[천체망원경 구입가이드 2] 망원경은 어떤걸 사야하지? (마운트의 선택)
[천체망원경 구입가이드 2] 망원경은 어떤걸 사야하지? (마운트의 선택)
  • 가두연 기자
  • 승인 2019.10.24 16:15
  • 댓글 0
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천체망원경을 크게 나누면 경통, 마운트(가대라고도 합니다.), 다리(흔히 삼각대를 사용하며, 돕소니언 방식은 다리 없이 경통과 마운트로만 구분됩니다.)로 구분할 수 있습니다. 경통은 크게 굴절망원경과 반사망원경, 슈미트-카세그레인과 같은 반사굴절망원경으로 나뉩니다. 굴절망원경은 렌즈를 이용해 빛을 굴절시켜 모으는 방식이고 반사망원경은 오목한 거울을 이용하여 빛을 반사시켜 모읍니다. 반사굴절망원경은 반사망원경과 같이 빛을 반사시켜 모으지만, 보정판이라는 특수한 판유리 형태의 렌즈가 천체망원경의 앞부분에 장착되어 있습니다. 이 보정판에 따라 슈미트방식과 막스토프방식 등으로 구분됩니다.

경통은 어두운 빛을 모아 우리 눈에 밝게 보여주는 역할을 합니다지난시간 소개해 드렸듯 자신의 상황에 맞추어 경통을 선택하시면 됩니다하지만 경통만큼 중요한 부분이 있습니다바로 구동부인 마운트입니다흔히 가대라고도 불리는 마운트는 경통을 자신이 원하는 방향으로 움직이도록 해주고 경통을 지지하는 중요한 역할을 합니다. 경통이 아무리 크고 훌륭하더라도 마운트가 부실하면 경통이 흔들려서 관측이 불가능하며 대상을 찾는데에도 큰 어려움이 발생합니다.

여러분 중에는 쌍안경을 통해 별이나 달을 관측하신 분들이 계실겁니다. 대부분의 쌍안경은 구동부가 없이 경통만으로 이루어져 있습니다. 두손으로 경통을 지지하고 접안부에 눈을 대고 하늘을 관측합니다. 살짝 흔들리긴 하겠지만 자신이 보고자 하는 별과 달은 쉽게 찾을 수 있습니다. 쌍안경이 구동부 없이 사용 가능한 이유는 무게가 가벼운 이유도 있지만, 배율이 낮기 때문입니다. 쌍안경의 배율은 대부분 고정되어 있으며 12배 이하로 구성되어 있습니다. 배율이 낮다는 것은 상대적으로 넓은 부분을 관측한다는 것입니다. 넓은 부분을 관측하기 때문에 대충 향해도 대상이 시야안에 들어오고, 조금 흔들려도 대상이 시야 밖으로 벗어나지 않습니다. 하지만 쌍안경을 제외한 천체망원경은 상황이 다릅니다. 쌍안경보다 훨씬 무거운 경통을 손으로 들고 관측한다는 것은 상상하기도 힘들고, 특히나 40배 이상으로 관측하는 천체망원경은 대상을 찾기도, 시야안에 고정시키기도 불가능합니다. 쌍안경도 20배 이상의 고배율 쌍안경의 경우 손으로 들고 대상을 관측하기 어렵습니다. 그렇기 때문에 경통만큼이나 마운트가 중요합니다. 특히나 별을 자동으로 찾아주는 GOTO 기능이 내장된 마운트는 더욱 정밀할 필요가 있습니다. 이번시간에는 천체망원경의 구동부인 마운트에 대해서 소개해 드리겠습니다.


마운트의 구분

경통이 굴절식과 반사식 등으로 구분되는 것처럼 마운트 역시 적도의식과 경위대식으로 구분됩니다. (사실 고등학교 지구과학 시간에 배운 내용입니다^^).

