1. 개요
천체관측(天體觀測)이란 말 그대로 우주에 있는 여러 천체를 관측하는 것을 말한다.쉽게는 맨눈으로 밤하늘 아래 밝은 별들이나 별자리를 찾아보는 것에서 출발하여 망원경으로 달과 태양계 행성들의 세세한 모습들을 관측하고 은하, 성단, 성운 처럼 심우주 천체들을 찾아 관찰하거나 촬영하는 것 등을 말한다. 물론 이것 말고도 이중성(二重星)이나 행성상 성운같이 특이한 천체들과 주기적으로 돌아오는 혜성들을 찾아보기도 하고 낮에 태양필터를 끼운 망원경으로 태양의 모습과 멀리 떨어진 별들과 은하수를 바라보고 이들을 기록하는 등[1] 우주에 있는 무언가를 보는 행위는 전부 천체관측이라고 할 수 있다. 그리고 심지어 이러한 과정에서 아직 인류가 발견하지 못한 천체(소행성, 외계행성, 혜성, 별 등)를 새롭게 발견한다면 스스로 이름을 붙일 수도 있다.
천체관측이라고 하면 일반적으로 망원경과 카메라부터 떠올리겠지만, 무엇보다 가장 중요한 것은 어두운 밤하늘이다. 현대에는 빛공해 및 대기 오염이 심각해지면서 빛으로 가득한 도시의 밤하늘에서는 극소수의 밝은 천체[2] 말고는 아무것도 볼 수가 없다. 천체관측은 짧게는 38만km 떨어진 달에서부터 멀게는 몇 억 광년을 날아온 미약한 빛 신호를 관측하는 것이기 때문에 하늘이 충분히 어둡지 않고선 밝은 하늘에서 빛 신호가 가려져 관측이 불가능하다.[3] 때문에 천문인들은 날씨만 좋으면 밤마다 도시에서 멀리 떨어져 어둡고 시야가 트인 어느 시골, 산골의 공터를 찾아 평일, 주말 상관없이 장비를 챙겨 떠난다.
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| <colcolor=#000,#ddd> (좌)일반 대중과 입문자가 상상하는 천체관측 (우)실제 망원경으로 보는 천체관측 |
또 천체관측과 관련한 큰 오해 중 하나가 망원경으로 보는 별의 모습이다. 처음 망원경으로 별을 본 초보자들은 대개 엄청나게 실망하는 경우가 많다.[4] 맨눈으로는 흰 점으로 보이는 저 별이 망원경으로 보면 과학책에서 본 사진같이 크고 화려하게 보이겠지 생각하며 아이피스로 눈을 대보지만... 보이는 것은 여전히 흰 점 하나 뿐이다. 왜냐 하면 별은 너무나도 멀리 있기 때문에 아무리 구경이 크고 배율이 높은 망원경으로 본들 좀 더 밝게 보일 뿐이지 그냥 '점'이다. 전문 과학기관에 있는 매우 크고 비싼 전문가용이 아닌 아마추어용 중저가형 망원경으로 흰 점이 아니라 구체적인 모습을 볼 수 있는 경우는 태양계 행성들 정도 밖에 없다. 그마저도 흰 점이 지름 2~3mm짜리 원으로 보이는 정도지만...[5] 이러한 이유로 특정한 경우[6]를 제외하고 망원경으로 별 자체를 들여다보는 경우는 많지 않다. 아마추어 천문도 즐기는 사람마다 분야가 나뉘기는 하지만 대체로 망원경으로 보는 것들은 성운, 성단, 은하 같은 딥스카이나 혜성 같은 것들이다.[7] 과학책에서 우주 사진으로 나오는 것들은 대개 정부나 재단 단위의 대규모 프로젝트로 건설한 초정밀 망원경이나 우주 밖에서 찍은 것이다.
물론 일반인이 찍은 천체 관측 사진도 매우 아름답게 잘 찍을 수 있다. 대규모 천체 관측 동호회 등에서 여는 갤러리를 가보면 이런 굇수들이 한 둘씩은 꼭 있는데 행성, 성운, 성단, 은하 등을 담은 화려한 천체 사진들은 전문가나 중증 우주덕이 심혈을 기울여서 고가 장비로 많은 시간 노출을 주어 촬영하고 다양한 소프트웨어를 활용해 보정한 사진이다. 돈과 시간과 기술이 들어갔기에 사람의 맨 눈으로 보는 것과 차이가 있을 수밖에 없다. 그렇다고 해서 천체 관측에 비싼 망원경/카메라 장비가 꼭 필요한 것은 아니다. 옛 천문학자 갈릴레오 갈릴레이 이전까지 사람들은 이 오래된 취미를 맨눈으로 즐겨왔다. 밤늦게 집으로 돌아가다가 올려다 본 별 하나에 관심이 생긴다면 그게 무엇인지 찾아보는 것에서 시작해도 좋다. 별자리를 하나하나 배우고, 그러다가 하늘이 더 맑은 곳에서 별을 보고 싶다는 욕심이 들어 깊은 산 속을 찾아 갔다가 쏟아질 것 같은 별과 은하수를 바라보며 벅찬 감격을 느끼게 되면 당신은 이미 우주덕. 하나 아쉬운 점은 아직까지 우리나라의 아마추어 천문 인구는 저변이 그리 넓은 편은 아니지만, 그래도 2000년대 들어 전국 각지에서 사립 천문대 등이 들어서는 등 여건이 개선되고 있다.
이러한 천체관측은 무엇을 볼 것인지 그리고 어떻게 볼 것인지 관측자의 취향과 목적을 따라 필요한 장비에서 차이가 생긴다. 때문에 별에 관심이 생겼다고 해서 아무 망원경이나 덜컥 구입하기 보단 우선 동호인들이 많이 모이는 관측회를 가서 이런저런 망원경들을 구경해 보고 사람들에게 조언을 얻는 것이 좋다. 대부분의 사람들이 자기 일 처럼 나서서 도와주는 모습을 보면 별 좋아하는 사람 치고 나쁜 사람 없다는 말을 이해할 수 있게 될 것이다. 여기에 간단한 간식이나 음료로 답례를 제공하는 것도 좋다.
이 외에도 경통에 대한 자세한 종류는 망원경 항목에서 자세하게 기술하고 있다. 또한 아래에 있는 망원경 선택 팁을 보는 것도 도움이 될 것이다.
2. 입문
1년에 한두번 있는 일식이나 월식, 또는 유성우 뉴스를 보고 관심을 갖게 되거나 우주와 관련한 소재를 가지고 만든 드라마, 영화, 문학 작품 등을 보고 낭만에 취해서 밤하늘을 바라보며 시작하게 되는 경우가 많다. 한적한 시골이나 해외로 여행을 갔다가 그곳에서 내가 살던 도시와는 다른 쏟아지는 별을 보고 감동받아 관심을 갖게 되는 경우도....일반적으로 천체관측이라 하면 망원경부터 떠올리기 때문에
사실 처음부터 천체 망원경을 살 필요도 없다. 일단 뭘 알아야 관측을 하든 말든 하지... 서울에서 살고 있다면 일단 별자리판과 붉은 셀로판 덧댄 플래쉬라이트 정도만 갖고 인근 파주, 철원, 양평 등지에서 육안 관측을 시작해 보자.[8]
3. 장비
천체관측을 위한 장비들을 소개한다.3.1. 가대
3.1.1. 경위대식 가대
아래 내용들은 천체관측에 특화된 측면에서 망원경 가대의 내용을 서술하고 있다. 만약 이 문서를 읽는 사람이 경위대나 적도의라는 말을 한 번도 들어본 적이 없다면 우선 망원경 문서에 있는 '가대방식에 따른 구분' 항목을 먼저 읽고 나서 심화용으로 읽는 것을 추천한다.경위대식은 일반적으로 초보자용이라고 알려져 있지만 이는 입문용 장비의 저렴한 가격과 쉬운 조작 방법 등으로 인한 오해다. 이 이야기는 말인 즉슨, 가대에 쓸 돈으로 더 대구경인 망원경을 지를 수 있다는 말이기도 한다. 아래에서 서술하고 있듯이 경위대식도 전문가용이 있고 종류도 여러가지다.
작동 원리는 인간의 목과 비슷하다. 가로로 움직여 방위를 조절하고 세로로 움직여 고도를 조절하면 끝이다. 즉 상하좌우로만 움직인다. 카메라용 삼각대 대신 망원경용 삼각대라고 생각하면 편하다.
이해가 안 간다면 사진으로 보자. 가로선이 고도, 세로선이 방위각이다. 이를 지평좌표계라고 한다.
경위대는 형식에 따라서 크게 두가지 종류로 나뉘는데 포크식 경위대와 T자 경위대로 나뉜다. 포크식 경위대는 고도축이 망원경의 가장자리에 위치한다. 무슨 말이냐면 거대한 U자형 포크로 된 경위대 안에 망원경이 들어가 있고, 포크 양 끝이 망원경 경통에 연결돠어 있는 형식이다. 경위대 대부분은 이 포크식이다.
전통적인 포크식 경위대는 포크가 경통을 쥐고 있기 때문에 나중에 망원경의 구경을 큰 것으로 바꿀 때 포크의 직경에 제한을 받는다. 그래서 나온 것이 경통 밑에다 가대를 붙이는 외포크 경위대이고 "포르타"나 "ATZ"와 같은 미동 지원이 되는 경위대가 이런 형식이다. 하지만 역학적으로 더 불안정한 구조이기 때문에[9] 흔들림은 다소 심하다.
두 번째는 T형 경위대인데 주로 대구경의 망원경을 탑재하는 데 쓰인다. 구조는 수평축 위에 수직축이 존재하고 수직축 양 끝에 망원경을 장착할 수 있는 도브테일이 달려 있다. 쉽게 상상이 가지 않는 구조인데 왜 T형 경위대라고 불리는지 생각해 보자. T자의 양 끝에 망원경 경통을 달아놓을 수 있게 되어 있다. 즉 T형 경위대는 망원경 2대를 탑재 가능한 구조이다. 구조 특성상 미동을 지원하지 않는 제품이 많지만 지원하는 제품도 있다. 망원경이 가벼울 경우 한 대만 장착해도 된다. 하지만 역학적으로 불안정해지고 넘어질 수도 있다. 어차피 이쯤 되는 제품을 지를 사람들은 망원경이 한 대만 있는 경우가 별로 없기 때문에(...) 다른 쪽에 망원경을 한 대 더 달아서 무개추 겸 망원경 겸으로 쓴다. 구조적으로 부드럽게 만들기 아주 좋기 때문에 미동이 없어도 수백배에서 추적하기 어려운 것은 아니다.
수동식 경위대는 관측시 별의 일주운동에 맞춰 손으로 조금씩 경통을 움직여 추적해주어야 하고 고배율일 경우에는 워낙 시야에서 별이 빠르게 움직여 사라지기 때문에[10] 초보자는 추적에 어려움을 겪을 수 있다[11] 최근에 판매되는, 모터 달린 'GOTO 기능' 탑재 경위대들은 GOTO 기능을 통해 자동으로 천체 대상물을 찾아주는 기능뿐 아니라 찾은 대상물을 자동으로 추적해주는 기능도 있어 무척 편하게 관측이 가능하다.
지속적으로 자동추적이 된다는 점에서 GOTO 경위대와 모터 적도의는 동일하지만 가대 구조상 원형의 별 일주운동을 경위대는 계단식으로, 적도의는 일주운동과 동일한 원운동으로 추적해주기 때문에 경위대는 사진촬영엔 적합하지 않아 주로 안시용으로 사용된다.[12] 물론 단노출 사진을 여러장 찍어 합성하는 방법으로 퀄리티는 떨어지지만 간단한 기록용 사진촬영은 가능하다.
돕소니안 역시도 경위대다. 더 엄밀히 말하면 쌍포크형 경위대에 해당되며 일반적인 쌍포크형 경위대에서 삼각대 부분을 생략한 것이다.
