전쟁 판도 바꿀 원자시계 세계는 지금 시계전쟁 중
전쟁 판도 바꿀 원자시계 세계는 지금 시계전쟁 중
위성에서 전파를 쏴서 위치 정보를 제공하는 글로벌위치확인시스템(GPS)은 차량의 내비게이션, 항공기와 선박 운항에 사용된다.
지금은 민간에서 널리 쓰지만 1990년대 초만 해도 전투기나 미사일을 운용하는 군에서 사용했다.
GPS는 미국이 제공하는 글로벌항법위성시스템(GNSS)이다.
현재는 미국(GPS)뿐 아니라 러시아(글로나스), 유럽(갈릴레오)에 이어 중국(베이더우)도 독자적인 GNSS를 구축하고 있다.
GPS의 심장은 시계다. GPS는 전파를 쏴서 도달한 시간으로 거리와 위치를 계산한다.
얼마나 시간을 정밀하게 제공하느냐에 따라 오차가 달라진다.
GPS위성에는 정밀한 시간을 제공하는 원자시계가 들어간다.
미사일을 유도하고 촌각을 다투는 사이버전을 수행하는 군에서 시간은 금이다.
최근 중국이 미래전의 판도를 근본적으로 바꿀 정밀한 원자시계를 개발했다고 발표했다.
영국도 그간 베일에 가려있던 국방연구소에서 양자 기술을 이용한 군용 원자시계를 개발했다고 공개했다.
국방 분야에서 정확하고 정밀한 시간을 확보하려는 경쟁이 확산하고 있다.
중국 지량대와 중국계량과학연구소, 첨단추적기술혁신센터 연구진은 지난 18일(현지 시각)
1.5m의 단문형 냉장고 크기의 소형 세슘 원자시계(NIM-TF3)를 개발했다고 공개했다.
세계 각국은 시간 표준을 일정하게 유지하기 위해 정밀한 원자시계를 보유하고 있다.
원자시계는 원자 껍질의 전자가 일정하게 진동하는 성질을 이용하는 시계다.
전자가 진동하는 횟수를 세는 방식으로 시간을 잰다. 원자시계에는 대부분 안정적인 세슘이 사용된다.
전 세계적으로 인정된 1초의 길이는 세슘 원자 시계로 정의된다.
원자시계는 대부분 주변 환경의 영향을 받지 않도록 특별히 설계된 연구 시설에서 운용된다.
연구진은 이번에 개발된 시계가 트럭에 실릴 정도로 작고 장거리 운송을 해도 정상적으로 작동할 만큼 견고하다고 설명했다.
울퉁불퉁한 도로를 달린 뒤에도 5000조분의 1초 미만의 정밀도를 유지한다.
이는 미국에서 운용하는 이동식 원자시계와 비교해 10배 이상 높은 수치다.
중국계량과학연구소가 개발한 새 원자시계는 분수와 비슷한 원리로 작동한다.
시계는 레이저를 쏴서 세슘 원자를 냉각한 다음 수직으로 쏘아 올린다.
이 원자가 중력에 의해 다시 아래로 떨어지는 과정에서 빛을 방출한다. 이 깜박임을 세면 정확한 시간 정보를 얻을 수 있다.
원자시계는 매우 복잡하고 비쌀 뿐 아니라 철저한 유지관리가 필요하다.
진동과 자기장 같은 외부 환경에 매우 취약하다. 원자시계 외에도 레이저, 마이크로파 시계도 정밀한 시간 정보를 제공한다.
하지만 이들 기술은 에너지가 많이 필요하거나 조금만 거칠게 다뤄도 오작동을 일으킨다.
연구진은 “새 원자시계는 최소한의 유지관리와 감독만 필요하며 장기간 자율적으로 작동한다”며 “군사적 응용에 이상적”이라고 밝혔다.
