈를 사용하면 제거할 수 있다.

②구면수차
대물렌즈나 반사경은 빛이 어느 부분으로 들어오든 정확하게 한 점으로 모여야 한다. 그런데 구면 수차 (球面收差)가 있는 대 물렌즈나 반사경은 빛이 어느 위치로 들어오느냐에 따라서 초점의 위치가 서로 다르다. 그림과 같이 광축에서 멀리 떨어진 광선 일수록 더 크게 굴절하거나 반사하게 되는데, 이 때문에 렌즈 중심을 지나는 빛과 가장자리를 지나는 빛이 한 점에서 모이지 않 고 퍼지게 된다. 구면 수차가 있는 망원경은 바늘 끝처럼 예리한 별상을 만들지 못하고 별상이 부풀어 오른 듯 보인다. 이래서는 망원경이 제 성능을 발휘하지 못한다. 굴절이든 반사든 거의 모든 망원경에 발생하는 수차로서 망원경을 설계할 때 세심하게 주 의를 기울이면 제거할 수 있다. 뉴턴식 반사 망원경에서 주 반사경을 단순한 구면이 아닌 포물면으로 만드는 것도 구면 수차를 제거하기 위해서 이다.

③코마수차
천체를 관측하다 보면 별에 꼬리가 달린 것처럼 늘어져 보이는 경우가 있다. 이는 코마 (coma) 수차 때문인데 대물렌즈나 반 사경에 정면으로 입사(入射)하지 않고 비스듬히 기울어져 입사하는 빛 때문에 일어난다.
코마가 있는 망원경은 모든 광선이 정확히 한 점에 모이지 않고 따로따로 분산된다. 따라서 시야에 보이는 별상은 가장자리로 갈수록 점상이 아닌 특유의 혜성의 머리(코마)모양으로 부풀어오른다.

④비점 수차
밝은 별을 맞춘 후 서서히 접안부를 밀어 넣으면 별상이 수평한 타원으로 찌그러지면서 초점이 맞는다. 초점을 지나서 계속해 서 밀어 넣으면 이번에는 별상이 상하 타원으로 찌그러진다. 전형적인 비점 수차의 모습이다. 비점 수차는 대물렌즈나 반사경의 결함으로 생기는데 사람 눈으로 보면 난시에 해당하는 수차이다. 비점 수차가 있는 망원경은 초점에서 별상이 부풀어오르고 초점 을 전후해서는 타원으로 찌그러진다. 달을 관측해 보면 달이 이중 삼중으로 겹쳐 보이기도 한다. 비점 수차는 적절한 광학계의 설계로 제거할 수 있다.

⑤상면 만곡
상면 만곡(像面灣曲)이란 말 그대로 상면이 휘어지는 수차인데 특히 천체 사진을 찍을 때 문제가 된다. 멀리 나무 한 그루가 서 있다고 하자. 대물렌즈(반사경)는 나무의 상을 맺을 때 도화지 같이 평평한 면이 아니라 둥그렇게 굽은 면에 나무의 상을 만 든다. 평평한 필름으로 그 영상을 찍으려고 하니 당연히 문제가 될 수밖에 없다. 상면 만곡이 심한 망원경은 시야 주변에 있는 별과 중앙에 있는 별의 초점이 동시에 맞지 않기 때문에 시야 중앙에 초점을 맞추면 주변에 있는 별이 부풀어 오르고, 주변의 별 에 초점을 맞추면 중앙의 별이 부풀어오른다. 정도가 심하지만 않다면 안시 관측에서는 그렇게 큰 문제가 되지 않으나, 정도가 심하면 눈에도 안 맞은 뿐 아니라 사진 촬영을 하기도 어렵다.

⑥왜곡수차
왜곡 수차는 시야를 왜곡시키는 수차를 말한다. 쌍안경에서 흔히 나타나는 현상으로, 왜곡 수차가 발생하면 시야 속의 천체나 풍경이 실제와 다르게 일그러져 보인다. 가까이 있는 건물의 모서리나 전선(직선 물체)을 쌍안경으로 관측해 보자. 모서리를 천 천히 시야 주변부로 가게 하면 직선이던 모서리가 약간 휘어져 보인다. 이것이 바로 쉽게 확인해 볼 수 있는 왜곡 수차 현상이다 . 요즘의 망원경은 왜곡의 정도가 크지 않아 큰 문제가 되지 않는다. 왜곡되는 모양에는 그림처럼 통형과 표창형 두가지가 있다.