경위대식 마운트
우선은 이해하기 쉬운 경위대식부터 살펴보겠습니다.
경위대식은 방위각과 고도각으로 움직입니다. 방위각은 정북방향을 기준으로 시계방향으로 360도 나눈 각도입니다. 정북이 0, 정동이 90, 정남이 180, 정서가 270도가 됩니다. 고도각은 지평선부터의 각도입니다. 지평선부분이 0도가 되고, 머리 꼭대기(천정)부분이 90도가 됩니다. 쉽게 이야기하면 경위대식은
상하(고도)좌우(방위)’로 움직입니다. 카메라삼각대의 헤드 부분도 경위대식이라고 할 수 있습니다.

[경위대가 별을 추적하는 경로]
[Vixen사의 소형 경위대식 마운트]

경위대식 마운트가 움직이는 방식은 직관적으로 알 수 있습니다. 우리의 머리가 움직이는 방식과 똑같기 때문입니다. 처음 천체망원경을 접하시는 분들도 경위대식 마운트는 쉽게 조정할 수 있습니다. 구조도 간단합니다. 가장 간단한 구조로 이루어진 돕소니언 방식 역시 경위대식입니다.

[Skywatcher사의 돕소니언 망원경]

돕소니언 방식을 보시면 그 구조가 매우 간단함을 알 수 있습니다. 뉴턴식 반사망원경이 상하좌우로 움직이는 간단한 경위대식 마운트에 올라가 있습니다. 마운트와 경통이 연결되는 축을 기준으로 경통은 상하로 움직이고, 마운트 자체가 좌우로 회전합니다. 나무로 제작되어진 돕소니언 마운트를 보면 나도 만들 수 있지 않을까?’ 생각되실 겁니다. 물론 약간의 손재주만 있으시면 직접 만드시는 것이 어렵지 않습니다. 다양한 모양의 돕소니언 망원경들이 아마추어들의 손에서 만들어집니다.

[아마추어들이 자작한 돕소니언 망원경]

구조가 단순하다보니 고장도 잘 나지 않고 값도 쌉니다. 자동추적기능이 없는 수동 경위대식 마운트의 경우는 어딘가 부러지지 않는 이상 고장날 일이 없습니다. 문제가 있다면 단지 십자드라이버 하나 들고 뜯어보고 조이면 됩니다. 같은 가격대비 큰 구경과 사용의 간편함, 구조의 단순함 등의 이유로 저 개인적으로 초보자들에게 추천하는 방식이 돕소니언 천체망원경입니다. 물론 큰 크기의 천체망원경을 움직이기 위해서는 차량이 필요합니다. 대학생때에는 구경 12인치(300mm) 돕소니언 천체망원경을 둘이 들고(한명은 경통을 짊어지고, 한명은 마운트를 들면 됩니다.) 경춘선 무궁화호를 타고 별을 보러 떠난 적이 있지만, 그때에나 가능한 일이었고, 지금은 불가능합니다.... 요즘은 경위대식, 심지어 돕소니언 천체망원경에도 자동추적기능(GOTO기능)이 장착되어서 자동으로 별을 찾아주고, 별을 추적해줍니다.

[Skywatcher사의 GOTO기능이 내장된 돕소니언 반사망원경]
[화천조경철천문대의 1M 주망원경, 경위대식으로 제작된 것을 알 수 있습니다.]

 

적도의식 마운트
다음으로 적도의식 마운트를 살펴보겠습니다. 지금 대부분의 적도의식 마운트는 독일식 적도의로 독일식 적도의를 기준으로 설명드리겠습니다.

[Bresser사의 독일식 적도의 마운트]

위 사진과 같이 마운트가 마치 T자 형태로 되어 있는 것이 독일식 적도의입니다. 이 형태는 우리에게 익숙한 모양입니다. 사실 돕소니언 천체망원경은 처음 보는 사람들에게 도저히 천체망원경으로 보이지 않습니다. 하지만 굴절망원경이 올라간 적도의 마운트는 대부분의 사람들이 생각하는 근사한 천체망원경이라  주위 사람들이 알아봅니다. 사실 들고 다닐 때 폼나는 것은 경위대식 보다는 적도의식이라고 생각합니다.
 
