아래의 20인치 망원경 기구부 사양을 검토한 소감

그저께 밤에 3시간의 공수를 투입해서 20인치 반사망원경을 검토해 보았습니다. 꼼지락꼼지락 그림을 그리고 지우개로 지우면서 요리조리 치수를 넣어서 계산해보았습니다. 개구부 A를 미러 직경과 똑같이하여 계산해보기도하고, 이론적 치수를 계산하고, 이론값과 미러 직경의 그 중간값도 계산해보고....

프로그램이 있으면 입력데이타만 넣어면 되지만, 계산기로 두드려 보았습죠. 그 덕에 그림을 직접 그리면서 계산을 해보니, 시간은 제법 소요되었지만 이 망원경에 대해서 여러 가지를 생각할 시간적인 여유를 가질 수 있었습니다. 그저께는 다 기억이 났는데 지금 막상 적을려니 다 잊어버려 잘 생각이 나지 않는군요.

우선 이 망원경의 제작은 정치적, 사회적, 역사적인 의미부터 따져보아야합니다.

1. 정치적, 사회적, 역사적인 의미
단군 개국 5000년! 우리 민족이 지난(至難)한 형극(荊棘)의 길을 걸어왔고 수많은 외적의 침입을 물리치고 단일 민족의 찬란한 역사를 자랑하지만, 이렇게 큰 대형 망원경을 한번이라도 만들어봤던가? 세종실록에 과학자 장영실이 이런 망원경을 만들었다는 기록이 있던가? 아니며 이순신장군께서 이런 망원경을 만들었는가?  따라서 이건 5000년 민족사에서 처음있는 일이니 우습게 볼일이 절대 아닌 것이며, 팔만대장경 제작과도 비견(比肩)될 만한 대 역사(役事)이니, 다가오는 6월의 호국보훈의 달과 맞물려, 순국선열과 호국전몰장병들의 영령을 추모하건데, 6월에 이 망원경 제작을 검토하게 되었다함은 시기적으로도 더 없이 뜻 깊은 일이라 생각된다. 여기에 본관(本官)이 한 ‘삽질’을 거들게 된 것을 무한한 가문의 영광으로 생각하는 바임.

2. 개인적 의미
제작자인 박모씨는 성이 박가임. 신라 건국 시조이신 혁거세의 영광스런 핏줄을 물려받은 범박가(凡朴家) 후손들은, 본시부터 통이 크기로 유명하며(간이 큰 것이 아님), 남들이 하지 않는 큰 일을 이루고야말았다. 조선말 어느 시골...한 소년이 서산 머리에서 석양을 바라보면서 ‘저 산 넘어에는 무엇이 있을까?’라고 골똘이 생각하고 있었다. 이 소년은 그 때 큰일을 결심했으니, 후일 성장하여 전국을 돌면서 우리나라 지도를 만들어 어릴적 꿈을 이루고야 말았다. 백두산을 일곱 번을 오르고, 전국 팔도를 안 간곳이이 없을 정도였고, 그 지도의 정확성은 현존 인공위성에서 찍은 한반도 지도 보다 더 정확하였다. 후세 사람들은 이 소년이 만든 지도를 ‘대동여지도’라고 불렀는데, 이 소년이 그 유명한 ‘박정호’였다. 그 뒤 세월이 흘러, 민주당 정권시절, 별볼일없는 육군기지사령관 별 두개로 부산에서 올라와서 한강다리를 건너 쿠데타를 일으킨 박정희도 성이 박가였으니...박모씨도 그 핏줄을 이어받았음이 틀림이 없다.    

박모씨는 이 망원경 제작에 또 하나의 원대한 마스트플랜이 있다. 그것은 장가가기 전에 마지막 베팅을 쳐서 기회를 놓치지말자라는 것으로, 신천지를 내다볼 줄 아는 실로 혜안(慧眼)의 소유자라하겠다.

사나희 한평생 베팅은 단 세 번이다!

이라는 신념으로 이 망원경 제작을 위해, 있는 총각살림을 몽땅 처분하고, 오직 이 망원경에만 승부를 걸겠다하는 전의(戰意)에서 그 누구가 존경을 표시하지않으리요! 나중에 국회의원 후보로 나오면 필히 한표 찍어줘야할 것이다.
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이런 여러 의미를 생각하면서, 사양을 검토한 본관(本官)은 계산기 숫자를 두드릴 때마다 무한한 영광이 느껴졌음을 이 자리에서 밝히는 바임.


1. 안시냐? 사진이냐?
안시이면 돕소니안 형식이 코스트면이나, 사용의 편리성에서 제일 낫다는 생각이 절로절로 들었음. 안시용을 가대에 올린다면 접안부가 회전부가 되어야 관측의 편리성을 확보할 수있다. 안그럼 위치에 따라 관망 자세가 나빠져서 가대 관측의 의미가 없다는 생각이 들었다. 본관(本官)이 불과 며칠전에 뉴톤식에 비해 수백만원이나 더 비싼 카세그레인식으로 구입한 사유도 관망의 편리성을 고려한 처사였음.

