[백조실험실④]"머리카락 4000분의1 오차도 극복"

표준연 우주광학센터, 1m 우주 반사경 국산화에 성공

▲우주광학센터 김학용 박사가 냉각형 고속변형 반사경의 성능테스트를 하고 있다.

[아시아경제 정종오 기자] 21세기는 과학기술의 시대이다. 과학기술은 백조(白鳥)를 닮았다. 결과물은 매우 우아하고 획기적이다. 성과물이 나오기 까지 물밑에서 수없이 많은 발이 움직이고 있다. 그 과정은 힘들고 시간이 오래 걸린다. 연구원들의 발짓이 우아한 백조를 만드는 하나의 밑거름이다. 과학기술은 또한 백조(百兆)시대를 열 것이다. 하나의 기술이 100조 원의 가치를 창출한다. '백조 실험실'은 하나의 성과물을 만들기 위해 노력하는 실험실 현장의 이야기를 매주 한 번씩 담는다.[편집자 주]

대전에 있는 한국표준과학연구원 우주광학센터에 가면 직경 1m 초경량 우주용 반사경을 만날 수 있다. 1m라는 수치 개념은 일상생활에서 보면 큰 의미를 갖지 않는다. 이를 우주 반사경이라는 곳으로 옮기면 상황은 달라진다. 대단한 성과이다. 우주광학센터 연구팀들은 이를 만들기 위해 10년의 '발짓'을 멈추지 않았다. 마침내 우아한 백조로 탄생했다.

이윤우 우주광학센터 책임연구원은 "10년 동안 매일 24시간 일했다고 보면 된다"고 말했다. 연구팀은 2013년 0.8m 반사경을 제작하는데 성공했다. 반사경의 직경은 우주를 보는 '눈'의 정밀도와 맞닿아 있다. 크면 클수록 더욱 선명한 영상을 얻는다. 이 박사는 "처음에는 5명으로 시작했는데 점점 연구원이 늘어 12명이 됐다"며 기억을 더듬었다.

반사경을 만드는 작업은 만만치 않다. 설계를 먼저 한다. 경량화(무게를 줄이는 것)에 나선다. 연마작업이 이어진다. 조립과 코팅 작업도 있다. 이 같은 과정을 거쳐 제품이 생산된다. 이곳에는 연마 등의 과정에서 연구원뿐 아니라 20년 경력을 자랑하는 명장들이 있다. 이 분야에서는 최고를 자랑하는 이들이다.

여기서 끝이 아니다. 우주 반사경은 우주로 나가는 것을 목적으로 한다. 중력과 우주의 극한 환경에서 변형 없이 잘 견뎌야 한다. 우주광학센터에는 우주의 극한 환경을 재현하는 진공 룸이 있다. 실제 우주의 극한 환경을 만든 뒤 시험한다.

이 박사는 "1m급 초정밀 비구면 광학거울을 위성카메라로 사용하면 600㎞ 상공에서 약 0.5m의 이하의 해상도를 가진다"고 설명했다. 600㎞ 상공에서도 0.5m 안에 있는 사물을 식별할 수 있다는 의미이다.

이 박사는 "이번 기술의 핵심은 비구면 연마기술"이라고 지목했다. 그는 "비구면 거울 표면 전체 형상오차가 10nm(머리카락 4000분의1) 이하여야 한다"며 "초정밀 비구면 형상측정기술과 정밀 연마기술이 필요하다"고 강조했다. 이 같은 기술을 가지고 있는 나라는 미국, 러시아, 프랑스 등 몇 안 된다. 이번에 우주광학센터가 이뤄냈다.

이 박사는 "그동안 위성개발에 있어 우리나라는 반사경을 수입해 왔는데 앞으로 우리나라 기술로 이런 반사경을 만들어 제공할 수 있다"고 밝혔다. 10년 동안 12명의 연구원이 이뤄낸 이번 성과는 앞으로 상업화에서도 빛을 발할 것으로 전망된다.