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[KERC 서포터즈] University College London(UCL) Mullard Space Science Laboratory(MSSL) 소개

  • 작성자 profile_image최고관리자
  • 날짜 May 05. 2025

본문

Q: 자기 소개를 간단하게 부탁드려요.

안녕하세요. 저는 1기 KERC 서포터즈(우주항공 및 해양 분야)로 활동하고 있는 김민재입니다. 저는 학문적 전통이 살아 숨쉬는 독일 하이델베르크 대학교와 북유럽의 아름다운 분위기를 느낄 수 있는 킬 대학교에서 천문학 및 천체물리학으로 석사와 박사 학위를 취득했으며, 유럽우주국(ESA)과 영국 워릭대학교(University of Warwick)를 거쳐 현재는 세계적 우주과학 연구기관인 유니버시티 칼리지 런던(UCL: University College London, 이하 UCL)의 뮬라드 우주과학연구소(MSSL: Mullard Space Science Laboratory, 이하 MSSL)에서 연구를 수행하고 있는 천문학자이자 행성 과학자입니다.

현대 천문학은 단순한 관측을 넘어 첨단 기술과 융합된 종합 과학으로 발전했습니다. 우리는 최첨단 망원경과 인공위성을 활용하여 우주의 가장 깊은 곳까지 들여다보며, 인공지능과 빅데이터 기술을 활용하여 천체들의 움직임을 분석합니다. 천문학자로서 저의 여정 역시 단순한 직업 선택을 넘어 우주의 신비를 탐구하는 끝없는 지적 모험입니다. 우주를 연구하는 과학자로서, 저는 매일 인류의 지적 호기심이 만들어낸 아름다운 학문을 경험하고 있는 행운을 경험하고 있습니다. 물론 그 호기심이 저와 제 가족을 굶어 죽게 하지는 말아야지 하는 생각도 들긴 합니다^^ 어쨌든 제가 연구하는 외계행성 탐사 분야는 인류의 가장 오래된 질문 중 하나인 “우리는 우주에서 혼자인가?”라는 철학적인 질문에 과학적으로 접근하는 도전적인 여정인데, 이러한 연구는 순수 과학적 호기심을 충족시키는 것을 넘어, 인류의 기술 발전을 이끌어가는 원동력이 되고 있다고 확신합니다.

제가 KERC 서포터즈에 지원했던 것은 이러한 첨단 우주과학 분야에서 한국과 유럽 간의 협력을 강화하고자 하는 열망 때문이었습니다. 현재 우주과학은 미국, 유럽 등 초선진국을 중심으로 발전하고 있지만, 우리나라 역시 이에 뒤쳐지지 않는 뛰어난 과학기술 인프라와 인재를 보유하고 있습니다. 저는 유럽의 선진 연구 문화와 방법론을 한국의 과학계에 소개하고, 반대로 한국의 혁신적인 접근방식을 유럽에 알리는 양방향 소통의 가교 역할을 하고자 합니다. 특히 유럽에서 연구를 희망하는 한국의 젊은 과학자들을 위해, 단순한 정보 제공을 넘어 실질적인 멘토링 시스템을 구축하고자 합니다. 제가 경험한 유럽의 연구 문화, 국제 협력 프로젝트 참여 방법, 연구 funding 획득 전략 등을 체계적으로 정리하여 주기적으로 공유할 계획을 가지고 있으며, 이는 단순히 개인의 경력 개발을 넘어, 한국 우주과학의 국제 경쟁력 강화로 이어질 것이라 확신합니다.

제 연구 활동과 더불어, 과학 대중화에도 큰 관심을 가지고 있습니다. 2018년부터 한국과총  ‘과학과기술’지에 기고함을 시작으로, 현재는 한국 과학기술정보통신부 산하 한국과학창의재단 사이언스타임즈(www. sciencetimes.co.kr)의 전문 필진 및 기자로서 현재까지 700여 편의 과학 기사와 칼럼을 작성하고 있습니다. 또한 BBC, Forbes 등 해외 유수 매체에도 천문학 전문가로서 자문과 칼럼을 제공하며, 과학의 경이로움을 다양한 언어와 문화권의 대중들과 공유하고 있습니다.

(참고로 본인의 과학 및 공학 연구를 자랑하고 싶으신 분들은 언제든지 저에게 연락부탁드립니다. 사이언스타임즈 담당자분과 상의 후 연구를 잘 정리하고 기사로 잘 만들어서 실어드리도록 하겠습니다!)

 

Q: 소속기관은 무엇을 하는 곳인가요?