4.5.좋은 망원경 고르기

망원경을 장만한다는 것은 이만저만한 일이 아니다. 마음에 드는 장비를 갖추려면 만만찮은 비용이 들고, 한 번 구입한 망원 경은 쉽게 바꿀 수 없으므로 꼼꼼히 따져 보고 신중하게 선택해야 한다.
망원경은 오래도록 사용할 물건이므로 남이 골라 주는 것보다는 필요에 따라 스스로 골라 구입하는 것이 좋다. 물론 초보자는 어떤 망원경을 선택할지 망설이게 마련이다. 그러나 시간을 두고 망원경에 대한 자세한 정보를 꼼꼼히 챙겨 보면 그리 어려운 일도 아니다. 어쨌든 이 책을 읽는 지금, 여러분은 상당한 지식을 갖게 되었다고 믿어도 좋다.
여기서는 초보자의 입장에서 망원경을 고르는 방법에 대해 설명하려고 한다. 다음 항목들을 하나씩 짚어 보고 자기에게 필요 한 망원경이 어떤 것인지 생각해 보자.

어떤 목적으로 사용할 것인가?
초보자가 생각할 수 있는 관측활동은 크게 '안시관측'과 '사진촬영' 두 가지로 나룰 수 있다. 여기서 안시 관측이란 눈으로 들여다 보고 밤하늘의 아름다움을 즐기는 관측을 말하며, 사진촬영은 눈으로 보기보다는 천체 사진을 찍는 것이 목적인 관측을 말한다. 초보자는 우선 안시 관측부터 시작하는 것이 좋다. 안시관측은 가장 기본적이고 중요한 천체 관측 방법의 하나로, 바둑 으로 말하면 정석(定石)과도 같은 것이기 때문이다.
안시관측이 목정이라면 반사 망원경을 구입하는 것이 좋다. 또는 될 수록 많은 빛을 모을 수 있는 , 구경이 큰 망원경이 좋다 . 구경이 크면 가격도 당연히 비싸며, 같은 구경이라면 굴절 망원경이 반사 망원경보다 2∼3배나 더 비싸다. 장치대는 간단한 경 위대식이나 돕슨식도 무방하지만 적도의식이라면 관측하기에 좀 편할 것이다. 여기에 자동 추적 장치(모터 드라이브)가 달려 있 다면 더욱 좋다. 하지만 고도로 자동화된 장치대는 오히려 복잡해서 사용하기 불편하고 값도 비싸다. 안시 관측이 목적인 사람에 세는 6∼10인치 반사 망원경이 적당하다.
사진 촬영이 목적일 경우에는 구경보다 망원경의 다른 성능이 더 중요하다. 크기는 작더라도 대물렌즈나 반사경이 정밀해야 하고, 값이 비싸더라도 튼튼하고 정밀한 장치대가 필요하다. 따라서 상이 안정적인 굴절 망원경이 좋다. 장치대는 적도의식이 필 수적이고 기본적으로 자동추적장치가 있어야 한다. 사진촬영을 위한 망원경은 값이 다소 비싸더라도 60∼150mm의 정밀한 굴절망 원경이 좋다.

굴절식이냐 반사식이냐
굴절식과 반사식 망원경의 장단점은 앞에서도 설명했지만 자세한 비교는 다음 쪽의 표를 참고하기 바란다. 같은 구경에 같은 값이면 굴절이 낫다. 그런데 보통 굴절식이 반사식보다 비싸기 때문에 망원경을 어디에 어떻게 사용할 것인지에 따라 적절히 선 택해야 한다.

장치대
경위대화 적도의식 장치대에 대해서는 이미 앞에서 자세하게 설명했다. 아무래도 경위대식보다는 적도의식 장치대가 좋다. 경 험 있는 사람이라면 조금더 투자해서라도 적도의식 장치대를 구입하려 한다. 적도의식 장치대는 안정감 있게 관측할 수 있게 하 지만 여러 기계 장치로 구성되어 있어 값이 비싸다. 각자의 취향에 따라 구경을 줄여서 그 비용으로 좋은 장치대를 선택하거나 장치대에 절약하여 구경이 큰 망원경을 선택하면 된다.

