카세그레인식망원경 (Cassegrain Telescope)
쉽게 풀면
큰 거울과 작은 거울을 마주 보게 배치해 짧은 경통 안에서도 긴 초점거리를 얻는 망원경 방식입니다.
왜 중요한가
카세그레인식은 긴 초점거리를 짧은 경통에 담을 수 있어 대형 연구용 반사망원경의 기본 구조가 되었습니다. 초점이 주경 뒤로 나오므로 무거운 분광기나 카메라를 망원경 뒤에 안정적으로 달 수 있고, 리치-크레티앙 변형은 코마를 없애 허블을 비롯한 대부분의 우주망원경과 8미터급 지상 망원경에 채택되었습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
거울을 두 번 반사시키는 구조 덕분에 짧은 경통으로도 마치 긴 망원경처럼 배율을 확보할 수 있어 대형 관측시설에 유리하다는 설명이다.
이러한 구조적 장점 때문에 대형 지상망원경과 우주망원경 다수가 카세그레인식 또는 그 변형 구조를 채택한다.
조금 더 깊게 보면
부경이 빛을 가리므로 같은 구경의 굴절망원경보다 대비가 다소 떨어지고, 부경 지지대가 밝은 별 주위에 회절 십자무늬를 만듭니다. 고전 카세그레인은 축에서 벗어나면 코마가 커서 광시야 촬영에는 리치-크레티앙이나 보정 렌즈가 필요합니다. 부경 위치가 조금만 틀어져도 초점거리가 크게 변하는 민감한 구조라 광축 정렬이 성능을 좌우합니다. 주경 중앙을 가로막는 부경 때문에 같은 구경의 굴절망원경보다 상의 대비가 다소 떨어지고 부경 지지대가 밝은 별 주위에 회절 십자무늬를 남기며, 고전적인 형태의 카세그레인식은 광축에서 벗어날수록 코마수차가 커져 넓은 시야를 촬영하려면 리치-크레티앙식 변형이나 별도의 보정 렌즈가 필요합니다. 부경의 위치가 아주 조금만 어긋나도 전체 유효 초점거리가 크게 달라지는 민감한 구조라, 정확한 광축 정렬이 성능을 좌우하는 핵심 요소가 됩니다.
주의할 점
카세그레인식망원경은 주경 중앙에 구멍을 뚫어야 하므로 그만큼 집광 면적이 줄어드는 손실을 감수해야 한다.
주경 중앙의 구멍은 어차피 부경이 가리는 그림자 안에 있어 추가 손실은 거의 없지만, 부경에 의한 중앙 차폐가 구경 대비 30퍼센트 안팎에 이르면 회절 원반 바깥 고리로 빛이 옮겨가 행성 관측의 대비가 눈에 띄게 떨어진다는 점에 유의해야 한다.