UCL(University College London)은 1826년에 설립된 영국의 대표적인 연구중심대학으로, 런던 중심부에 위치한 영국 최초의 세속적이고 종교로부터 자유로운 대학입니다. 설립 당시 종교, 인종, 계급에 관계없이 모든 이에게 평등한 교육 기회를 제공한다는 혁신적인 이념을 바탕으로 설립되었으며, 영국 최초로 여성에게도 고등교육의 기회를 제공하였다는 큰 자부심을 가지고 있는 교육기관입니다. 요즘 한참 이슈가 되고 있는 EDI (equality, diversity and inclusion)에서도 빠지지 않는 대학교 연구기관입니다.

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UCL은 영국의 대표적인 연구중심대학입니다.

UCL은 현재 세계대학순위에서도 매년 TOP 10을 꾸준히 유지하고 있으며, 29명의 노벨상 수상자를 배출할 만큼 학문적 수월성을 자랑합니다. 특히 과학 분야에서는 물리학, 천체물리학, 의학 등 다양한 분야에서 세계를 선도하는 연구성과를 창출하고 있습니다. 11개의 학부와 100개 이상의 연구소 및 센터를 보유하고 있으며, 18,000명 이상의 학부생과 19,000명 이상의 대학원생이 재학 중인 영국의 대표적인 연구중심 대학입니다.

그 중에서도 제가 소속된 MSSL(Mullard Space Science Laboratory)은 UCL의 우주과학 연구소로, 1966년 설립된 영국 최초이자 최대 규모의 우주과학 연구기관입니다. 런던 남서쪽 서리(Surrey) 주의 홈베리 세인트 메리(Holmbury St. Mary)에 위치한 MSSL은 역사적인 홀버리 하우스(Holmbury House)를 개조한 건물에 자리잡고 있어, 전원적인 환경 속에서 최첨단 우주 연구가 이루어지는 독특한 분위기를 자랑합니다. 말 그대로 농장이 있을만한 위치에 대학과 연구소가 위치해 있는데 이러한 목가적인 풍경은 연구로 인한 스트레스를 날려주는 데 충분합니다. 런던 중심부에서 떨어진 전원적인 환경은 깊이 있는 연구에 집중할 수 있는 환경을 제공하면서도, UCL 본교와의 긴밀한 협력을 통해 다양한 학문적 교류가 가능하게 만들고 있습니다. MSSL은 우주과학 분야에서 세계적으로 인정받는 연구기관으로, 약 200명의 과학자, 엔지니어, 학생들이 함께 다학제적 연구하고 있습니다. 연구소의 주요 연구 분야는 우주물리학 (Space Plasma Physics), 태양물리학 (Solar Physics), 행성과학 (Planetary Science), 일반 천체물리학 (Astrophysics), 우주기술 (Space Technology), 기기개발 (Instrumentation), 우주환경 모니터링 (Space Weather) 등 다양한 천문학 분야를 거의 모두 다루고 있습니다. 이러한 환경은 우주과학의 복잡한 문제들을 다각도에서 접근하고 해결할 수 있는 기반이 되고 있습니다.

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제가 소속된 MSSL(Mullard Space Science Laboratory)은 UCL의 우주과학 연구소로, 1966년 설립된 영국 최초이자 최대 규모의 우주과학 연구기관입니다.

MSSL의 가장 큰 특징은 과학 연구와 기술 개발을 통합적으로 수행한다는 점입니다. 연구소 내에는 최첨단 실험실과 청정실이 구비되어 있어, 위성탑재체와 우주 관측기기를 직접 설계하고 제작할 수 있습니다. 실제로 MSSL은 50년이 넘는 기간 동안 70개 이상의 우주 미션에 참여해왔으며, 유럽우주국(ESA)의 주요 미션들에서 핵심적인 역할을 담당해왔습니다. 대표적인 참여 프로젝트들은 (미션을 이끌거나 메인으로 참여한 프로젝트 위주) 태양 근접 관측 탐사선 Solar Orbiter, 암흑물질과 암흑에너지 연구 탐사선인 Euclid, 태양풍-자기권 상호작용 연구 미션 SMILE, 화성 탐사 미션 ExoMars, 외계행성 대기 관측 미션 ARIE, 외계행성 탐색 미션 PLATO, 혜성 탐사선 Comet Interceptor 등이 있습니다.

