국립고흥청소년우주체험센터 천체투영관

■ 천체투영관 현황

○ 시설현황

   - 규모 : 내경15M 98석, 6채널 디지털천체투영시스템
   - 주요시설 : 천체투영관, 하늘전망대(14인치 반사굴절망원경 외)

○ 천체투영관 활용사업

   - 교육사업 : 캠프사업, 연수사업, 동아리 활동 등

   - 연구사업 : 교육 스크립트 개발(우주과학 교과연계 수준별 스크립트), 돔영상 체험물 개발

   - 확산사업 : 당일 방문자 활동, 음악회, 과학콘서트 등

   - 협력사업 : 포럼, 세미나, 학술행사

○ 교육 내용

[천체투영관이 주는 세가지 선물]

· 별하나 선물 : 15M 6채널 디지털 천체투영시스템을 활용하여 실시간 천구상의 별자리와 천문현상을 알 수 있음
· 별둘 선물 : 돔 스크린을 활용한 돔 영상물을 감상하고 우주에 대한 상상력을 키울 수 있음
· 별셋 선물 : 슬라이딩 루프 돔을 활용한 관측실에서는 망원경으로 실제 밤하늘의 별과 주관 태양관측을 할 수 있음

[천체투영 교육]

플라네타리움은 천문교육에 더없이 좋은 보조도구이다. 별자리와 태양계 천체들의 천구 상 겉보기 운동을 플라네타리움에서 재연하여 보여주고, 좌표계의 개념과 태양계 천체의 천구상 운동을 깊이 있게 분석해 줄 수 있다. 또한 더욱 복잡한 천문우주 현상의 사실과 진실을 우리가 시나리오를 잡고 스크립트로 구현해 낸다면 청소년들은 다양한 천문현상을 입체로 교육받을 수 있을 것이다.

■ 우리센터에 보유하고 있는 돔 영상물 : 6편
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① Realm of Light
② Galaktos
③ Two Small Pieces of Glass
④ IBEX
⑤ Flight to the Moon
⑥ Touching the Edge of the Universe
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■ 플라네타리움 투영교육 주제 및 내용

○ 천구 좌표계, 별자리, 계절과 시간
[강연 2시간]

지구의 자전과 태양 주위 공전, 달의 자전과 지구 주위 공전 운동 등을 플라네타리움에서 재연해 보일 수 있다. 천구 상에서 태양과 달의 지구에 대한 상대 운동의 경로를 나타내는 황도와 백도, 거기에다 지구 적도면의 천구상 투영인 하늘의 적도 등의 위치를 각각 확인해 보여줄 수 있다. 동시에 하늘의 남극과 북극 및 황도의 남극과 북극 점들이 어디에 오는지도 알려줄 수 있다. 이렇게 기준면과 기준점 들이 정의되면 적도 좌표계와 황도 좌표계를 설정할 수 있다. 천구 좌표계가 천체의 위치를 정량적으로 표현하기 위한 한 방편이라면, 전 하늘을 88개의 구역으로 나눈 별자리는 천체의 위치를 정성적으로 가늠하는 데 편리하게 쓰인다.

태양을 중심으로 하는 지구의 공전 운동이, 지구 자전축의 황도면에 대한 경사 때문에 지구에 계절의 변화를 가져온다. 계절의 변화 및 일상을 지배하는 주야간의 차이는 전적으로 지구의 태양에 대한 상대운동에 의해 결정될 것이다. 따라서 시간 측정에는 지구 자전의 항성 주기보다 태양에 대한 회합 주기가 기준이 돼야 한다. 그런데 지구는 태양 주위를 타원 궤도를 그리며 케플러의 면적속도 일정의 법칙을 따라 공전한다. 따라서 태양과의 회합주기는 계절에 따라 조금씩 다르게 마련이다. 그렇다고 하루의 길이를 계절에 따라 다르게 잡을 수도 없는 노릇이므로, 우리는 평균 태양이라는 가상의 천체를 도입했던 것이다. 이러한 좌표계, 별자리, 계절과 시간에 대한 이해를 투영관에서 체험으로 경험할 수 있다.