하지만 적도의식은 경위대식만큼 쉽게 움직이기 어렵습니다. 상하(고도)좌우(방위)로 움직이는 경위대식과 달리 적도의식은 적경방향과 적위방향이라는 다소 생소한 방식으로 움직입니다. 이러한 방식으로 움직이는 이유는 별을 따라가기 쉽게 만들었기 때문입니다. 적경과 적위의 기준이 북극입니다. 하루밤동안 하늘의 천체들은 북극을 중심으로 움직입니다. 우리 지구가 북극을 축으로 삼아 자전하고 있기 때문입니다. 북극을 중심으로 북극과 90도를 이루는 가상의 원이 적도입니다.(적도의식 마운트의 이름이 여기서 나왔습니다.) 이 적도에서 북극까지의 각도를 적위라고 하며 적도는 적위 0, 북극은 적위 90도가 됩니다. 적도 아래쪽(북반구에서는 남쪽방향입니다.)은 마이너스(-)로 표시합니다. 경위대방식의 고도와 비슷한 개념입니다. 적경은 경위대식의 방위와 비슷합니다. 방위각이 지평선을 따라 각도로 표시한 것이라면 적경은 적도를 따라 각도를 표시한 것입니다. 기준은 황도(태양이 1년동안 움직이는 길)와 적도가 만나는 춘분점입니다. 문제는 특이하게 적경은 도분초방식을 쓰지 않고, ‘시분초방식으로 표시한다는 것입니다. 원 한바퀴를 360으로 나눈 것이 이고, 원 한바퀴를 24로 나눈 것이 입니다. ‘로 변환하면 6(6h)90(90°), 12(12h)180(180°), 18(18h)270(270°)가 됩니다. (°)가 아닌 시(h)로 표시한 것은 근대에 적경을 측정하는 것이 쉽지 않아서 항성시계(항성시를 측정하는 시계)라는 특별한 시계를 제작하여 이로 측정하였기 때문입니다.
글로 설명하려니 매우 복잡하였습니다. 아래 그림을 참고해 주시기 바랍니다.

[적도의가 별을 추적하는 경로]

적경과 적위가 바로 이해되기 어려운 이유는 그 기준이 우리 눈에 보이는 것이 아닌 가상의 선들이기 때문입니다. 방위각과 고도는 우리 눈에 보이는 기준이 있습니다. 바로 지평선입니다. 다시 설명드리면 지평선에서 위로 각도를 잰 것이 고도, 북쪽부터 지평선을 따라 시계방향으로 잰 각도가 방위입니다. 하지만 적경과 적위는 그 기준이 지구의 자전축인 북극과 북극과 90도 각도의 가상의 원인 적도입니다. 제가 장담컨대 하늘의 북극과 적도를 바로 찾아내는 사람은 아무도 없을 겁니다. 흔히 북극은 북극성이 아니냐고 하실지 모르지만, 북극성이 정확한 북극은 아닙니다. 북극성은 단지 북극과 가장 가까운 별일 뿐입니다. 실제 북극성과 북극은 1도정도 차이가 나며, 북극성 역시 북극을 중심으로 돌고 있습니다. 북극과 적도, 심지어는 춘분점이라는 가상의 기준들이 적경과 적위라는 개념을 어렵게 만듭니다. (지구과학을 포기하게 한 장본인들입니다.)
문제는 하늘의 별들이 이 기준들로 움직이고 있다는 것입니다. 적도의식 마운트는 이런 기준들에 따라 T자 형태로 두 축이 있습니다. 삼각대와 붙어있는 아래 축은 적경축으로 적경축을 중심으로 움직이면 적경이 바뀝니다. 천체망원경에 붙어있는 축은 적위축으로 움직이면 적위값이 변합니다.
 