MSSL의 연구 인프라도 세계적 수준입니다. 대형 열진공 챔버 (Thermal Vacuum Chamber), 진동 시험 설비 (Vibration Test Facility), 전자기 적합성 시험실 (EMC Test Chamber), 청정실 (Clean Rooms), 첨단 컴퓨팅 시설 (High-Performance Computing Facilities), 위성 데이터 수신 안테나 (Satellite Data Reception Antenna) 등의 시설들은 우주 관측기기의 개발과 시험, 그리고 데이터 분석에 필수적인 역할을 하고 있습니다. 특히 MSSL은 이러한 시설들을 활용하여 우주 환경에서 작동할 수 있는 고성능 검출기와 센서를 개발하는데 세계적인 전문성을 보유하고 있습니다. 또한 영국항공우주청(UK Space Agency), 유럽우주국(ESA), NASA 등 주요 우주 기관들과의 협력도 활발히 이루어지고 있습니다.

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MSSL의 연구 인프라도 세계적 수준입니다.

결론적으로, UCL MSSL은 우주과학 연구의 최전선에서 이론과 실무, 과학과 기술을 아우르는 종합적인 연구를 수행하고 있는 세계적인 연구기관입니다. 50년이 넘는 역사 동안 축적된 전문성과 경험, 그리고 끊임없는 혁신을 통해 우주과학 발전에 크게 기여하고 있으며, 앞으로도 인류의 우주 탐사와 이해에 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

 

Q: 소속기관에서 서포터즈님이 하는 일은 무엇인가요?

현재 제가 UCL MSSL과 ESA에서 행성 과학자로서 수행하고 있는 업무는 크게 연구 활동과 교육 및 Outreach활동으로 나눌 수 있습니다. 저는 행성의 형성과 진화에 관한 비밀을 밝히는 데 전념하고 있는 이론 천체물리학자로서, 1995년 이후 발견된 5,000개 이상의 외계행성들이 어떻게 다양한 형태로 존재하게 되었는지를 연구하고 있습니다. 특히 최근 ERC에 선정된GEPOD(Global Evolution of Planet-fOrming Disks) 프로젝트를 통해 행성 형성에 대한 포괄적인 관측 및 이론적 프레임워크를 구축하는 데 기여하고 있으며, 이는 현대 천문학의 가장 근본적인 질문 중 하나인 “우리의 태양계를 포함한 행성계들이 어떻게 형성되었는가?”에 대한 답을 찾아가는 과정입니다.

제 연구의 핵심 분야는 원시행성계 원반과 잔해원반을 포함한 항성 주변 환경에 대한 이해입니다. 현재는 점성 강착과 외부 광증발이 원시행성계 원반의 화학적 진화에 미치는 영향을 탐구하고 있으며, 이는 행성계의 화학적, 역학적 진화, 특히 행성 환경 형성과 생명 가능성에 있어 먼지가 어떤 역할을 하는지에 대한 저의 광범위한 관심사와 맞닿아 있습니다. 이러한 연구를 위해 최첨단 수치 시뮬레이션과 다파장 관측을 결합하여 행성의 탄생지인 원시행성계 원반에서의 가스와 먼지의 진화를 연구하고 있습니다. 구체적으로, 복사전달 모델과 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 시뮬레이션을 활용하여 주계열성 주변의 원반을 연구하고 있으며, 허셜과 스피처 우주망원경의 아카이브 데이터를 분석하여 잔해원반의 측광 데이터를 추출하고 매개변수를 도출하는 작업을 수행하고 있습니다. 또한 허셜 잔해원반 카탈로그와 MIDAS/로제타 먼지 입자 카탈로그와 같은 방대한 데이터셋을 관리하면서, 이러한 복잡한 시스템에 대한 우리의 이해를 증진시키는 데 기여하고 있습니다. 이러한 데이터 관리는 향후 연구의 기반이 되며, 국제 연구 커뮤니티와의 협력을 촉진하는 중요한 역할을 합니다.

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태양계를 둘러쌓고 있는 먼지 원반은 우리에게 행성 형성의 비밀과 미래를 알려줍니다.
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현재까지 분석된 작은 먼지 중 가장 원시적이고 덜 변형된 혜성 먼지 입자입니다.이러한 입자들이 모여서 혜성을 이루고 더 나아가서 지구와 같은 행성을 이룹니다.

또한, ESA Rosetta 미션의 MIDAS 프로젝트 책임자로서, 저는 혜성 67P/Churyumov-Gerasimenko의 미세 먼지 입자들을 연구하고 있습니다. 특히 마이크로미터에서 나노미터 규모의 혜성 먼지 형태를 분석함으로써, 초기 태양계에서의 먼지 성장 과정과 태양계의 기원, 나아가 다른 행성에서의 생명 가능성에 대한 깊은 이해를 도모하고 있습니다. 특히, 혜성 물질의 원시성(primitiveness)을 규명하는 것을 주요 목표로 삼고 있습니다.