구경
처음으로 별을 보기 시작하는 초보자라면 사질 촬영보다는 안시 관측을 먼저 시작하는 것이 좋다. 천문 활동은 눈으로 보는 것부터 시작되며, 사진 관측이나 그 외의 전문적인 관측도 안시관측을 바탕으로 하기 때문이다. 따라서 망원경의 구경(口徑)은 중요하다. 초보자라고 해서 작은 망원경을 고집할 필요는 없다. 될 수 있으면 구경이 큰 망원경을 구입하는 것이 좋다.
망원경을 TV라고 가정 했을 때 TV를 처음 구경하는 사람이라도 흑백보다는 컬러 TV가 보기 좋고 14인치 보다는 24인치 TV가 실감나게 보인다. 많은 초보자가 , 처음 대하는 천체가 생각했던 것만큼 화려하지 않아 실망하곤 한다. 그런데 구경이 클수록 이 런 실망감은 없어진다. 6인치로 보아 온 헤르클레스자리의 구상성단 M13을 10인치로 볼 때의 그 장대한 충격을 잊지 못하게 될 것이다.

선택부품
망원경을 선택할 때 신경 써야 할 사항중의 하나는 그 망원경의 선택 부품(액세서리)이 다양한지 알아보는 것이다. 망원경에 는 기본 부품 외에도 여러 가지 선택 부품이 있다. 가령 천정 프리즘, 모터 구동 장치, 카메라 어댑터, 발로우 렌즈 등 여러 가 지가 있는데 망원경을 사용하다 보면 이러한 선택 부품을 사용해야 되는 경우가 꼭 생긴다. 하지만 어떤 기종의 망원경(특히 수 입품의 경우)에는 이런 선택 품목이 많지 않거나 아예 없는 경우도 있으니 선택 품목이 많은지 잘 살펴 보고 골라야 한다.
실수 없이 망원경을 선택할 수 있는 좋은 방법은 현재 가장 많이 사용하는 망원경을 고르는 것이다. 많은 사람이 애용하는 기 종은 그만큼 우수성을 인정받았다는 말이니까.

가격과 사후 서비스
같은 망원경이라도 업체마다 가격이 천차만별이므로 가능한 한 여러군데를 돌아본 후 가격과 사후 서비스 등을 비교해 보고 결정하는 것이 좋다. 망원경이 아직까지는 널리 쓰는 물건이 아니어서 사후 서비스를 제대로 제공하지 않는 경우가 많으므로 잘 따려 보고 구입해야 한다.

4.6. 망원경 다루기

카메라와는 달리 망원경의 구조는 매우 단순해서 고장이 많지 않고 고장이 나도 어렵지 않게 고칠 수 있다.
망원경을 다룰 때는 애정 어린 마음으로 다뤄야 한다. 망원경의 생명이랄 수도 있는 대물렌즈와 반사경의 성능은 보관하는 데 에 달려 있다고 해도 과언이 아니기 때문이다. 그러면 망원경을 다루는 데에 주의해야 할 점을 알아보자.

충격을 주지 않도록 한다.
야외로 관측을 나가면 이리저리 망원경을 옮겨야 하는 경우가 많다. 이 때 망원경에 무리한 충격을 주지 말아야 한다. 또 경 통에는 상당히 신경을 쓰지만 장치대와 삼각대는 거칠게 다루는 경향이 있다. 적도의식 장치대의 적경축과 적위축에는 정밀한 웜 (worm)과 웜기어가 들어 있고 이 웜기어는 각각의 미동 손잡이와 연결되어 있다. 이 웜기어는 충격을 받으면 쉽게 휘어지는데 약 간만 휘어도 많은 문제가 생긴다. 웜기어가 휘면 그 장치대로는 더 이상 사진 촬영을 하기가 힘들다.

광학면이 긁히거나 더러워지지 않도록 한다
광학면이란 반사경, 대물렌즈, 사경, 접안렌즈 등과 같이 빛이 반사되거나 통과하는 면을 말한다. 이런 면이 긁히거나 더러워 지면 망원경의 성능이 크게 떨어진다. 더러워졌다면 닦으면 되지만 긁히거나 깨지면 다시 원상태로 되돌릴 수 없다. 잘못하여 렌 즈나 반사경의 일부분이 조금이라도 깨졌다면, 강한 회절이 일어나지 않도록 그 부분을 검은색 매직이나 페인트로 칠해야 한다.

별나라로..