적도의식 마운트는 우리에게 익숙하지 않은 방식으로 작동하기 때문에 처음 접하시는 분들은 사용하기 까다롭습니다. 특히 경위대식에 비해 복잡한 구조로 무게 역시 경위대식에 비해 훨씬 많이 나갑니다. 또한 적위축 한쪽 끝에 천체망원경이 부착되는 구조로 그 무게를 상쇄하기 위해 반대편에 무게추를 달아 균형을 맞추어야 합니다. 무거운 마운트와 무게추의 무게를 같이 갖고다녀야 하는 점은 적도의식 마운트를 이동용으로 사용하기 어렵게 합니다.
 
물론 적도의식 마운트에도 장점이 있습니다. 사실 처음 사용할 때 까다로운 점은 익숙해지면 큰 문제로 느껴지지 않습니다. 특히나 적도의식은 별을 따라갈 수 있습니다.
별은 북극을 중심으로 하룻밤동안 움직입니다. 북극과 남극을 잇는 축을 극축(極軸)이라 하는데, 적도의식의 적경축은 이 극축과 같습니다. (적경축과 극축을 맞추는 것을 극축정렬이라고 합니다. 해 보신 분들은 아시겠지만, 결코 쉬운 작업은 아닙니다. 하지만 적도의식은 극축정렬이 되야 그 진가를 발휘합니다. 극축정렬에 대한 부분은 다음에 다루도록 하겠습니다.) 따라서 어느 대상을 찾았을 때 적경축만 조금씩 움직이면 그 별을 따라갈 수 있습니다.
 
이 점은 천체사진을 촬영하는 데에 큰 장점이 됩니다. 천체사진은 일반사진처럼 찰칵하고 바로 찍는 것이 아니라 ~~~~~~~~~으로 길게 찍습니다. 즉 노출시간을 길게 찍어야 합니다. 기본적으로 밤하늘을 촬영하기 위해서는 15초 이상의 노출시간이 필요합니다. 은하와 같은 어두운 대상은 몇시간을 촬영하기도 합니다.(디지털 카메라를 이용한 천체사진촬영법 또한 다음에 다루도록 하겠습니다.) 문제는 그 시간 동안 별이 움직인다는 것입니다. 여러분은 별이 길게 찍힌 천체사진들을 본 적 있으실 겁니다.

[별의 일주사진, 북극을 중심으로 별이 움직임을 알 수 있다. (촬영 – 안해도)]

이는 긴 노출시간동안 카메라를 고정하고 찍은 것입니다. 북극을 중심으로 별이 회전함을 알 수 있습니다. 이 별, 대상을 상으로 찍기 위해서는 카메라가 별을 따라 쫒아가는 방법 뿐입니다. 이러한 이점으로 적도의식 마운트를 사용하게 됩니다. 사진촬영이 아니더라도 별을 쉽게 쫒아가는 점은 많은 인원이 한 대상을 관측할 때 좋습니다. 별을 추적하지 못하면 시야 안에서 대상이 금방 사라져버립니다. 천문대나 과학관의 보조망원경들에 적도의식 마운트를 많이 쓰는 이유입니다. 지금은 대부분의 적도의식 마운트에 자동추적기능(GOTO기능)이 내장되어 있어서 극축만 잘 정렬한다면 천체망원경 스스로 대상을 쉽게 찾아주고 쫒아갑니다.
 
포크식 마운트
조금 특이한 방식의 마운트를 소개하도록 하겠습니다. 포크식 마운트라는 방식입니다.

[Meade사의 포크식 경위대 마운트]

포크식 마운트는 고도(적위)축이 두 개의 포크로 구성되어 있습니다. 어찌보면 돕소니언 방식과 비슷해 보입니다. 포크식 마운트는 구경이 크고 경통길이를 짧게 만들 수 있는 카세그레인 방식의 경통에 많이 사용됩니다.
포크식 마운트는 경위대식과 적도의식에 모두 사용가능합니다.

[Meade사의 포크식 적도의 마운트]
[Meade사의 포크식 적도의 마운트]

적도의를 포크식으로 만들 경우 독일식 적도의에 필요한 무게추가 없어도 됩니다. 이로 인해 적도의식의 장점은 유지한 채로 그 크기와 무게를 크게 줄일 수 있습니다. 과학관이나 천문대에 설치되는 대형 적도의식 마운트를 포크식으로 많이 제작하는 이유입니다. 시중에 나오는 대부분의 마운트가 경위대식과 적도의식을 가리지 않고 자동추적기능(GOTO기능)을 내장하고 있기 때문에 포크식 경위대 마운트는 안시관측용으로, 포크식 적도의 마운트는 천체사진 촬영용으로 많이 사용하고 있습니다.
 