교육 및 Outreach 측면에서는, 대학원생들과 학부생들에게 실제 연구 프로젝트에 참여할 기회를 제공함으로써 차세대 과학자들의 성장을 돕고 있습니다. 학생들과의 상호작용은 제게도 매일 새로운 경험과 통찰력을 제공하며, 이는 연구와 교육의 시너지를 창출하는 데 큰 도움이 되고 있습니다. 더불어서 ESA, NASA 등 주요 우주 기관들과의 국제 협력 프로젝트에 적극적으로 참여하고 있으며, 국제 학술 컨퍼런스를 통해 연구 결과를 공유하고 새로운 협력 기회를 모색하고 있습니다. 이러한 모든 활동들은 우주과학의 발전에 기여하고, 인류의 우주에 대한 이해를 증진시키는 것을 목표로 하고 있습니다. 또한, 최근 행성 형성과 진화에 관한 강의를 맡아서 진행하고 있습니다.

Q: 같이 연구하는 사람들을 소개해주세요.

먼저 2020년 블랙홀 연구로 노벨상을 수상한 현존하는 최고 수학자이자 이론물리학자인 로저 펜로즈 경 (Sir Roger Penrose))이 저희 연구소에 명예 펠로우로 등록되어 있습니다. 이분은 저희 UCL 특히 저희 건물에서 학사과정을 진행했기에 명예 펠로우로 등록된 것으로 보입니다. 물론 제가 감히 비비지도 못할 거인과 같은 분이고 실제로 뵌적도 없지만요 ^^;


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2020년 블랙홀 연구로 노벨상을 수상한 현존하는 최고 수학자이자 이론물리학자인 로저 펜로즈 경 (Sir Roger Penrose))이 저희 연구소에 명예 펠로우로 등록되어 있습니다.

펜로즈 경을 제외하고UCL의 천문학 역사에서 가장 중요한 인물 중 한 명인 해리 메세이 경(Sir Harrie Massey) 역시 영국의 우주 연구 프로그램의 초석을 다진분입니다. 그의 업적을 기리어서 우리 연구소의 이름에 들어간 ‘Mullard’는 그의 비전을 지원한 기업가 Stanley Mullard의 이름에서 따온 것입니다. 현대에 들어서 유명한 사람들은 태양물리학 분야의 세계적 권위자로, BBC의 과학 프로그램에 자주 출연하며 우주과학을 대중에게 알리는 데 큰 역할을 하고있는 루시 그린(Lucie Green) 교수가 있고 행성과학 분야의 저명한 과학자로, 특히 화성과 타이탄의 대기 연구에서 중요한 발견을 이끈 앤드류 코트(Andrew Coates) 교수는ESA의 Mars Express와 Cassini-Huygens 미션에 참여했으며, 현재는 ExoMars Rosalind Franklin rover 미션의 PanCam 팀을 이끌고 있습니다. 지오반나 티네티(Giovanna Tinetti) 교수 역시 외계행성 대기 연구의 선구자로, 특히 ESA의 ARIEL 미션의 수석 과학자를 맡고 있습니다. 그녀는 외계행성의 대기 조성을 연구하는 새로운 방법을 개발했으며, 이 분야에서 세계적으로 인정받는 과학자입니다.

이외에도 올해 영국 왕립학회 메달 수상자이자 이론 천체물리학에서 혜성같이 떠오르고 있는 파올라 피닐라 (Paola Pinilla) 교수, 고에너지 천체물리학 분야의 전문가로, 특히 중성자별과 블랙홀 연구에서 중요한 업적을 남긴 킨와 우(Kinwah Wu)교수 등이 있습니다.

이러한 뛰어난 과학자들과 함께, MSSL은 약 150명의 연구자, 엔지니어, 학생들이 함께 일하는 활기찬 연구 공동체를 형성하고 있습니다. 우리는 서로 다른 전문성을 가진 연구자들이 협력하여 우주의 비밀을 밝히는 데 기여하고 있으며, 특히 젊은 연구자들의 성장을 돕는 데도 큰 관심을 기울이고 있습니다.

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앤드류 코트(Andrew Coates) 교수는ESA의 Mars Express와 Cassini-Huygens 미션에 참여했습니다.

이처럼 UCL MSSL은 오랜 역사와 전통을 가진 연구기관으로, 과거의 위대한 과학자들의 업적을 이어받아 현재에도 우주과학 분야에서 혁신적인 연구를 계속하고 있습니다. 참고로 저희 그룹은 최근 ERC 수혜자이자 그룹 리더, 유럽우주국 프로젝트 리더 (김민재), 선임연구원, 포닥, 2명의 박사과정 학생들로 이루어져 있습니다.

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