연구자들은 우주의 "암흑기"를 연구하기 위해 달의 정적 궤도를 사용할 계획입니다. 그들의 작은 위성은 고대 수소 신호와 우주 단서를 검색할 것입니다. 천문학자들은 우주에서 "고대의 속삭임"을 탐지하기 위해 달의 반대편을 돌도록 설계된 작은 우주선을 배치함으로써 "우주의 새벽"에 대한 통찰력을 밝히기를 희망하고 있습니다.
영국이 주도한 코스믹 큐브(Cosmic Cube) 탐지기의 예술적 렌더링. 탐사선은 달의 반대편을 돌며 초기 우주의 "고대의 속삭임"을 듣게 될 것입니다. 이미지 출처: Nicolo Bernardini(SSTL Ltd) 및 Kaan Artuc(University of Cambridge)
이 임무의 목적은 빅뱅 직후 우주가 어둡고 별과 은하가 없었던 우주의 초기 시절을 탐험하는 것입니다.
그러나 이 우주의 "암흑시대"를 탐험하려면 방해 요소가 없는 환경이 필요합니다. 지구는 대기 교란과 전자 소음으로 가득 차 있어 약한 무선 신호를 포착하는 데 큰 어려움을 겪고 있습니다.
Cosmic CubeSat의 모델이 왕립 항공 우주 연구소(RAL Space) 시설에서 열 진공 테스트를 받고 있습니다. 이미지 출처: 왕립항공우주연구소(Royal Aerospace Laboratory) 윌 그레인저(Will Granger) 박사
더럼에서 열린 왕립천문학회의 2025년 전국 천문학 회의에서 이 제안을 제안한 엘로이 드 레일라 아세도 박사는 "이것은 옆집 시끄러운 콘서트에서 속삭이는 소리를 들으려는 것과 같을 것"이라고 말했습니다.
이로 인해 수십억 년 전의 약한 신호를 수신하는 것이 매우 어려워졌습니다. 초기 우주에서 가장 오래되고, 가장 기본적이며, 가장 풍부한 화학 원소인 수소의 특수한 무선 신호를 감지하려면 신호가 조용해야 합니다. "그래서 우리는 달 궤도를 돌기 위해 작은 위성을 발사하고 모든 것이 어떻게 시작되었는지, 그리고 은하와 같은 구조가 결국 어떻게 형성되었는지에 대한 단서를 제공할 수 있는 신호를 감지할 것을 제안합니다."
영국이 주도하는 코스모큐브(CosmoCube) 임무는 달의 몸체가 지구의 무선 간섭에 대한 거대한 장벽 역할을 하는 달의 반대편에서 작전을 수행하는 것을 목표로 하고 있습니다.
이 조용한 지역에 위치한 우주선은 "고대 속삭임"을 "듣고" 우주의 암흑 시대와 우주 새벽(현대 우주론에서는 거의 알려지지 않은 시대)에 대한 귀중한 데이터를 수집할 수 있습니다.
빅뱅 이후 최초의 별과 은하가 형성되기 전의 우주 암흑기를 묘사한 그림입니다. 이미지 출처: 콜로라도 대학교 볼더
케임브리지 대학교 캐번디시 전파천문학 및 우주학 책임자인 드 레라 아세도(de Lera Acedo)는 이렇게 말했습니다. "이를 통해 코스모큐브는 우리 우주가 어떻게 단순하고 어두운 상태에서 모든 별과 은하를 포함하는 복잡하고 빛으로 가득한 우주로 어떻게 변모했는지 더 잘 이해할 수 있도록 돕는 데 목표를 두고 있습니다. 결정적으로, 이는 과학자들이 신비로운 암흑 물질과 이러한 우주의 구조를 형성하는 역할을 연구하는 데에도 도움이 될 것입니다."
CosmoCube는 달 궤도를 돌도록 설계된 저렴한 위성 플랫폼에 정밀하게 보정된 저전력 무선 복사계를 탑재할 예정입니다. 이 장비는 더 낮은 주파수(10-100MHz)에서 작동하며 배경 소음 속에 숨겨져 있는 극도로 약한 무선 신호를 감지하도록 특별히 설계되었습니다.
임무의 목표 중 하나는 초기 우주에서 측정된 우주 팽창 속도와 최근 지역 관측에서 추론된 우주 팽창 속도 사이의 지속적인 불일치인 허블 장력을 조사하는 것입니다.
또한 수집된 데이터는 암흑 물질-중입자 상호 작용(암흑 물질과 일반 물질 사이의 비중력 상호 작용)에 대한 새로운 시각을 제시하고 초기 우주 물리학에 대한 이해를 심화시킬 수 있습니다.
소위 "암흑시대"는 관측 우주론에서 마지막으로 탐험되지 않은 개척지 중 하나입니다. 별이 태어나기 전의 기간은 우주 구조의 형성, 암흑 물질의 본질, 초기 우주의 진화에 대한 독창적인 통찰력을 제공합니다.
코스모큐브(CosmoCube) 연구원인 포츠머스 대학의 데이비드 베이컨(David Bacon) 교수는 “이 전파는 믿을 수 없을 만큼 먼 거리를 이동하며 이제 우주의 역사에 대한 정보도 전달하고 있다”고 말했다. "다음 단계는 달의 조용한 곳으로 가서 메시지를 받는 것입니다."
코스모 큐브는 영국 우주국의 과학 양자 프로그램의 지원을 받고 있으며 영국이 주도하는 국제 컨소시엄이 캠브리지 대학, 포츠머스 대학, STFC RAL Space의 연구원들과 함께 개발 중입니다.
기능적 실험실 프로토타입과 환경 테스트가 진행 중이며 우주 플랫폼과 임무 개념을 개발하기 위해 SSTL Ltd와 같은 업계 파트너와의 주요 협력을 통해 장비 개발이 잘 진행되고 있습니다.
프로젝트 팀은 2020년까지 달 궤도 도달을 목표로 4~5년 간의 발사 로드맵을 계획하고 있습니다.
/scitechdaily에서 편집됨