3.1.2. 적도의식 가대
천체 촬영을 할 때 필수적인 장비이다. 간단하게 말해서 지구 자전속도에 맞춰 망원경을 돌려주는 기계이다.역시 사진으로 보자...[13] 이 사진을 보면 알 수 있듯이 북극점이나 남극점에서는 경위대=적도의 이다.
경위대에서 서술했듯 천구상의 물체는 지구 자전에 의해 시간당 15도씩 이동한다. 천체관측에서의 대상은 주로 별이나 성단, 성운, 은하 등인데 이들은 빛이 약하기 때문에 카메라가 장노출을 주어야 촬영이 가능하다. 그런데 노출을 주는 중에 별이 이동해버리기 때문에 지구의 자전을 멈출 수는 없는 노릇이고 해서 별의 이동을 망원경이 추적하게 만든 장비다. 별을 망원경이 추적하므로 이동을 한들 장노출에 여과없이 모든 별빛들이 전부 담기는 것이다.15초가 한계인 경위대와 달리[14] 몇 시간이고 가능하다. 단 한계에 다다르면 오차가 짤없이 생기므로 수동이든 자동이든 오차보정을 거치기는 해야한다. 요즘은 보조 망원경(주 망원경의 옆에 따로 장착하는 소구경의 망원경과 가이드 카메라)을 이용하여 컴퓨터로 자동 보정을 한다.
안시관측도 무리없이 가능하다. 그러나 기계적 단순함에 있어 경위대에 밀리므로 안시파보다는 사진파들의 가대이다. 딥스카이 즉 심원천체는 경위대식인 돕소니안이나 대구경 반사망원경으로도 무리없이 관측이 가능하나 그것을 찍는 것은 적도의가 아니면 해낼 수 없는 일이다. 그러므로 보는 것에서 그치지 않고 사진으로 남기고 싶어한다면 적도의는 필수 불가결이다. 사용은 경위대에 비해 많이 복잡하다. 일단 극축을 지구 자전축[15][16]에 맞추는 극축정렬을 시작으로 경통과 무게를 맞춰야하는 무게중심도 잡아야하고 적경 적위 눈금환도 읽을 수 있어야 한다. 눈금환은 보이는 대로가 다지만... 사람의 목 혹은 발을 딛고 있는 지평선과 다름으로 직관적으로 사용하기에는 상당히 어렵다. 그리고 무엇보다도 무겁다. 경위대를 기울여 놓은 물건이라서 축에 측면 방향의 힘이 작용한다. 따라서 이를 지지해줄 베어링과 베어링을 고정할 하우징이 필요하게 된다. 죄다 주물로 뜨거나 통짜 알루미늄을 깎아서 만들기 때문에 무겁다. 일반적으로 많이 쓰는 독일식 적도의는 무게추가 필요하고 그렇다고 해서 포크식 적도의는 상당히 사용하기 짜증나기도 하고 불안정한 구조라 잘 팔지도 않는다. 그렇기 때문에 차가 없는 사람은 소형 적도의 말고는 사지 않는 것이 좋다.
다만, 2020년대 이후로는 하모닉 드라이브를 이용한 적도의가 확산되었다. 본체 자체도 비교적 작고 가벼운데다가, 기존 웜기어식 적도의와는 달리 무게추 없이 운용할 수 있는 제품들도 많다(여기에도 무게추 달면 좀더 무거운 장비를 안정적으로 운용할 수 있다). 가볍게는 3kg 내외, 무거우면 7~10kg에 달하는 무게추가 필요없고, 본체도 가볍다는 것은 이동성에 있어서 엄청난 장점이다. 특히 비행기를 타고 이동해야 하는 해외 원정 관측에서는 더더욱. 다만 아직은 하모닉 적도의의 비싼 가격이 걸림돌이다.
사실 적도의만 가지고는 자동 추적이 불가능하다. 추적이 가능한 기계적 형태를 띨 뿐 적도의만 구매한다고 추적이 되지 않는다.[17] 모터 드라이브라는 액세서리를 따로 장착해주어야 한다. 그냥 단순히 망원경만 세워놓고 있으면 관측인데 망원경에 무언가 주렁주렁 달려있고 리모콘 패드 같은 게 더불어 달려있으면 사진을 준비하는 것이거나 일일이 추적하여 관측하기 귀찮아 모터 드라이브를 달아둔 것이다. 실제로 경위대는 천체를 잡아둔 뒤 잠깐 딴짓하고 오면 지구 자전에 의해 저 멀리 달아나있어 다시 잡아줘야하는데 이게 은근 귀찮다. 여러모로 부담은 가지만 경위대식에 비해 기능이 많은 가대라고 할 수 있겠다. 따라서 천문인들은 입문자가 망원경 추천을 요구하면 대개 적도의는 절대 안 된다고 말린다. 무겁기도 하고 싼 적도의는 같은 가격의 경위대만 못하다.
적도의는 대부분 웜기어를 사용하여 감속을 하는데 웜의 편심으로부터 오는 주기오차라는 것이 있다. 이게 클수록 사진촬영에는 안 좋다. (별이 주기적으로 sin곡선을 그리며 움직이는 것처럼 사진이 찍히기 때문.) 사진촬영용이 되려면 주기오차가 플러스 마이너스 5초 이하인 것이 좋다. 더 커도 컴퓨터로 이론상 완벽하게 보정이 가능하다. 이론상 그렇다는 것이지 좋은 적도의를 쓰면 좋은 사진을 건질 확률이 매우 높아진다. 고급 적도의들은 주기오차가 +- 2.5초각 이내인 것들도 있다.
3.1.3. 자동도입(GOTO) 가대
자동 추적 기능이 포함된 경위대나 적도의를 사면 GOTO라는 말이 있다. 이는 좌표만 입력하면 '알아서' 원하는 별로 가주는 것을 의미한다. 중국산 물건이 많이 유입되면서 이 기능을 탑재한 가대들이 저렴하게 쏟아지고 있고 품질도 쓸 만한 것들이 늘어나고 있다. 다만 별을 찾아가며 익히는 것도 아마추어 관측의 큰 재미이므로 취향에 따라 선택할 것. 종종 수동 조작을 지원하지 않는 물건이 있는데 이는 신중히 고민하면서 구입할 것.천체촬영시 매우 유용하다! 카메라를 망원경에 장착하면 망원경이 보고있는 방향를 알수없다. 또 다양한 천체를 촬영할수 있어서 매우 유용하다. 물론 GOTO 경위대의 경우 대상을 추적하여 움직인다는 것은 적도의와 같지만, 별과 함께 경통이 같은 각도로 회전하지 않아 사진 촬영에는 제약이 있다. 그러나 단노출[18] 촬영을 이용하면 제한적으로나마 사진을 촬영하는 것이 가능하다. [19]
관측 고수들의 경우 여러 대상들을 성도를 보지 않고 찾는 경우가 있는데, 이럴 때 반 농담으로 인간 고투, 손(hand)투 등으로 부르기도 한다.
3.2. 경통
망원경 항목에 자세히 서술되어 있지만 천체 관측 전용의 항목이 아니므로 거기 집어넣기 거시기한 내용들이 존재한다. 여기서는 그와 더불어 자신에게 맞는 맞는 망원경의 선택 방법을 서술한다.천체 관측이 아닌 망원경의 순수한 점을 보자면 망원경 항목으로.
3.2.1. 굴절망원경
갈릴레이식과 케플러식이 있지만 망원경 항목을 참조하자. 천체관측에서의 장단점만 따로 기술한다.행성, 달, 위성 등의 태양계 천체 관측에 용이하다. 이유는 중심에 차폐가 없고 경통 안을 한 번만 통과하기 때문에 난류에서 비교적 자유로운 편이다. (그렇다고 해서 완전히 자유롭나- 그건 절대로 아니다.) 렌즈는 투과율이 반사망원경의 알루미늄 코팅의 반사율보다 높기 때문에 같은 구경일 경우 일반적으로 더 좋은 상을 보여준다. 스파이더 회절이나 중앙차폐가 없는 렌즈 특성상 콘트라스트가 높다. 행성은 표면 콘트라스트가 낮은 대표적인 천체이기 때문에 행성 관측에 많은 이점을 가진다. 또한 렌즈 설계에는 변수가 많지만 반대로 자유도도 많아 수차 제어가 용이하다. 하지만 그 말은 가공해야 할 광학면이 많다는 것이고 중심에 받침대를 사용할 수 없다는 말이기도 하다. 따라서 구경이 커질 경우 렌즈가 휘어지게 되며 이는 상에 악영향을 끼친다. 그리고 큰 구경의 렌즈를 가공하기란 아주 어려운 일이다. 그래서 일반적으로 볼 수 있는 아마추어 소유의 망원경은 5인치(120~130mm)를 넘는 경우가 드물고 양덕후라도 8인치 아포크로메틱이 실질적인 한계다.[20] 최근에는 역시 대륙의 힘으로 예전보단 비교적 낮은 가격에 5~6인치 굴절을 마련할 수 있지만 여전히 크고 무거운건 어쩔수 없다.
때문에 대구경이 아니고는 보기 힘든 심원천체들은 관측이 힘들고 태양계 내의 천체들을 관측하는 것에 좋다. 대신 렌즈를 사용하므로 색수차가 발생하는데 비싼 렌즈일수록 이를 줄일 수 있다. 주로 고급 소재의 사용이나 렌즈 매수의 추가로 승부를 본다. 가격의 비율은 대략 렌즈 지름의 3~4제곱쯤 하므로 대구경 굴절망원경은 절대 함부로 볼 만한 제품은 아니다. 또한 5~6인치 굴절은 무게와 부피도 상당하므로, 차량뒷좌석에 눕혀서 고이 모시고 관측지로 향해야 한다.
장점은 소구경 단초점일 경우에 크기가 작아 이동이나 보관이 용이하고 중량부담도 작다는 것. 또한, 고급 소재[21]를 사용하였거나 제작사에 따라 렌즈 성능이 달라지며 비싼 렌즈는 좋은 성능을 보여준다. 렌즈를 3매 이상 사용한 망원경은 단초점이라도 좋은 성능을 보여주며 보는 이의 감성을 자극하는(…)[22]별상을 보여준다. 관측을 많이 하고 거기에 돈을 많이 쓰는 사람은 반사빠라 해도 이런 망원경 하나씩은 가지고 있다.
3.2.2. 반사망원경
렌즈를 이용하는 굴절망원경과 달리 거울을 이용하여 빛을 모으는 망원경이며 종류에 따라 뉴턴식(뉴토니안), 카세그레인식 등이 있다. 자세한 것은 망원경 항목 참조. 렌즈 가공의 어려움과 무게와 크기 등의 문제로 인하여 구경을 크게 늘리기 어려운 굴절망원경과 달리 상대적으로 가공이 쉬운 거울을 사용하기 때문에, 손쉽게 대구경 망원경을 만들 수 있다는 장점이 있다. 자동차는 배기량이 깡패이듯, 망원경은 구경 큰 게 깡패다. 구경이 클수록 빛을 더 많이 모을 수 있어(집광력이 높아) 더 어두운 천체를 관측할 수 있기 때문.다만 너무 큰 기대는 하지 않는 것이 좋다. 가끔 여름이나 초가을 야구 야간경기 중계 중에 카매라맨이 밤하늘의 달이라든가 토성이나 목성을 확대해서 보여 주는 경우가 있는데 이게 스포츠 중계용 거대 스튜디오 카메라 구경으로 잡은 것이다. 즉 20인치짜리 냄비뚜껑만한 스튜디오 카메라 구경[23]으로 잡아도 이 정도로 보인다는 점을 인식할 필요가 있다. 즉 허블 우주 망원경이나 보이저 탐사선이 찍은 것처럼 선명한 건 기대하지 말라는 말.
