국내 기술진 독자개발 우주관측장치 이탈리아에 수출

천문연 개발한 3채널 전파관측 시스템
우주전파 동시다발관측 세계 유일 장치
독일, 타이, 미국 등에서도 도입 검토중

이탈리아에 수출되는 초소형 3채널 수신기. 가로 600mm, 세로 980mm의 크기다. 천문연 제공

국내 과학자들이 독자 개발한 우주관측기기가 근대 천문학의 산실이라 할 이탈리아에 수출된다. 한국천문연구원은 세계 처음으로 개발한 3채널 동시 관측 우주전파 수신시스템 ‘초소형 3채널 수신기'(CTR)를 이탈리아 국립 전파망원경 3기에 공급하기로 했다고 26일 밝혔다. 수출 가격은 280만유로(37억원)이다. 이탈리아 국립천체물리연구소(INAF)는 사르데냐(64m), 메디치나(32m), 노토(32m) 3기의 전파망원경을 운영하고 있다.

이 전파 수신기는 2011년 천문연구원이 개발한 4채널(22, 43, 86, 129GHz) 동시 관측 수신시스템에서 1개 채널(129GHz 대역)을 뺀 것이다. 4채널에 비해 크기가 10분의1로 줄어 외국의 일반 전파망원경에 쉽게 장착해 활용할 수 있다.

3채널 수신기의 관측 주파수대는 초고주파 영역으로, 1GHz는 파동이 1초에 10억번 진동한다는 뜻이다. 한 파장의 길이가 밀리미터(mm) 단위이기 때문에 밀리미터파라고도 부른다. 밀리미터 영역의 주파수 여러개를 동시에 관측할 수 있는 세계 유일의 시스템이다. 가시광선은 파장은 380~750nm, 주파수는 400~789THz 범위에 있다.

2011년 천문연이 개발한 4채널 수신시스템. 전파망원경에서 모여진 우주전파는 빔 안내 거울을 통해 필터 1, 2, 3으로 인도되고, 필터는 모여진 전파를 통과시키거나 반사시켜 주파수 별로 분리한다. 분리된 전파신호는 거울 1∼8을 통하여 각각 22, 43, 86, 129GHz 수신기로 인도된다. 천문연 제공

천문연의 변도영 책임연구원은 "국내 전파망원경 시스템에 장착하기 위해 4채널을 개발한 이후, 해외에서 다른 전파망원경에도 설치할 수 있는 시스템을 만들어 달라는 요청에 따라 초소형 광대역 3채널(18~26, 35~50, 85~116GHz) 수신기를 별도로 개발해 이번에 수출까지 하게 됐다"고 밝혔다. 4채널 수신시스템이 설치된 한국우우전파관측망(KVN)은 지난해 4월 사상 최초 블랙홀 관측 당시 블랙홀 이미지의 밝기를 검증하는 자료로 사용됐다. 개발 책임자인 한석태 책임연구원은 “독일, 스웨덴, 핀란드, 타이, 미국 등에서도 3채널 수신기 도입을 검토하고 있다”고 말했다.

오리온별에서 방출된 3개의 주파수 스펙트럼을 초소형 3채널 수신기로 동시에 관측한 결과. 위로부터 일산화탄소(110GHz), 일산화규소(43GHz), 물(22GHz) 분자 정보다. 천문연 제공

9년 전 국내 연구진이 개발한 4채널 수신시스템은 당시 초고주파 영역인 86, 129GHz 영역에서 천체 관측 성능을 획기적으로 높였다는 평가를 받았다. 천문연은 상대적으로 저주파수인 22GHz의 우주전파가 지구대기를 통과하면서 변형되는 정보를 이용해 고주파수의 변형을 보정하는 기술을 개발하는 데 성공했다. 천문연은 이 기술을 국제 특허 출원했다.

한국우주전파관측망(KVN) 가동 상상도. 천문연 제공

천문연이 개발한 4채널 시스템은 한국우주전파관측망(KVN)을 구성하는 지름 21미터짜리 전파망원경 3기(연세대·울산대·탐라대)에 설치돼 있다.

곽노필 선임기자 [e-mail]