 
경위대식 마운트는 천체사진을 찍을 수 없을까?
 
결론부터 말씀드리면 경위대식 마운트는 천체사진을 찍기에 적합하지 않습니다. 불가능하지는 않지만 추가 장비가 더 필요하고, 적도의식에 비해 더 큰 노력이 필요합니다.
 
위에 설명 드렸듯이 경위대식 마운트 역시도 적도의식과 같이 자동추적기능이 내장된 제품들이 많이 있습니다. 돕소니언 마운트에도 자동추적기능이 내장되어 있으며, 제 경험으로는 예상과 달리(경위대식에 대한 편견이 있었습니다.), 기대 이상의 훌륭한 추적성능을 보여주었습니다.
 
문제는 경위대식의 구동방식은 적도의식과 큰 차이가 있다는 것입니다.
아래 그림을 살펴보겠습니다.

[별을 추적하는 두 방식의 비교]

적도의식 마운트, 경위대식 마운트 모두 별을 쫒아갈 수 있습니다. 하지만 시야 안의 별의 배치는 전혀 다릅니다. 적도의식은 적경축만 회전하여 별을 쫒아가지만 경위대식은 방위축과 고도축을 모두 작동시켜 사선으로 별을 추적할 수 밖에 없습니다. 경위대식으로 천체사진을 찍으면 사진상에서 대상과 별들이 시계방향으로 회전하게 됩니다. 이를 상쇄하기 위해서는 장착된 카메라 자체를 회전하며 촬영해야 합니다. 과학관이나 천문대에 설치된 대형 경위대식 천체망원경은 접안부에 디로테이터라는 모터가 장착되어 CCD나 카메라가 회전하며 촬영됩니다. 하지만 특수한 경우가 아닌 이상 연구용이나 천체사진촬영용으로 제작된 천체망원경은 대부분 적도의식 마운트를 사용합니다.
 
정리하자면,
안시관측만 하고, 가볍고 쓰기 편한 마운트를 원한다. -> 경위대식 마운트
안시관측도 하지만 천체사진촬영도 같이 하고 싶다. -> 적도의식 마운트
로 생각하시면 됩니다.
 
마운트를 구입하실 때에는 표시된 한계중량을 꼭 확인해야 합니다. 경통무게에 비해 한계중량이 낮은 마운트를 사용하시게 되면, 마운트자체에 무리가 가 고장이나 파손의 위험이 높고, 정확한 작동이 안될 수 있습니다. 아예 경통과 마운트 세트로 구성된 천체망원경을 구입하시는 것도 좋은 방법입니다.
 
천체망원경은 관리만 잘 한다면 중고가도 70% 이상으로 형성되어 중고장터도 비교적 활성화되어 있습니다. 네이버 카페 별하늘지기’(cafe.naver.com/skyguide)의 중고장터 게시판과 Astromart(www.astromart.co.kr)의 중고장터가 아마추어 천문인들 사이에서 가장 활성화되어 있습니다. 잘 찾아보신다면 자신이 원하는 장비를 비교적 싼 가격에 구매할 수 있습니다. , 두곳 다 사기방지를 위하여 정회원 이상만 거래가 가능하며, Astromart의 경우 실명거래만 가능합니다.

예전에 비해 별을 보는 취미를 가지신 분들이 많이 줄어들었지만,
그래도 별에 대한 환상이나, 별을 보고 싶다는 희망을 가진 분들은 여전히 많다고 자부합니다.
밤하늘은 그만큼 매력적이니까요...
그런분들께서 망원경을 구매하고 싶으실 때 저희 기사가 조금이나마 도움이 되는 내용이었으면 좋겠습니다~^^



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