경통 하단에 위치한 주경에서 빛을 경통 앞부분 부경으로 반사시키는 방식이라 부경에 의해 주경의 일부가 늘 가려지기 때문[24]에 동일 구경의 굴절망원경에 비해서는 집광력이 떨어지지만, 천체관측 동호인들이 구입할 수 있는 굴절 망원경의 구경은 현실적으로 6~8인치가 한계이지만, 엄청난 대구경으로 위 단점을 커버한다. 반사망원경은 6인치가 거의 최소 사이즈이고 어렵지 않게 20인치나 그이상의 대구경이 사용되기 때문. 심지어 굴절망원경에 비해 가격이 저렴하기까지 하다. 또한 무거운 유리 렌즈가 여러 장 들어간 굴절과 달리 동일 구경이면 반사망원경 쪽이 경통이 더 짧고 조금 더 가볍다. 이러한 장점 때문에 반사망원경은 대구경 망원경의 높은 집광력을 필요로 하는 안시관측자들에게 널리 사용된다.[25]아울러, 쉽게 대구경을 만들 수 있는 반사망원경(뉴토니안)의 특징을 극대화한 것이 가대까지 단순화하여 가성비를 끝까지 끌어올린 돕소니안 망원경이다.
대구경 망원경을 작고 가볍고(?) 쉽게 만들 수 있다는 것 외에 또 다른 반사망원경의 장점은 거울을 이용하는 망원경 특성상 색수차가 발생하지 않는다는 점이다. 렌즈를 사용하는 굴절망원경은 빛의 파장에 따른 굴절율 차이로 인하여 색수차가 발생하기 마련이고 이를 보정하기 위해 추가적인 보정렌즈나 특수 렌즈[26]가 들어가 더 무겁고 가격이 올라가게 되는데 반사망원경은 거울을 사용하기 때문에 색수차가 생기지 않는다. (대신 구형수차 또는, 코마수차가 발생한다는 단점은 있다.)
물론 반사망원경에 장점만 있는 것은 아니다.
위에서 간단히 언급하였듯이 색수차가 발생하진 않지만 코마수차가 발생하기 때문에, 결국 반사망원경을 이용하여 천체 사진을 찍기 위해서는 코마 코렉터(coma corrector)라는 보정 렌즈를 추가로 사용해야하고[27], 망원경 전면부에 위치한 부경을 지탱하는 십자모양의 지지대가 빛의 회절을 일으켜, 사진을 찍게 되면 별들에 +자 모양의 빛갈라짐이 발생한다(반사 망원경 특유의 회절상을 좋아하는 사람들도 있다. 굴절망원경에 일부러 빛갈라짐이 나타나도록 크로스 마스크를 씌우는 경우도 있다).
그리고 렌즈가 경통에 튼튼하게 고정되어 있는 굴절망원경과 달리 거울이 상대적으로 부실하게 고정된 반사망원경은 작은 충격이나 위치 변화에도 거울이 미세하게 틀어져 광축이 어긋나 해상력이 저하되는 문제가 있어 광축 교정을 자주 해주어야하는 문제가 있으며(관리의 어려움), 경통이 밀폐되어있지 않고 뚫려있는 구조이기 때문에 경통 내부와 외부의 온도차로 인한 공기 대류로 인해 별상이 또렷하지 않고 흔들리는 경우가 있어, 경통 내외부 온도가 비슷해지도록 냉각작업을 해주어야 하기 때문에 아무래도 굴절 경통에 비하여 관리와 사용에 번거로움이 있다.
요약하자면 크고 아름답지만 손이 많이 간달까....
뉴토니안을 기준으로 보지면 적당한 스펙의 적도의에 올려 천체사진을 촬영하기에 좋은 저구경(8인치 이하) 경통은 아무래도 굴절쪽이 더 경쟁력이 있기 때문에[28] 사진촬영에는 일반적으로 굴절망원경이 많이 사용되는 편이지만,[29] 싸고 손쉽게 얻을 수 있는 높은 집광력의 대구경 망원경이란 장점은 대체불가이기 때문에, 심원전체를 관측하는 안시관측자들에겐 크게 사랑받는다.
3.2.3. 복합광학계
반사망원경의 싸고, 색수차가 없다는 점과 굴절망원경의 깨끗한 상의 장점을 합치자는 생각으로 출발했으며, 천문용으로 상용화가 된 모든 복합광학계는 집광은 반사경으로, 수차 보정은 렌즈로 하는 구조다. 크게 망원경 전면에 슈미트 보정판을 달아 보정을 하는 슈미트 계열과, 막스토프 보정 렌즈를 활용한 막스토프 계열로 나뉜다. 전자는 판상 고차 비구면 보정판으로 소량 제작은 어렵지만 양산은 쉬운 구조라서 값싸게 좋은 제품이 많이 풀려 있다. 다만 제품간 편차가 큰 것이 흠이다. 후자는 가공 자체는 렌즈 가공 기술을 가진 회사라면 어느 회사라도 할 수 있지만 곡률 반경도 작아 깎아내는 양이 많을 뿐더러 허용 공차가 매우 빡빡해서 비싸다. 러시아나 영국산 제품이 유명하고 비싸고 좋다.특수한 광학계가 많이 발달해 있다. 셀레스트론의 Edge HD 시리즈나 미드 ACF(Advanced coma free)등은 슈미트-카세그레인을 기반으로 제작한 광학계이고 빅센의 VMC, VC는 전면 보정판을 사용하지 않는 수정 막스토프 설계이다.
같은 가격의 굴절에 비해 구경이 커서 행성 관측시 디테일이 좋고 딥스카이도 적당히 할 수 있는 것이 장점이지만, 구조가 복잡해 유지 관리가 복잡하고 광학적 지식도 요한다.
3.2.4. 망원경 구매 시 고려할 것들
망원경은 결코 값싼 물건이 아니다. 쓸만한 망원경은 20만 원을 넘는다. 망원경을 사기 전에 다음 몇 가지 사항에 냉정하게 판단하여 구입하길 바란다. 망원경 자체를 모으는 것에 중점을 둔다면 4번을 제외한 아래 항목들을 읽지 않아도 무관하다.1. 천체관측을 얼마나 자주 나갈 수 있을까?
: 시골에 산다면 바로 근처에서 관측할 수 있겠지만 국내 인구의 80%는 도시에 산다.
행성 관측을 한다면 여기서 자유로울 수 있지만 대부분의 사람은 딥스카이를 보고 입문한 사람들이다. 이것을 보려면 도심에서 30km 이상 떨어진 시외로 나가야 한다. 당신은 차를 가지고 있는가? 차가 없다면 집광력과 타협해서 밝은 천체를 이쁘게 보기 위한 선택으로 3인치급 아포크로매틱 굴절이나 쌍안경 등의 선택지가 있다. 전자는 소형 경위대나 삼각대와 조합하여 해외 원정에 쓰거나 가이드 망원경으로 쓰거나 대구경 망원경이 있어도 한 번쯤은 굴절로 보고 싶어질 때가 있기 때문에 평생 취미라 생각된다면 강력히 추천되는 조합이다. 후자는 50mm 이상의 쌍안경을 말하는 것으로 학생에 적합하다. 카메라 삼각대와 비노 홀더가 있어야 정상적인 관측이 가능하다.
차가 있다고 해도 시간이 은근히 걸리고 밤에 하는 일이라 체력 소비가 상당하다. 당신이 과연 이 귀차니즘을 극복할 수 있는지 진지하게 생각해 보아야 한다. 당신이 사회 생활을 한다면 매일 밤에 나가 관측을 하고 돌아오게 되면 생활 패턴이 어긋나 사회 생활이 피곤하게 될 수 있으니 월령을 고려하여 적당히 관측하는 것이 좋다.
차가 있다고 해도 시간이 은근히 걸리고 밤에 하는 일이라 체력 소비가 상당하다. 당신이 과연 이 귀차니즘을 극복할 수 있는지 진지하게 생각해 보아야 한다. 당신이 사회 생활을 한다면 매일 밤에 나가 관측을 하고 돌아오게 되면 생활 패턴이 어긋나 사회 생활이 피곤하게 될 수 있으니 월령을 고려하여 적당히 관측하는 것이 좋다.
2. 무엇을 중심적으로 관찰할 것인가?
: 모든 것에 뛰어난 망원경은 없다.
만약 당신이 딥스카이를 관찰을 많이 하고 싶다면 돕소니안을 사는 것이 좋다. 저렴하고, 구경이 크다. 행성을 본다 해도 추적하는 것이 짜증나겠지만 구경이 커서 제법 쓸 만한 이미지를 보여준다. 다만 광축을 맞추는 것을 자주 해야 하며 부피가 제법 크다. 부피 문제를 해결한 다양한 방식의 망원경이 시중에 풀려 있지만 그래도 부피가 큰데다 조립/분해가 매우 귀찮다. 또 부피가 큰 만큼 무겁다. 차가 없는데 이걸 선택하는 것은 힘이 여간 세거나 특별한 운송 방법이 있지 않는 한 꺼리는 것이 좋다. [30]
만약 당신이 행성을 관찰하고 싶다면 여기는 선택지가 많이 있다. 성상이 이쁘고 작고 가벼운 고급 굴절 망원경을 선택하거나 세부 디테일이 월등하고 장초점이며 밝은 SCT와 기타의 복합 광학계를 선택할 것인가. 전자는 유지 관리가 쉽고 시골에 톡 하고 들고가서 밝은 천체 위주로 관측하기 좋다. 분해능과 광량도 동구경의 복합광학계 혹은 반사망원경보다 좋다. 하지만 구경이 작은 만큼 디테일이 선명하지는 못하며 고배율을 올리기가 어렵다.[31] 반면 성상은 2% 부족하지만 압도적인 구경과 분해능을 가진 SCT는 어쩌면 최고의 선택일 수 있다. 초점 거리가 길어서 긴 아이릴리프를 가진 접안렌즈를 사용할 수 있어 편한 관측이 쉽다. 혹은 엄청나게 뛰어난 성능을 지닌 인테스 mn을 구입하는 것도 좋은 방법이다. 이 선택지는 80mm 급의 고급 굴절보다는 비싸지만 그 이상 고급굴절보다는 싼 선택지이다. 하지만 대구경으로 인해서 생기는 냉각 소요 시간과 광축 등의 유지관리 부분을 생각해야 한다. 특히 전면부에 렌즈가 있는 SCT, MCT 계열은 냉각이 무지무지 오래 걸린다. SCT나 MCT 계열은 부피가 작아서 어디 들고가기 편하지만 (소형 굴절 만큼은 아니다) 광학면이 많음으로 인해서 생기는 광량 손실이 존재하며 광시야 관측이 어렵다는 점을 알아야 한다.
3. 각종 액세서리는 어느 정도로 구매할 것인가?
: 적절한 액세서리를 구비하지 못한 관측 장비는 짜증만 유발할 뿐이다.
액세서리라 한다고 해서 항상 선택 품목인 것만은 아니다. 접안렌즈는 안시관측에서 필수품이며 굴절경이나 카세그레인계 반사망원경에서 천정미러는 사실상 필수품이다.[32] 파인더 역시도 안시관측에서 필수품이다. 좋은 접안렌즈는 당신과 평생을 함께한다. 사진 관측을 한다면 소책자 하나를 쓸 정도로 액세서리가 다양하며 제조사별로 권장하는 조합 역시도 다양하다. 그렇다면 어떤 선택을 해야 하는가?
4. 당신의 주머니 사정은 어디까지 허락하는가?
: 생각보다 심각한 문제다. 특히 당신이 미성년자라면 몇 년 동안 모은 세뱃돈을 한 번에 털어야 할 일이 올 수도 있다.
중고 장터를 노리면 염가에 좋은 제품을 구할 수도 있지만 어디 그런 생각 하는 사람이 한둘인가. 오랜시간 잠복하고 있어야 저렴한 망원경을 얻을 것이다. 망원경만 구매하고 끝이 아니다. 각종 액세서리들도 자신의 만족을 위해서 추가로 구입하는 경우가 있는데 웬만한 아이피스 하나는 저구경 망원경 하나의 가격을 상회한다.