이런 관점에서 박모씨는 가대 탑재의 계획이 있음을 간파한 본관(本官)은 ‘이 망원경은 무조건 사진촬영이다!’라는 확신을 가지게 되었음.

사진은 앞으로 CCD를 고려해야만 하는 상황임.

2. 사진용 망원경의 정밀도
사진용 망원경의 기구부는 무지 튼튼한 것이 우선 순위이고, 중량은 그 뒤의 문제라고 생각되었음.

그럼 생각해보자.

#알루미늄의 선팽창계수 = 2.32x10^-5cm/cm도

#철의 선팽창계수는 = 1.08x10^-5cm/cm도

로 알루미늄의 반밖에 안된다.

알루미늄 튜브나 파이프를 가지고 이 경통의 외곽을 지지한다고 했을 때 주위 온도 10도에 일으키는 이 경통의 변형량은

알루미늄의 변형량 = 2.32x10^-5 x 250 x 10 = 0.58mm

2.5m의 경통을 알루미늄 재질로 제작했을 시, 주위 온도 10도 변화에 약 0.6mm의 변형을 일으킨다. 이 수치는 사진 촬영에서 적지 않는 오차이며, 훗날 고생해서 만들고 난 뒤에, 만날 광축이 맞니 안맞니, 별이 부었니 쫄았니, 가대가 흘렀니 안흘렀니 시비의 소지를 낳을 것임. 즉 그 좋은 미러만큼의 멋진 사진을 보여주기 힘들다는 것임. 재질의 근본적인 문제이므로...

이런 사유로 본관(本官)은 이 망원경의 재질은 필히 철로 해야한다는 확신을 가지게 되었음. 철로 하더라도 좌우지간 튼튼하게 해야한다는 확신을 가지게 되었음.

#철(鐵)로 하더라도 경통 끝단부와 미러셀부의 철판 두께는 3.5mm이상으로 하여 충분한 강성을 가져야함.
#특히 경통 끝단부는 벤딩을 주어 차폐에서 다소의 손해를 보더라도 확실히 잡아주는 구조로 해야함. 꿀렁꿀렁은 금물이다!
#제작 완료후 검사 방법은 본관(本官)이 망원경 위에 걸터앉더라도 전혀 꿀렁꿀렁함이 없어야함.

3. 가대의 선정
이렇게 되면 무게는 무거질 수밖에 없으므로 경량으로 한다는 것을 배제하고, 가대를 용량을 고려해야할 것임. 경량화보다는 튼튼성이 우선이라는 개념으로 제작을 해야함.

단 지금 마음을 바꾸어 안시 관망 용도로 한다면 별도의 얘기임.

알루미늄의 비중은 2.85이고 철(鐵)의 비중은 7.85이므로 약 2.8배가 무겁다. 이 점을 고려하세요.

4. 냉각

알루미늄의 열전도율 = 208.3w/mk
철의 열전도율 = 52.1w/mk
유리 = 1.0w/mk

로서 철은 알루미늄보의 약 1/4밖에 안됨. 이 말이 철의 냉각시간이 알루미늄보다 4배의 시간이 더 걸린다는 의미는 아니지만 냉각시간이 많이 걸리는 것은 틀림없음. 물론 미러의 열전도율은 더 형편없으므로 비교할 수는 없겠음. 허나 철의 냉각 조건이 불리한 것은 사실이므로, 대형 팬을 부착해야한다.--->일반 전원으로 선풍기를 돌려주는게 제일 속편하다. 아니면 팬도 여러 종류가 있는데 소형 고효율 송풍팬이 있음. ‘시로코’팬이라고 있는데 요런 것도 괜찮을듯하다. 팬이 고효율이 될려면 반드시 '팬 시라우드(fan shroud)'가 부착되어야하는데 종종 그런 것없는 것을 사용하는 경우를 보았음.

적외선 카메라로 기류의 사진을 찍어보면 기류의 변화가 온도에 얼마나 민감하게 변하는 것인가를 당장 알 수있음. 일전에 이준화님의 인용 홈페이지 내용이 그런 것인데, 실제 실험해보면 절실히 느낄 수있다.--->천문대급의 대형 돔이라도 한사람만의 고온 발열체가 있어도 기류 변화는 팍팍 일어나고 제대로 된 상을 보기 힘들 것임.

이런 사항을 충분히 고려하여 큰 구경에 맞는 기류(시잉) 조건을 맞추어주는 고려를 미리해야함이 좋겠음.

이상입니다.