○ 일식, 월식, 달의 위상
[강연 1.5시간]

플라네타리움에서는 지구의 공전과 자전의 실제 속도보다 더 빨리 회전시키거나 되돌릴 수 있기 때문에 행성과 위성의 운동을 이해하기 쉽다. 또한 지구 밖으로 나가서 태양을 중심으로 한 행성의 공전과 자전운동을 확인할 수 있다. 이를 통해서 지구와 달의 운동을 확인하여 달의 위상 변화와 개기일식, 금환일식, 부분일식과 부분월식, 개기월식 등이 일어날 조건을 확인하고, 일식이 음력 초하루에 일어나고, 월식이 음력 15일 전후에서 일어나는 이유를 이해한다.

○ 우주과학 관련영상물: Two small pieces of glass
[강습 30분]
카네기 사이언스센터에서 2009년 세계천문의 해를 맞이하여 제작한 이 영상물은 별잔치Star Party에 참가한 아이들에게 망원경에 대한 궁금증을 해결해 주는 형식으로 관람객을 별과 천문학의 세계로 안내한다. 망원경의 종류와 발달과정을 설명하고, 갈릴레이가 망원경을 이용하여 목성과 그 4대 위성을 관측하여 지동설을 증명한 과정과 소형 망원경에서부터 대형 우주 망원경까지 현대 관측기기가 발전해 온 역사를 알게 되고, 망원경의 발달에 따른 천문학 연구의 발전 과정도 돔 영상을 보면서 이해한다.

○ 행성 궤도의 공간분포와 공명
[강연 1시간]

플라네타리움에서는 관측자의 위치를 지구가 아닌 다른 천체로 마음대로 옮길 수 있을 뿐 아니라 궤도 운동의 속력을 임의로 조정하고 심지어 그 진행 방향까지 과거로 되돌릴 수 있다. 그러므로 플라네타리움을 이용하면 행성의 공전과 자전 및 태양계 안에서 행성 궤도의 상대 분포 등을 쉽게 보여 줄 수 있다. 각 행성에 딸린 위성들의 운동을 제3자의 관점에서 조망하기도 한다. 특히 주어진 행성에 딸린 위성들의 공전 주기가 간단한 두 정수들의 비로 표현되는 경우, 한 위성의 다른 위성에 대한 상대 궤도가 매우 흥미로운 모습을 보여준다.
이 강의에서 궤도의 공간 분포로부터 태양 행성들의 이원성 내지 삼원성을 입증해 보일 수 있으며 해왕성과 명왕성 사이에 성립하는 2 : 3 궤도 공명, 명왕성의 비정상적으로 큰 궤도 경사각과 이심률 등으로부터 명왕성이 행성의 반열에서 추출 당하게 된 저간의 사정도 알아볼 수 있다.

○ 태양계 행성들의 성질
[강습 30분]

플라네타리움에는 태양계 행성들의 표면 모습을 비교적 상세하게 보여주는 기본 영상물이 있다. 이 영상물을 이용하여 행성 표면의 특성을 알아보겠다. 그 결과 태양계 행성의 자전 속도가 태양 중심 거리에 따라 크게 다르다는 사실을 확인할 수 있을 것이다. 또한 표면 모습도 두 부류로 확연하게 나뉜다. 질량, 크기, 궤도 장반경, 자전속도, 표면 특성, 위성의 수 등이 소행성 대를 경계로 양쪽에서 판이하게 다르다는 사실을 알 수 있다. 더불어 이러한 차이가 태양계의 기원에 시사하는 바를 심도 있게 논의할 수 있다.

○ 우주과학 관련영상물: Realm of light 빛의 왕국
[강습 30분]

인류는 자신이 어디에서 와서 어디로 가는가를 끊임없이 물어왔다. 이 영상물을 보면서 우리는 대폭발로 시작된 시공간에 중원소가 채워지고, 그 일부 중원소들이 결합하여 지구형의 고체 행성으로 만들어지는 우주 진화의 억겁을 겨우 25분 안에 따라가 본다. 그러니까 이 영상물은 우리로 하여금, 빅뱅으로 열린 시공간, 거기에 별과 은하의 탄생, 별 내부에서 이뤄진 중원소의 합성, 행성계의 형성, 행성 지구에 생명의 출현과 다윈 진화, 드디어 문명의 태동으로 이어져서, 오늘날 외계 생명 탐사에 이르는 우주와 인류의 발달사를 영상과 음악에다 시적 나레이션을 버무려 보고, 듣고, 느끼게 한다.