아슬아슬하게 지갑이 지출 계획과 맞아 떨어지더라도 망원경을 운용하는 과정에서 필요한 악세사리들이 예상치 못한 변수로 튀어나오기 때문에 유념하여야 한다.
3.3. 카메라
안시관측이라면 좋은 아이피스를 마련하여 눈으로 관측하면 되지만 사진을 촬영하기 위해선 카메라가 필요하다. 가볍게 별자리 위주의 점상촬영이나 일주촬영은 그냥 DSLR과 삼각대, 릴리즈 정도만 갖추면 찍을 수 있지만 본격적으로 심원천체를 점상으로 촬영하고자 하면 추가적인 준비가 필요하다.적도의에 올린 망원경에 순정 상태의 DSLR을 연결하여 사진 촬영을 하면 기본적으로 왠만한 성운, 성단, 은하가 일단 찍히기는 하는데, 순정 DSLR의 경우 적외선으로 인한 센서의 손상을 막기위해 파장 길이 650nm 이상의 빛을 센서 앞면의 ir-cut 필터를 통해 걸러버리도록 되어 있어 성운의 전리수소영역(H II region).[33]이 내뿜는 붉은 색깔이 잘 표현되지 않는 문제가 있어 촬영이 안되거나, 굉장히 밋밋한 결과물 밖에 얻을 수 없다.
그래서 보통 제대로 성운을 촬영하려고 하면, DSLR의 IR cut 필터를 제거하는 개조를 하게 된다.[34] 그리고 5분~ 10분 노출은 기본으로 하는 천체촬영의 특성상 센서 발열로 노이즈가 증가하게 되는데 이를 막기 위하여 센서에 쿨러를 설치하여 쿨링을 해주는 냉각 개조를 하는 경우도 있다. 뭐 이와 별개로 장노출을 위해 외부 전원을 사용하고, 카메라의 제어도 PC를 통해서 하는 것은 기본이다.
이정도까지가 DSLR을 활용한 방법이고 아예 처음부터 천체사진 촬영만을 목적으로 한다면 바로 천체전용 카메라를 사용하는 방법이 있다.
천체전용 카메라들은 천체사진 촬영에 특화되어 ir cut 필터 개조와 냉각은 기본[35]이고, 광자화 효율[36]와 read-out 노이즈가 낮은 천체사진 촬영에 특화된 CCD와 CMOS 센서들을 사용하며, 어차피 컨트롤은 PC의 전용 프로그램을 사용하기 때문에 잡다한 인터페이스들은 제거된 형태를 띄고 있다. 아울러 이런 천체 전용 카메라들의 경우에는 더 나은 수광능력을 위하여 베이어 컬러 필터를 거치는 컬러 CMOS, CCD 센서가 아닌 베이어 컬러 필터가 없는 흑백 센서를 사용하는 경우도 있다.[37]
이러한 천체 전용 카메라를 사용하면 아무래도 개조 DSLR보다 더 나은 결과물을 얻을 수 있으나 촬영이 더 번거로워지고, 가격이 완전 안드로메다로 가버리기 때문에 중증 천체덕이 주로 사용한다. 다만 최근에는 천체전용카메라도 중국에서 많은 제품들이 나오며 가격이 내려와서, 중~고급형의 미러리스나 DSLR카메라와 비교해도 가격 차이가 크지 않은 경우도 많다(물론 풀프레임 판형의 천체전용카메라는 아직도 매우 비싸다).
아래에서 후술하겠지만 기술의 발전으로 인해 구글 픽셀 시리즈같은 스마트폰에서 구글 인공지능을 활용한 천체사진이 촬영 가능한 수준에 이르렀다. 단, 기술의 한계로 단노출 점상촬영만 가능하다.
3.4. 접안렌즈(아이피스)
사진촬영시에는 망원경 끝에 카메라를 달아 망원경으로 모은 빛으로 사진을 찍지만, 안시관측의 경우에는 카메라 대신 사람이 눈으로 볼 수 있게 상을 맺어주는 접안렌즈를 설치하게 된다. 접안렌즈의 mm수에 따라 망원경의 배율이 결정되고, 접안렌즈의 질에 따라 관측의 편의성도 증가하고, 색수차와 같이 눈으로 보게 되는 이미지의 품질도 크게 좋아지기 때문에 망원경 성능의 절반은 아이피스의 몫이라고 볼 수 있다.
안시 관측이 대체적으로 천체사진 촬영에 비해 필요한 장비가 적어 장비 구입에 따른 비용 부담이 적은 편이지만, 관측 목적에 맞게 고급 아이피스를 mm수별로 여러 개 구입하게 되면 이 또한 몇 백만원이 우습다. 하지만 좋은 아이피스는 천체 관측자의 평생친구가 될 수 있기 때문에 이 취미에 깊게 빠지게 되면 하나씩 하나씩 사모으게 된다
접안렌즈는 그 특성에 따라 주관적이지만 3가지 그룹으로 분류할 수 있다. 이 부분은 독자연구지만 접안렌즈 선택에 큰 도움을 줄 수 있다.
- 긴 아이릴리프를 가지며 사용자의 편리를 강조하는 설계
펜탁스사의 XW시리즈가 대표적이다. 이 제품은 72도의 시야각을 가지며 아이릴리프는 20mm이다. 안경 쓴 사람과 안 쓴 사람 모두를 고려하여 아이컵이 설계되었고 눈의 구면수차까지 고려되어 설계된 접안렌즈이며, 한동한 한국 아마추어 관측자들에게 접안렌즈는 "XW 아니면 나글러"라는 잘못된 인식을
심어준 제품이다. [38] 란타넘이 포함된 유리를 사용하여 수차를 줄였다. 주변부 색수차가 미세하게 보이지만 특유의 높은 콘트라스트와 선명함으로 인해 고급 굴절망원경과 궁합이 좋다. 여담으로 예전에는 그냥 고성능 접안렌즈로 알려져 있으나 엔화의 하락(...)과 구매대행의 발달로 가성비 좋은 접안렌즈가 되었다. 경쟁자는 좀 있는데, 좀 비싸다 싶은데 화각이 60~72도 근처인 제품이 다 이 부류이다.
- 커다란 시야각을 가지는 딥스카이용 광시야 설계
텔레뷰사의 나글러가 대표적이다. 82도의 시야각을 가지며 그 이상의 제품도 열심히 개발, 출시되고 있지만 아직 가장 유명한 것은 나글러이다. 아이릴리프는 위와 비교해서 다소 짧다. 넓은 시야각으로 인해 주변시 활용이 용이해지며 우주유영 하는 듯 한 느낌을 경험할 수 있다. 밝은 딥스카이 대상을 박진감 있게 즐길 수 있는 것이 매력 포인트이다. 고배율 제품은 월면 관측 시 대단한 박진감을 느끼게 해 준다.[39] 경쟁자가 가장 많은 종류로, 이는 이것이 주로 딥스카이 관측에 사용되기 때문이다. 요즈음에는 중국산 제품이 저가, 고성능과 각종 편리 기능[40]으로 무장하고 나와서 굳이 텔레뷰사 제품이 아니더라도 충분히 좋은 제품을 구할 수 있다. 염가 제품으로는 대만 윌리엄 옵틱스, 중국의 징후아광학그룹(여러 이름으로 판매된다), Explore scientific 사 등에서 좋은 제품을 생산해 내고 있다. 주로 대구경 돕소니안 사용자들이 많이 구입한다.
- 렌즈 매수가 작으며 수차를 극한으로 줄인 설계. 사용하기 불편한 경우가 많음.
칼 자이스의 아베 오르소[41] 와 TMB사의 Supermono가 대표적이다. 렌즈 매수가 작아 가공 오차나 반사광이 적어 중심상은 가장 이상적이다. 보통 행성 관측가를 겨냥하고 나온 제품이 많으며 단초점이 대부분이다. 아이릴리프도 매우 짧아 5mm면 양반이다. 시야각은 넓으면 50도 정도이다. 오르소스코픽 접안렌즈 대부분이 이에 속하며[42] 1군 3매라는 충격적인 설계를 자랑하는 Supermono, 내장 바로우를 붙여서 그나마 좀 관측하게 편하게 해놓은 펜탁스 XO 등이 여기에 속한다. 정밀하게 설계되고 제작된 굴절망원경이나 정밀 미러를 탑재한 반사망원경 사용자들이 행성 관측용으로 선택한다. 경쟁자는 별로 없으며, 대부분이 일본제이고 일부가 독일, 미국제이다.
3.5. 필터
아이피스와는 달리 안시관측이나 사진에 모두 쓰는 액세서리이다.쉽게 말해 특정한 파장의 빛만 통과시킨다고 보면 된다. 주로 접안부에 부착하는데, 이게 또 다양한 파장의 빛이 있는 만큼 필터도 다양하다.
* 안시관측에 쓰이는 필터는 UHC 필터, OIII 필터, 색상 필터, 태양 필터, 문 필터, 편광 필터 등이 있다. UHC, CLS, Orion 스카이글로우 필터는 광해와 대비 필터로, 광공해를 줄여서 성운 관측하는 데 도움을 준다.[43] OIII 필터는 OIII 대역, 즉 옥시겐 3대역의 빛만 투과시키는 필터이다. 주로 행성상 성운과 초신성 잔해 관측에 많이 쓴다. 문필터와 편광필터는 달 관측에 많이 쓴다. 대구경 망원경에서는 달을 봐도 눈부시므로 빛을 일정하게 줄여주는데 사용한다. 다만 사진에도 사용할 수 있긴 하지만 문필터를 쓴다면 색이 초록색으로 붕괴된다.[주의]태양 필터는 이름에서부터 알 수 있듯이 태양을 볼 때 쓴다. 다른 필터들과 달리 접안부가 아니라 대물부분에 씌운다. 접안부에 씌우면 깨지는 경우가 많기 때문이다. 그 외에 색상 필터도 있다. 일정 색상을 들여보내거나 차단한다. 행성을 볼 때 사용하면 좋다.
* 사진촬영에 쓰이는 필터는 L-pro, L-enhance, L-extreme, Ha, HB, OIII, SII, 프린지킬러, 세미아포, UV/IR cut, 태양 Ha 등이 있다. 앞의 3개는 광해 필터로 UHC보다 더 차단을 많이 해준다.[45] Ha, hB는 Ha, HB 대역의 빛만 통과시키는데, 주로 이들이 발광 성운에 있는 빛이라 주로 발광 성운 협대역 사진에 쓰인다. 특히 Ha는 성운에 쓰면 빨간색이 강해진다. HB는 사진에도 쓰이지만, 안시에도 말머리 성운을 볼 때 전용으로 사용하기도 한다. 세미아포와 프린지킬러는 아크로매트 굴절에 쓰는 색수차 제거 필터이다. 물론 완전히 해결해 주지는 않는다. 또 UV/IR은 천체사진용으로 필터 개조된 카메라에서 적외선을 차단해 준다.[46]
또 SII는 SII 대역의 빛을 걸러 준다. 유황 대역인데, 허블 팔레트 색을 낼 때도 사용한다. 태양 전용 Ha 필터는 태양 필터와 조금 다른데, 일반 태양 필터보다 더 적은 빛만을 통과시킨다. 쌀알무늬나 홍염 관측에 사용하는데 태양의 더 드라마틱한 모습을 보여 준다.
3.6. 파인더
취향에 따라서 선택지가 여러 개 있다. 파인더는 크게 등배(레드 돗), 정립, 도립 파인더로 분류되며 등배파인더는 사용하기 매우 쉽지만 별이 잘 안 보여서 본격적인 딥 스카이 관측에는 부족함이 있다. 정립 파인더는 또 다시 2종류로 나눌 수 있는데 직각 정립과 그냥 정립으로 나눌 수 있다. 둘다 프리즘을 이용하며 약간의 광량 손실이 있다. 도립 사용에 어려움이 있는 사람들이 선택하거나 파인더만 똑 떼서 가방 안에 넣어 가서 여행지에서 간단하게 볼 사람들이 종종 구입키도 한다. 근데 의외로 도립 파인더 사용이 어렵지는 않으니 신중히 고려를 해야 한다. 도립은 일반 망원경의 축소판으로 상이 거꾸로 보이지만 의외로 사용하기 어렵지 않다. 양눈을 다 뜨고 보면 어지간히 사시가 아닌 다음에야 십자선이 교차하는 지점과 맨눈으로 보는 별을 겹칠 수 있다. 익숙해지면 직각정립보다 사용하기가 훨씬 편하지만 천정 근처의 대상을 찾으려면 목이 아프다(…)]
3.7. 천정프리즘&미러
자신의 망원경이 2인치 접안부를 지원한다면 그걸 사는 것이 차후 장초점 접안렌즈 선택에서 골을 덜 싸메게 할 것이다. 중국산의 영향으로 유전체 코팅으로 반사율을 올린 제품이 싸게 풀렸으니 그걸 구입해도 충분하다. 행성 관측을 전문적으로 할 것이라면 돈을 더 써서 정밀도가 높은 제품을 구입하는 것이 좋다.당연히 반사식(뉴토니안 계열)에는 해당하지 않는 이야기다. 천정프리즘 자체가굴절식이나 카세그레인식으로 접안부가 뒤에 달려 있는 망원경을 쓸 때, 고위도를 관찰하기 위해 경통부가 고개를 치켜들수록 관측자 시야는 거의 눕다시피 보게 되는 사태를 해결하고자 만든 악세사리이기 때문.
3.8. 부수기재
- 성도
행성관측자라면 아무래도 상관 없는 이야기지만 딥스카이 관측자라면 GOTO로 도입해서 볼 거 아니면 필수품이다. 종종 이걸 외워서 메시에 마라톤을 하는 사람도 있긴 하지만 어지간하면 사서 가자. 사진 성도와 그림 성도 2가지가 있는데 활용도는 아무래도 그림 성도가 높다. 검은 배경은 밖에서 잘 보이지 않기 때문이다. 하지만 사진 성도는 집 안에서 하늘을 상상하며 연습도 가능하며 직관적이어서 편한 사람은 이게 더 편할 수도 있다. - 별자리판
https://javalab.org/star_wheel이렇게 생겼다. 성도를 둥근 판 위에 그려놓고 그 위에 현재의 경위도/시각에 따라 관측 가능한 범위만 보이게 해 놓은 물건. 과거에는 학교 과학실 등에서 흔히 보이던 물건이었으나 요즘은 휴대전화 천문 어플리케이션으로 대체가 가능하다. 그러나 휴대전화는 야외에서 쓰기에는 낮은 기온으로 인한 배터리 라이프 하강과 액정 밝기로 인한 광공해 등의 문제로 본격 천체관측에 쓰기에는 여러모로 애로 사항이 많다. 별로 비싸지 않으니 하나쯤은 들고 다니는게 좋다. 단, 익숙해지면 이것 없이 바로 성도를 펼쳐서 사용할 수는 있다. - 가이드북
성도와 별개로 계절별로 볼만한 대상 등을 찾는 법과 관람 포인트 등을 망라해 놓은 책이다. "딥스카이 원더스", "오리온자리에서 왼쪽으로" 등의 번역된 책이 있으며 영어나 일어를 잘 한다면 외국에도 좋은 책이 많이 있으니 노려볼 만하다.사실 그림만 봐도 된다 - 암막, 후드 등 잡광 차단 장치, 열선 등 이슬 방지 장치.
후드는 지나친 복사 냉각을 방지하여 렌즈나 부경에 이슬이나 서리가 끼는 것을 방지하며 주변 잡광도 차단한다. 굴절망원경은 대부분의 경우 내장 후드로도 충분하나 관측지 상황에 따라서 열선 후드 등을 장착하기도 한다.
암막은 경통이 오픈된 트러스 돕에서 사용하며 어지간하면 구입 하는 것이 좋다. 관측자에 의해 생기는 열대류나 주변 잡광을 효과적으로 차단한다. - 레이저 콜리메이터나 기타 광축 조절 장치
대부분 반사망원경에서는 사실상 필수품이다. 숙련된 사람은 별상을 보고 조정(가장 정밀)하긴 하지만 1분 1초가 아까운 상황에서 냉각을 기다리며 광축을 맞추는 것이 가능하게 한다. - 암시야 장치
아주 어두운 하늘에서는 파인더의 십자선이 보이지 않아 대상 도입 시 약간의 고생을 하게 만든다. 이는 배경의 밝아짐 없이 십자선이 붉은 빛으로 빛나도록 만들어 준다. 요즘에는 광해의 영향으로 필요가 없어진다는 슬픈 의견 역시 존재한다. - 초점 미동장치
사실상 다카하시 사 망원경에만 해당한다. 다른 고급 망원경은 대부분 내장 사항이라서... 다카하시사 MEF는 감속비는 약간 낮으나 기계적 완성도가 대단히 우수함으로 돈값은 하는 물건이다. 행성 관측이나 사진 찍을 거면 어지간하면 구입하는 것이 좋다. - 돗자리
돗자리는 유성우 등의 이벤트 시 안락한 관측자리를 제공하며 굳이 유성우 때가 아니더라도 누워서 보는 은하수는 낭만 그 자체이다.
4. 안시 관측 팁
어둠이 눈에 익을수록 점점 밤 하늘에 별이 늘어난다. 보다 어두운 천체를 보고 싶다면 빛을 피하는 것은 필수다. 성도나 책, 망원경 등을 동작하기 위해서 손전등 같은 걸 사용해야할 때는 필터나 손을 사용해서 최대한 적은 빛을 사용하는 것이 좋다. 아니면 빨간색 손수건이나 셀로판지로 손전등을 가리고 최소한의 빛만 사용하자. 당연하지만 관측은 야간에 이루어지며 밤이슬, 서리, 추위 등이 모두가 문제다. 망원경에 서리가 끼는 것을 방지하는 장비도 있으므로 염두에 두고 최대한 따뜻하게 입을 것. 군필자라면 경험으로 잘 알겠지만 한 밤에 가만히 있으면 정말 춥다. 오래 앉아 있어야 하므로 낚시 의자 등도 유효하다. 안 그래도 추운데 이슬이라도 내리면...사람의 눈의 한가운데는 색상을 분간해내는 데 유리하지만 밝기를 판단하는 능력은 주변부가 낫다. 그러므로 색이 다른 쌍성이나 성운에 흐릿하게 나타나는 색상 등을 보는 데는 눈을 집중해서 보고자하는 천체를 보는 것이 좋지만 흐릿해서 거의 보이지 않는 천체의 경우에는 살짝 비껴보는 느낌으로 보면 오히려 잘 보이는 현상이 나타난다. 이를 주변시라고 하며 맨눈으로 밤 하늘을 보든지 망원경을 사용하던지 어두운 천체를 볼 때 사용하는 기본 스킬의 하나이다.
망원경으로 안시 관측을 할 때 두 눈을 모두 사용할 수 있으면 좋겠지만 그렇게 하려면 쌍안장치라는 거창하고도 값비싼 장비가 필요하기 때문에[47] 저렴하고 항상 휴대가 가능한 두 눈 중의 하나를 사용하는 외눈 관측에 길들여져야 한다.
편리하게 외눈 관측을 하는 방법으로는 안과용 안대를 이용하는 방법이 있는데 안대로 두 눈 중에 망원경을 보는 쪽의 반대편 눈을 가리고 관측을 하면 훨씬 수월하게 관측할 수 있으며 얼굴을 찡그리고 한쪽 눈을 감지 않아도 되니 잘생긴 얼굴을 망칠 일도 없다.
5. 천체사진 촬영
천체를 촬영하는 방법과 종류에 대해 서술한다.5.1. 고정촬영
쉽게 경위대를 위시한 카메라 촬영으로 별을 추적하지 않고 그대로 담아내는 촬영법이다. 카메라와 삼각대만으로도 충분하며 경위대로도 촬영이 가능하므로 주로 초보자들이 애용하나 웬만큼 숙달된 사람들도 취미로 몇 장씩 건져오는 게 대다수다.5.1.1. 점상촬영(단노출)
위 사진은 오리온자리이다.[48] 북반구라면 겨울에, 남반구라면 여름에 찍은것. 위 사진에서 오리온자리의 소삼태성이 아래로 가 있으므로 북반구에서 찍은 것으로 추정된다.
말 그대로 점상을 촬영한다. 별은 점으로 보이므로...
경위대식의 가장 흔한 촬영법인데 사실 망원경 없이 사용한다. 아무리 점상이라도 망원경을 사용해 화각이 좁아지면 3초만 노출해도 별이 움직인 흔적이 남기 때문.
간단하고 쉽기 때문에 무시하는 경우도 있지만 여기서 좋은 사진을 건져낼 수 있어야 일주 사진도 예쁘게 찍을 수 있다. 왜냐하면 이 촬영법이 간단하기 때문에 구도 연습을 하는데 매우 적절하기 때문이다.
별이 지구 자전으로 인해 흐르는 모습이 담기기 전에 노출을 끝내는 촬영법이다. 때문에 많은 수의 별을 촬영하는데에는 한계가 있으며 화각에 따라 다르지만 보통 15초 노출이 한계이다.[49] 그래서 많은 수의 별을 담아낼 수는 없다. 천체관측은 위에 서술되어있듯이 굳이 망원경 없이도 즐길 수 있는 취미라서 자신이 보고 있는 하늘을 그대로 카메라만으로도 담을 수 있어 라이트한 우주덕들이 애용한다. 이를 노출을 끝내지 않고 계속 노출시키거나 여러 장의 점상촬영을 합성해낸게 바로...
요즘은 스마트폰에서도 기본적인 단노출 점상촬영이 가능해진 수준에 이르렀는데 대표적으로 구글 픽셀 시리즈의 카메라에서 천체모드를 지원한다. 단, 별의 움직임이 그대로 찍히게 되기 때문에 무식하게 셔터를 내내 열어놓는게 아니라 몇십초 단위로 장노출로 끊어 여러장을 촬영한 뒤, 구글의 인공지능이 이걸 다시 합성해내는 방식이다.#
5.1.2. 일주운동 촬영
점상촬영이 어떻게 일주운동 촬영이 되는지는 위의 사진과 비교해보자.
이 글을 참조해봐도 좋다.
점상촬영을 여러 장 이어붙이거나 노출을 끊지 않고 계속 주어 별의 일주운동을 담아내는 촬영법이다. 대개 도심지에서 촬영할 경우는 점상촬영을 이어붙인다 장노출은 광공해까지 여과없이 담아내므로...시골에서도 여러장 이어붙이기를 애용하나 후자의 경우 역시 활발히 쓰인다.
별의 궤적[50] 을 그대로 담아낼 수 있어 풍경과 함께 촬영하는 경우가 많다. 궤적이지만 점상으로 담지 못하던 별까지도 담아낼 수 있기도 하고 적도의 없이 담아낼 수 있는 가장 아름다운 사진이므로 역시 카메라만 가지고도 충분히 아름다운 사진을 뽑아낼 수 있다. 즉 난이도가 점상과 더불어 낮은 데다가 장비도 딸랑 DSLR이나 폰카[51] 하나면 되므로 더더욱 좋다.
필름 카메라 시절에는 그냥 달랑 셔터를 열어두고 라면을 끓여먹건 텐트에서 잠을 자건 알아서(?) 사진이 나왔지만 디지털 카메라는 그렇지 않다. 디지털인 경우에는 노출을 끊지 않고 계속 주어 일주운동을 촬영하기엔 문제가 많기 때문에 디지털 카메라가 대중화된 이후에는 점상촬영을 이어붙이는 방법만 사용된다.[52] 디지털 센서의 경우에는 노출이 길어질수록 전원 문제가 심각하거니와 센서가 쉬지 않고 동작하다보니 발열과 그로 인한 노이즈를 버틸 수가 없기 때문이다. 게다가 센서의 수명에도 악영향을 주므로 인터벌 촬영과 같은 기능을 사용해서 점상 촬영을 이어가는 게 낫다. 이렇다보니 천체사진쪽으론 아직도 필름카메라가 많이 쓰이는 편이다. 특히 중형 및 대형 카메라.[53] 대표적인 장점이 바로 무한노출.[54] 카메라자체만으로 돈을 많이 써야하는 디지털카메라와 달리 필름과 카메라 그리고 릴리즈만 있으면 되기때문에 더욱 유리하다.
5.1.3. 도심 은하수 촬영
LPF 필터[55]가 제거된 카메라(풀스펙트럼 카메라)에 IR 필터[56]를 장착하여, 적외선 영역으로 도심에서 은하수를 촬영할 수 있다.[57]광공해는 가시광선 영역에 대부분이 포진되어있기 때문에, 근적외선 영역의 밤하늘에 크게 영향을 미치지 못한다는 점을 이용한 촬영 기법. 이를 이용하면 가시광선 영역이 차단되어 다채로운 색감의 은하수를 촬영하는건 어렵지만, 광공해가 가득한 도심지에서도 선명한 은하수 촬영이 가능하다.
도심은하수의 경우 굳이 관측지와 같은 어두운 곳에 가지 않더라도 도심지에서 충분히 은하수의 촬영이 가능하기 때문에 일부 층에게 열렬한 인기를 가진다. 단 LPF 필터를 제거하는 개조 비용이 다소 무겁고 개조된 카메라는 가시광선을 포함하여 적외선 영역을 모두 받아들이게 되기 때문에, 일반적인 카메라로 사용이 어려워져 무턱대고 하나뿐인 카메라를 개조했다가 후회하는 경우가 종종 있다.[58]
사실 기본적인 매커니즘은 적외선 촬영과 크게 다르지 않다. 다만 차이점이 있다면 일반 적외선 카메라의 경우 LPF 필터를 뚫고 들어오는 미세한 적외선 영역만을 이용해도 충분한 빛이 들어오기 때문에 LPF 필터를 굳이 건드리지 않지만, 어두운 빛을 이용해야하는 도심 은하수 촬영의 경우 미세한 적외선 영역으로는 은하수 촬영이 힘들기 때문에 아예 LPF 필터를 뜯어내버리는 것이다.
5.2. 점상 촬영(추적)
적도의를 사용해 천체의 움직임을 추적하여 촬영하는 방법들이다. 삼각대와 렌즈 또는 망원경, 카메라 정도만으로도 가능한 고정 촬영과 달리 적도의가 필수적으로 필요하며, 추적 정밀도를 높이기 극축망원경과 가이드 장비, 이를 컨트롤하기 위한 노트북 등 부가적으로 필요한 장비들이 크게 늘어나기 때문에 주로 숙달된 우주덕들의 영역이 된다.5.2.1. 피기백 촬영
가이드 촬영계에서 망원경이 필요 없는 유일한 촬영법으로 가대나 필요하다면 망원경 위에 카메라를 얹어놓고 추적해 사진을 담아내는 방식이다 점상촬영에 적도의가 더해졋다고 보면 이해하기 쉽겠다.가이드 촬영에서 그나마 라이트하고 난이도가 낮은 촬영이다. 망원경을 사용하기는 하나 망원경으로서의 기능보다는 카메라를 얹어놓는 기능이고 주 장비는 카메라와 적도의이다. 점상촬영에서 장노출을 못 주는 한계를 극복한 촬영법으로 보다 많은 별들을 담아낼 수 있다. 때문에 많은 천문인들이 선호한다. 게다가 적도의와 카메라 삼각대만 있어도 가능하기 때문에 뚜벅이들 사이에서 인기가 많다. 차량이 있어도 가볍게 촬영하는 사람들은 망원경을 집에 놓고 이 방식을 사용한다. 전용 장비까지 판매하고 있으니 말 다한 셈 게다가 화각도 넓기 때문에 오차가 있어도 확대하지 않으면 티도 안 난다. 오차보정에 애를 먹는 입문자들도 좋아하는 인기 최고의 촬영법.
사실 이 분야에 요즘 인기있는 장비로 포터블 적도의가 있는데 말 그대로 휴대용 적도의를 말한다. 크기는 컴팩트 카메라 만한 크기에서 커봐야 그보다 좀 더 큰 정도이다. 주로 단렌즈나 번들렌즈 수준의 가벼운 렌즈만 장착 가능하다는 단점이 있지만[59](물론 그 이상으로 활용하는 고수들도 아주 가끔 있다). 휴대하기 용이하다는 엄청난 장점을 자랑한다. 무게도 1kg이 안 되거나 조금 넘는 수준이며 크기도 크기이니 차량 없는 뚜벅이들도 가이드 촬영이 가능하게 해준 물건이며 큰 욕심 없이 가이드 촬영에 입문하거나 라이트하게 즐기는 데에도 무리가 없는 수준이다. 가격대도 일반 적도의보다 싼 만큼 가이드 촬영을 해보고는 싶은데 고액을 내며 깊게 빠질 생각까지 없다면 알맞은 제품들이다. 다만 크기 및 탑재중량의 한계 때문에 300mm이내의 망원렌즈나 짧은 초점거리의 가벼운 망원경을 올리는 정도가 한계이다. 그리고 역시 학생들이 사기엔 아직 무리가 있는 가격대이다.
돈이 부족하다면 직접 만들어보는건 어떨까? ‘Barn Door Mount’를 검색하면 국내외의 다양한 자료들을 볼 수 있다. 이 적도의는 쉽게 말해서 나무 판자 2장과 경첩으로 만든다고 할 수 있는데 구조가 매우 간단해서 자작하기도 쉽고 비용도 거의 안든다. 상용 제품보다는 정밀도가 떨어지지만 꽤 괜찮은 성능을 보여준다. 추적할 때 손으로 직접 돌리거나 모터를 달아서 추적할 수 있다.
5.2.2. 딥 스카이 촬영
천체 사진의 끝판왕. 이 한마디로 설명이 가능하다.피기백과 다르게 망원경과 적도의를 사용한다. 물론 촬영이니 카메라도 있어야 하지만 안시관측으로도 가능하므로...
f수가 적은 망원경이 촬영에 더 유리하다. f수가 길수록 상이 더 어두어진다.[60]
웬만한 장노출 없이는 잡아내기 힘든 심원천체들 위주의 촬영법으로 딥(Deep)이라는 단어의 뜻을 생각해보면 이해가 쉽다. 노출을 줄 수록 신경쓸 점이 많은 천체관측의 특성상 장비도 가장 많아야 하고 난이도도 가장 높다. 갓 관측을 배운 입문자들이 달은 찍어도 안드로메다 은하를 확대촬영 할 수 있겠는가. 가이드 촬영에는 엄청난 끈기와 노력이 필요하다.
가이드 촬영을 하는 대상들은 대부분 작고 어두운 편인데 장노출 촬영을 하게 되면 아무리 정밀하고 극축을 잘 맞춘 적도의라도 오차가 생겨서 별이 점상을 유지하지 못한다. 이런 오차를 보정하기 위해서는 주 망원경 외에도 옆에 장착하는 가이드 망원경이 필요하다. 예전에는 여기에 십자선 접안렌즈를 끼우고 눈으로 보면서 가이드를 했었지만 1980년대 이후로는 가이드용 CCD 카메라를 장착해서 컴퓨터로 자동 처리 하는 방법을 쓴다. 가이드용 경통과 카메라가 추가로 필요한 만큼 천체사진 방법 중에 가장 많은 비용이 필요하고 어렵다.[61]
하지만 끝판왕인 만큼 위의 촬영법들이 죄다 넓은 화각으로 하늘을 담아내는 촬영인데 반해 특정 천체를 확대해서 촬영할 수 있다. 이는 오늘도 우주덕들을 적도의 구매에 열올리게 하는 주범이고 안드로메다 은하는 기본, 성단이나 성운 등의 접하기 힘든 천체들도 사진으로 남길 수 있으며 이는 수작이건 습작이건 찍었다는 것만으로도 그 관측자의 숙련도를 상징한다. 더불어 천체의 특성상 사진이 매우 예쁘기 때문에 본인의 만족도도 매우 높아 숙련자들은 대개 이 촬영법을 선호한다. 애초에 한 천체를 집중 촬영하는게 예의 방식인 만큼 그 천체를 찾아내고 망원경에 잡는 것 자체가 어렵다. 스타호핑법이 괜히 숙련자들만의 방법이 아니다.
또 문제라면 역시 장비가 가장 많아야 한다는 점인데 적도의에 카메라에 삼각대에 기타 액세서리들에... 뚜벅이들은 웬만해선 할 수 없다.[62] 차량이 필수인 관측법이라 웬만한 베테랑들의 영역 우주덕이라면 도전해보자.
6. 어른의 취미
사진이란 게 다 그렇지만 그중에서도 장비값이 특히 만만치 않은데 후보정하는 프로그램 비용[63][64]까지 생각한다면 숙련도의 문제도 있지만 경제력의 문제가 더 크다. 젊은 층에서 관심이 아예 없지는 않을 법 한데도[65] 주 이용층이 40대 이상인 것은 이러한 이유에서 기인한다. 어찌어찌 저 프로그램들이나 프리웨어, 저가형의 대체할 프로그램을 찾았다 해도 가장 기본적인 장비만 사용하는 촬영 방식인 고정촬영법만 그 기본 장비인 삼각대랑 카메라값이 상당하며 피기백 촬영만 하려고 해도 제일 아끼고 아껴야 포터블 적도의인데 이거 싸봐야 60만 원을 웃돈다. 포터블 적도의의 특성상 가격이 곧 탑재중량인데 저가형 제품은 카메라 바디에 단렌즈나 번들렌즈 정도면 한계를 느끼기 때문에 60만 원대 이상은 사용해주어야 한다.하지만 딥스카이를 한다면 더더욱 지갑이 홀쭉해지는데 먼저 딥스카이라면 망원렌즈나 망원경이 있어야 한다. 이들의 가격은 정말 상상을 초월하는 수준이다. 망원경은 렌즈건 거울이건 수차를 보정하기 위한 제작자의 갖은 광학적 노력이 들어가는데 이러한 경우 값은 천정부지로 치솟는다 장비값에 몇백 몇천을 붓고 나서도 LPF 개조한다고 짜잘하게 몇십만 원 나가고 포터블 장비나 가이드 촬영 보정용 망원경을 또 사고 차랑용 배터리 개조해서 연결해주고 이러고 나면 끝인가 하면 이제 본격적 단계인 적도의를 구매해야한다(...) 적도의에 붙는 수많은 액세서리들은 또 어쩔 것인가. 적도의까지 마련했다고 해도 일단 이쯤 되면 그 장비들은 사람이 들고다닐 물건이 아니다. 차량은 필수다. 또 천체사진의 특성상 교외지역으로 나가야 하는데 이는 경제적 여유와 더불어 시간적인 여유 또한 필요한 부분이다. 때문에 대부분 경제적, 시간적으로 여유를 가지게 된 어른들의 취미 또는 학문으로 자리잡게 되었다.
대략 중학생에서 고등학생 정도이면 부모님의 지원을 받아 조그만한 망원경 한두 개쯤 장만하는 수준이며 성인이 되어야 비로소 포터블 적도의와 카메라 정도를 살 여력이 생기는 편이다. 그러나 이렇게 열정적인 학생들은 대개 사랑받는 편이므로 시간적 여유만 허용한다면 있는 장비들을 챙겨 관측지에 나가 이것저것 배우며 추가 장비도 얻어 써보고 이러는 편이 낫다. 물론 당연하지만 고가의 장비들인 만큼 허락을 받고 그것도 상대방이 "한번 사용해볼래?" 식으로 나올 때만 얻어써보자.
다만 펜탁스 일부 기종의 경우 카메라 자체만으로 점상촬영이 가능하기때문에 많이 환영받는다. 센서가 움직이면서 천체를 추적하는 기능으로 최대 300초까지 가능하다. 물론 본격적으로 찍기인 부족하지만 이 정도만 해도 왠만한 촬영이 가능하다. 참고로 펜탁스는 천체사진 쪽으로 특화되어있었던 회사로 필름 시절부터 천체 쪽으로 많이 알려져있다.
장비도 장비이지만 무엇보다도 대중교통이 끊긴 밤에 대중교통이 없는 인적이 드문 산봉우리나 오지를 몇십 kg에 달하는 장비를 갖고 찾아가야하기 때문에......차가 있어야 한다. 아니 딴 장비보다 맨 먼저 차부터 있어야한다....[66] 빼박 어른의 취미
아주 극소수의 청소년들은 이러한 어마어마한 악조건에도 불구하고 꽤 전문적인 천체관측 활동을 즐기기도 하는데, 실제로 국내 천체사진 공모전 입상작품을 보면 중고등학생[67]이 수준 높은 천체사진을 촬영한 경우도 의외로 적지 않다.[68] 물론 천체사진을 찍는 경우 부모님의 전폭적인 지원이 동반되는 경우가 대다수이며, 지원이 적어 장비는 둘째치고 관측지로 이동조차 원활하게 하지 못하는 케이스는 광공해의 영향을 덜 받는 달&행성 촬영이나 협대역 촬영으로 취미를 이어나가기도 한다.
7. 관측지
좋은 관측지의 조건은 다음과 같다.1. 해발고도가 높을 것.
2. 바다와 되도록 떨어질 것.
3. 주변에 높은 장애물이 적을 것.
4. 주변에 광원이 없을 것.
해발고도가 높으면 공기가 옅어져 별이 선명하게 보인다. 그런 이유가 아니라도 고지대일수록 좋은데, 고지대인 경우 주변에 시야를 방해하는 장애물이 적어지기 때문에 관측하기에 좋다. 대부분의 천문대가 산에 있는 것은 다 이유가 있는 것이다. 한편 바다와 떨어져야 하는 이유는 해무 때문이다. 바다는 안개가 끼기 매우 좋은 장소이며, 따라서 바다 근처의 관측지는 별을 볼 수 있는 시간이 줄어든다. 심지어 하늘은 매우 맑은데도 불구하고 별이 잘 보이지 않을 때도 있다. 공기 중 수증기의 영향을 받는 것.
가장 중요한 것은 주변의 광원. 천체사진은 장노출을 기본으로 깔고 들어가는 사진이다. 매우 어두운 천체를 사진으로 담아내려면 그만큼의 시간이 필요하기 때문인데 주변에 가로등 하나라도 있다면 조금의 노출에도 사진이 새하얗게 변해버리기 일쑤다. 이런 경우 아무리 좋은 장비를 가지고 있어도 딥스카이 촬영은 무리이고[69] 광시야 촬영을 해도 사진의 대부분을 빛공해가 침범하고 만다. 이러한 이유로 관측지에서는 차량 라이트도 함부로 못 키며 관측지로 진입할 때는 사전에 양해를 구하는 것이 기본이고 손전등조차 사용하지 않거나 양해를 구하고 붉은 천을 덧씌워 쓴다. 핸드폰 불빛도 안 된다. 다른 사람의 몇시간 노출을 한 순간에 망칠 수 있기 때문이다. 넓게는 산 너머의 광공해까지 여과없이 들어오기 때문에 주변에 장노출을 방해할 광원이 없는 곳은 최적의 관측지이다.
관측지는 상당히 중요한 요건인데 숙련도와 고성능의 장비로도 넘지 못 하는 장벽이 바로 관측지이기 때문이다. 뼈가 굵고 굵은 베테랑도 서울에서 천체사진을 찍는다면 좋은 사진을 기대하기 힘들다. 차라리 야경을 멋지게 찍어냈으면 찍어냈지[70] 천체관측/사진은 관측지가 98%라는 말이 공공연히 나올 정도로 관측지가 중요하다. 호주에서 갓 천체사진에 입문한 학생의 사진이 경기도에서 베테랑이 찍은 사진을 압도하는 것은 관측지의 중요성을 여실히 보여준다.
7.1. 한국의 관측지
수많은 관측지들이 개발로 인한 빛공해로 사라지고, 또 사진 동호회나 일반인들에게 알려져 관광지로 변해버리는 걸 보아왔기 때문에 천체 동호인들은 좋은 천체 관측지를 공개하는 것을 극도로 꺼린다.[71][72] 좋은 천체 관측지를 가보고 싶다면 장시간 동안 천체관측 커뮤니티를 눈팅하거나, 동호인 개개인에게 직접 연락하여 알아내는 방법 밖에 없다. 또는 직접 본인이 밤마다 발품을 팔아 찾는 방법도 있다. 어떤 경우로도 방문시에는 꼭 관측지 매너를 지키도록 하자. 이제 정말 몇 군데 남지 않았다.게다가 경상도나 전라도 출신 서울 거주 우주덕들은 북부로 관측을 갔다가 때때로 한 가지 생각지 못 한 문제를 맞닥뜨리게 된다. 바로 한국이 분단 국가임을 새삼 체감하게 되는 것. 남부 지방의 산들과 달리 경기도 북부나 강원도 북부의 산에서는 좀 으슥하다 싶은 골짜기에는 100% 군부대 시설이 들어서 있다.
당연하지만 대중교통 진입이 굉장히 까다롭다. 대중교통 특성상 사람이 자주 왕래하는 곳에서 정류장이나 역을 세울 수밖에 없고, 설령 정류장을 어두운 곳에 세운다 한들 지자체에서 안전을 확보하고자 가로등을 주변으로 넓게 설치하기 때문에 관측지와 대중교통 접근성이 양립하는 것은 근본적으로 불가능하다. 그래서 자동차가 없는 뚜벅이 관측자들은 관측지로 향하는 다른 관측자의 차를 빌려 타거나 카풀하여 이동하는 경우가 많다.
8. 관측 방해 요소
8.1. 날씨
아마추어 천문학자는 거의 대부분 광학 망원경을 사용하기에, 날씨가 가장 큰 영향을 받는다. 눈, 비는 말할 것도 없고 구름이 끼어도 관측을 어렵게 만든다. 전문 학자들이 연구에서 사용하는 우주망원경은 대기권 밖으로 높이 떠 있으므로 날씨와 상관없이 관측할 수 있으며 빛공해 영향도 없다. 대기가 없으므로 시상이나 대기의 투명도 영향도 받지 않는 장점이 있다.8.2. 빛공해
빛공해는 예전 부터 천체관측에서 가장 큰 방해요소 였고, 천문대는 어쩔 수 없이 인적이 거의 없는 산꼭대기에 세울 수 밖에 없었다.[73]8.3. 인공 위성
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| 사진 속에 보이는 저 사선들이 모두 인공위성이다. | |
일론 머스크의 스페이스X는 12000개의 위성을 띄워 전세계 어느 곳에서나 인터넷이 가능하도록 하는 스타링크 프로젝트를 진행하고 있다. 문제는 위성이 너무 많다는 것이다. 사실 예전에도 ISS 같은 것이 천문 사진에 피해를 주는 경우가 있었는데, ISS 의 위치는 실시간으로 확인할 수 있으니 피해서 관측하면 된다. 그런데 스타링크는 피해서 관측하는 것이 불가능한 상황이 되었다.
천문학 관련 사이트에서는 이를 우려하는 기사를 여러번 올렸었다. #1 #2 #3
스페이스X 에서는 특수 코팅으로 빛반사를 줄이겠다고 하였으나, 이미 천체망원경이 매우 어두운 천체를 관찰하는 물건이므로 큰 효과가 없다고 한다.
8.4. 달
천체관측, 특히 딥스카이 천체사진을 촬영하는 관측자들 입장에서 달은 굉장히 방해되는 복병이다. 특히 반달이나 보름달의 경우 굉장히 크기가 크고 밝기 때문에 밤하늘 전체를 밝게 비춰버린다.[74] 그래서 많은 천체사진 촬영자들은 달이 높게 뜨고 밝은 날에는 아예 관측을 나가지 않는 경우도 왕왕 있다. 대신 달이 일찍 지는 그믐 주간이나 삭은 밤하늘이 달빛의 영향을 받지 않기 때문에 딥스카이 촬영이 수월해진다.9. 참고 외부 링크
10. 관련 문서
- 메시에 천체 목록
- NGC
- 계절별 별자리
- 전국학생천체관측대회
- 한국천문올림피아드 (KAO)
- 국제천문올림피아드 (IAO)
- 아시아-태평양 천문올림피아드 (APAO)
- 국제 천문 및 천체물리 올림피아드 (IOAA)
- 국제 천문 및 천체물리 e-경시대회 (GeCAA)
[1] 심지어 태양망원경을 사용해서 관측하는 사람들도 있다.[2] 안시등급 마이너스~1, 2등급(등급이 낮을수록 더 밝다) 정도의 태양계 행성들과 몹시 밝은 일부 항성들 정도. 당장 2.5등급인 북극성도 서울 도심 하늘에선 찾을 수 없다.[3] 낮에 별이 안 보이는 것과 같다고 보면 된다. 근데 밤하늘도 그리 어둡지 않아서 문제.[4] 대학 새내기들에게 천문 동아리는 비교적 인기가 있어서 초기에 많은 사람이 가입하지만 첫 관측회에서 망원경을 들여다 본 뒤 자기가 상상했던 것과 많이 다르다는 것을 깨닫고 더 이상 활동하지 않는 사람들 또한 많다. 때문에 2학년이 될 때까지 동아리에 남는 사람은 소수.[5] 그나마 달은 지구와 가장 가까이 있어서 크레이터도 볼 수 있기 때문에 언제 봐도 좋은 든든한 국밥같은 존재고, 목성과 토성은 덩치가 커서 이들의 대표적인 특징인 줄무늬와 빛나는 4개의 갈릴레이 위성들, 그리고 특유의 굵직한 고리를 실물로 볼 수 있기 때문에 인기가 좋다.[6] 이중성 등 다중 성계나 성단 관측 등이 해당한다. 망원경은 맨눈보다 분해능이 크기 때문에 맨 눈으로는 1개인 별로 보였더라도 망원경으로 보면 분해되어 다중성 본연인 여러 개 모습으로 보인다. 아니면 맨눈으로 안 보이는 점 하나하나를 찾는 맛으로 망원경(일반적으로 쌍안경)을 가져다 대는 경우도 있다.[7] 이 또한 망원경으로 본다고 해서 과학책 사진 처럼 화려한 컬러 모습을 기대해서는 안 된다. 망원경 성능과 관측지 환경마다 세부 디테일들이 더 잘 보이거나 덜 보일 순 있지만 거의 색깔을 느끼기는 어렵다. 흑백사진 정도로 보인다고 생각하면 된다.[8] 군필자라면 이 붉은 셀로판이 무슨 용도인지 알겠지만, 별자리판을 확인할 수 있을 정도로 적은 광량만 나오게 하는 용도다. 군용 ㄱ자 플래쉬는 아예 붉은 셀로판 뚜껑을 기본 액세서리로 장착하고 있다. 물론 군용은 천체관측이 아니라 등화관제 때문에 광량조절판이 달려있다.[9] 경통을 지탱하는 접점이 경통 바깥의 양쪽이 아니라 아랫쪽 한 지점이니 당연히 무게가 한 쪽에 집중된다.[10] 정확히 말하자면 별은 가만히 있고 내가 서있는 지구가 도는 것이지만...[11] 원하는 대상을 찾은 후 함께 관측하는 친구에게 보여주려고 잠깐 눈을 땐 순간 이미 시야에서 사라지고 없다.[12] 경위대(돕소니안)로 사진을 찍고 싶을 경우 필드 로테이터라는 장비를 추가하여 촬영하고자 하는 대상물의 회전도 보정해주어야 하는데, 이는 주로 도저히 적도의에 올릴 수 없는 대형 망원경을 쓰는 천문대에서 사용하는 방법이다. 대형 천문대는 어차피 기단부 자체가 컴퓨터로 제어되기 때문에 기단부가 필드 로테이터 기능도 겸하고 있는 셈이다.[13] 이를 적도좌표계라고 한다.[14] 화각과 대상의 적위에 따라 이 한계시간은 달라진다. 확대할수록, 적위가 낮을수록 줄어든다.[15] 쉽게 북극성에[16] 정확히 북극성에 맞추는 것은 아니다. 지구 자전축에 가장 가까운 별이 북극성이기 때문이지 북극성이 완벽히 지구 자전축에 박혀있는 별이 아니다. 따라서 어플 등을 통해 정확히 지구 자전축에 맞추는 세부작업이 필요하다.[17] 좀 비싸다 싶은 건 내장이다.[18] 30초~ 1분 정도의 노출 시간으로 촬영하는 것[19] 물론 사진의 퀄리티는 적도의에 비해 떨어질 수밖에 없다.[20] 아크로매틱이라도 대단히 비싸다. 이 정도 돈이면 60cm 이상의 반사망원경을 살 수 있다.[21] 저분산 유리나 형석, 혹은 값비싼 고분산 유리를 조합할 경우[22] 작은 구경에서 오는 별상의 똘망똘망함이다. 다만 구경이 작기 때문에 딥스카이는 영..... 밝은 성운 위주로 관측하고 은하수 아무데나 둘러보는 용도로 자주 쓰인다. 혹은 사진 촬영이나 행성용...[23] 게다가 스튜디오 카메라는 구경만 큰 게 아니다. 일반 망원경과 달리 그 앞으로 툭 튀어나온 부분 전체가 경통이 아니라 렌즈 조합이다. 이는 스튜디오카메라보다 작은 ENG카메라도 마찬가지. 본체에서 앞으로 툭 튀어나온(보통 왼손으로 잡는) 부분 전체가 렌즈를 수십 장 겹쳐 바른 것이다. 참고.[24] 부경차폐라 한다[25] 사진촬영은 소구경 망원경을 사용하여도 셔터 스피드를 늘리는 방법으로 빛을 더 모을 수 있지만 사람 눈은 그렇게 할 수 없어서...[26] 저분산 ED렌즈나 형석(FL) 렌즈 같은 것들[27] 뉴토니안을 기준으로 서술하였음. 리치 크레티앙이나 돌 커크햄 방식 반사망원경은 다른 방식으로 해결[28] 관리의 편함, 더 정밀하게 연마된 렌즈에서 오는 더 높은 해상력, 회절상 없음 등[29] 장초점으로 가게될 경우에는 리치 크레티앙이나 돌 커크햄 반사 망원경 또는 복합광학계로 가게된다.[30] 사실 힘이 세더라도 12인치 이상의 돕소니안의 경우는 부피로 인해 불가능하다고 보는 것이 맞다.[31] 배율은 올릴수록 상이 어두워질 뿐만 아니라 회절 한계에 다다르기 때문에 의미가 없어진다.[32] 없이 관측이 가능하긴 하지만 장기관 관측 시 치명적인 목 부상을 야기할 수 있다.[33] H II 영역의 파장이 딱 650nm ~ 700nm에 걸린다[34] 이렇게 개조하게 되면 적외선 영역까지 반응하여 사진이 전반적으로 붉게 찍혀 일상생활에는 사용이 어려워진다. 일상생활과 병행해서 사용하고자 한다면, 렌즈 앞에 별도의 IR cut 필터를 달거나, 센서앞에 700nm정도까지 확장된 IR cut 필터를 다는 방법이 있다. 이런식으로 순정발매된 카메라가 니콘 D810a, 캐논의 Eos Ra[35] 물론 가격과 용도에 따라 냉각장치가 빠진 것들도 있다[36] 전공자가 아니라 정확히 설명이 어려운데 그냥 빛을 전기신호로 잘 바꾸는 효율정도라고 해두자[37] 이 경우 망원경과 카메라 사이에 필터 휠을 설치하여 R G B L 채널을 4개로 나누어 따로 촬영하고 합성하는 방식을 사용[38] 물론 지금은 중국산 염가 제품이 상당한 퀄리티를 뽐내고 있어 그런 인식은 거의 사라졌다.[39] 월면 관측을 무시하는 경향이 있는데 작정하고 보면 몇 년 동안 즐길 수 있는 게 월면이다. 매일매일 변하기 때문에 그림자의 변화를 비교하는 것도 소소한 재미다.[40] 질소 충전으로 내부에 습기가 찰 걱정이 없다든가 생활방수로 이슬이 맺혀도 큰 걱정이 없다든가... 오히려 비싼 제품에 없는 기능이다.[41] 10mm가 하늘 가는대로 12화에 잠깐 나온 적이 있다. 세트 판매만을 하는 제품이 왜 하나만 있냐는 큰 의문이다. 게다가 저거 개당 가격이 100만 원 가까이 하는 데다가 한정품이다...[42] 광학적으로 가장 이상적인 설계[43] 주의할 것은 은하나 성단에는 오히려 가시광선을 줄여 역효과를 낸다는 것이다.[주의] 빛을 줄여준다고 해서 태양을 볼 때 써도 아무 효과 없이 실명한다.[45] 다만 색감이 이상해 질 때도 있으니 주의.[46] 천체사진을 찍을 때는 Ha 빛과 적색을 걸러주는 로우 패스 필터, 즉 LPF를 없애 준다. LPF1 개조는 적외선 차단을 없애 주고, LPF2 개조는 Ha를 걸러주는 필터를 없애 준다. 그렇게 해서 적외선 필터까지 한번에 개조된 카메라는 사진 찍을 때 별상에 적외선 번짐이 일어난다. 그를 방지하기 위한 것.[47] 쌍안으로 관측할 수 있게 해주는 비노큘러라는 장치가 있기도 한데, 이 경우 망원경은 하나만 있어도 되지만 접안렌즈는 똑같은 제품이 두개가 필요하다.[48] 사진 가운데 부분의 세 별들이 모여있는 삼태성과 그 주변의 4개의 별이 기본을 이루는 별자리. 참고로 왼쪽 아래의 밝은 별이 그 유명한 큰개자리 시리우스, 왼쪽 위의 밝은 별이 작은개자리 프로키온이다. 오리온자리의 베텔게우스(오리온자리에서 왼쪽 위에 있는 별)와 셋이서 겨울의 대삼각형을 이룬다.[49] 노출 시간 설정엔 "500 rule"이라고 해서, 점상촬영시 500을 렌즈의 초점거리로 나눈 값 이하로 셔터스피드를 설정하는 방법이 유명하다. 예를 들어, 24mm 렌즈를 사용하면 500/24=20.833 이므로 셔터스피드를 20초 이하로 설정하는 식이다.[50] 이렇다고 별 궤적 사진이라 부르진 말자. 일주 사진이 올바른 표현이다.[51] 프로모드나 전문가 모드를 지원해 장노출이 가능해야 한다.[52] 대체적으로 30초가 최대이며 벌브모드로 무한정으로 노출을 줄수있지만 대부분 30초이상 노출시 문제가 생긴다. 중형카메라의 경우 최대 1시간까지 노출가능하다.[53] 필름이다 보니 화질을 최대한 높일려면 큰 필름을 써야하거니와 35mm처럼 많이 찍을 필요가 없기때문이다.[54] 단, 아무리 필름카메라여도 전자식으로 작동되는 경우 배터리가 필요하기때문에 무한노출이 불가능하다. 그래서 어느정도 개조를 하거나 아예 기계식 카메라를 쓴다. 펜탁스 67ii처럼 천체쪽으로 특화된 경우라면 배터리가 있더라도 벌브모드에선 배터리를 전혀 안쓴다. 대형 카메라의 경우 T모드가 있기때문에 전혀 문제없다.[55] Low Pass Filter의 줄임말. 적외선 영역이 센서로 들어오는 것을 막아주는 필터이다.[56] 근적외선 영역을 제외한 빛들을 차단해주는 필터[57] 타 촬영방법에 비해 굉장히 궤를 달리하는 방법이기 때문에 별도 항목으로 분류하여 서술.[58] 낮에는 촬영하는 사진이 전체적으로 붉은 색감을 띠게 된다. 화이트밸런스를 조절하면 어느정도 일반 카메라처럼 사용할 수 있지만, 일반 카메라에 비해 색감이 이상해지는 것은 어쩔 수 없다.[59] 호환이 안 되는 게 아니다. 사람마다 다르지만 대체로 300mm급이 넘어가는 렌즈를 끼면 휴대용 적도의 한계상 진동에 매우 취약해지고 제 성능을 못내며 노출을 오래 못 준다고 한다. 한계 중량이 그렇게 큰 물건이 아니다.[60] 물론 안시관측시에는 별 차이가 없다[61] 가이드 시스템을 쓰지 않고 오차보정 없이 적도의와 모터의 성능에만 의존하는 촬영 방법은 노터치 촬영이라고 한다. 표류이탈법 등을 이용하여 극축을 정밀하게 맞추고 하고 무게중심도 완벽히 맞춰서 오차를 최대한 줄여야 한다. 그렇게 해도 적도의 웜기어의 기계적인 오차에 따른 주기오차로 별이 길쭉하게 나오는 경우도 있다(짧은 초점거리를 사용하고, 노출시간을 줄이고, 촬영매수를 늘리는 방법으로 극복할 수는 있다).[62] 물론 카트 등을 이용해서 8인치 급 경통을 도보+대중교통만으로 운반하는 사례가 없는 것은 아니나, 20대 초반의 체력과 열정이 아니라면 거의 불가능하다[63] DSS 합성의 경우 합성 후 나온 tif 파일을 바로 포토샵으로 직행시켜 레벨값을 조정해주는 게 정석인 수준이다. 그 포토샵의 가격을 생각하면 학생층은 허리가 접힐 지경인데 이 프로그램이 천체사진 준비물 중에서 가장 싼 편에 속한다.[64] 타임랩스 촬영으로 넘어가려면 기본으로 사용하는 프로그램이 이거다. 단 기본적인 편집 정도는 무비 스튜디오로 충분하다. 그 외에 어도비 라이트룸과 픽스인사이트도 많이 쓴다. 위의 DSS는 무료지만, 픽스인사이트는 20~30만원대이다![65] 천문학 항목에 나와있듯이 천문학과로의 진학 비율은 높은 편이다.[66] 물론 비교적 가벼운 망원경을 이용하거나 포터블 적도의와 같이 뚜벅이에 특화된 장비 세팅을 마련하여 대중교통으로 다니는 관측자들도 존재한다.[67] 이따금씩 초등학생도 보인다(!)[68] 의외로 적지 않다는거지 성인 나이대에 비하면 아주 조금이다.[69] 딥스카이의 경우 사실 광공해가 매우 심하지 않는 한 해당 구역에만 광원이 영향을 끼치지 않으면 숙련자의 경우 어찌어찌 해나갈 수는 있다.[70] 천체사진은 야경사진과 일맥상통하는 점이 많다.[71] 장소 검색을 막기 위하여 은어를 사용하기도 한다.[72] 실제로 많은 관측지들이 일부 악성 캠핑족이나 차박족에게 유출당해 쓰레기나 불빛으로 뒤덮이는 바람에 천체관측 자체가 불가능해진 케이스가 굉장히 많다. 위치가 유출되어 관측지가 사라져버린 일이 수십번으로 달하다 보니, 결국 검증된 관측자에게만 개인적으로 알려주는 방식이 자리잡게 되었다.[73] 그런데 한국의 경우에는 산 꼭대기에 천문대를 세울 시 서울쪽 빛공해 영향을 많이 받아 산 중턱에 세운 천문대도 있다고 한다.[74] 보름달의 경우 밤하늘 한가운데서 가로등을 비추는 것과 별반 다르지 않다.