우주광학

[대덕특구 50주년 특별영상] 세상의 기준을 만든 KRISS의 기술

우리 일상 속 모든 측정의 근간이 되는 국가 표준은 국가 발전의 핵심적인 요소입니다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 1975년 설립 이래 대한민국 헌법에 명시된 국가 표준 제도 확립을 위해 다양한 분야의 측정 기술을 개발해 왔습니다. 특히 과거 미국에서 도입했던 기술을 넘어 독자적으로 개발한 1 MN 실하중 힘 표준기는 약 100톤의 질량에 해당하는 힘을 정밀하게 측정할 수 있는 장치입니다. 이는 항공우주 산업의 핵심인 누리호 발사체의 추력을 정밀하게 제어하는 등 국가의 중점 산업 분야에서 필수적인 기준 역할을 수행하며 대한민국의 기술적 자립도를 높이는 데 기여하고 있습니다. 우주라는 극한 환경에서 작동하는 인공위성의 성능은 초정밀 광학 기술에 의해 결정됩니다. KRISS는 직경 1m의 비구면 우주용 거울을 독자적으로 개발하여 0.3m 이하의 초고해상도 영상을 확보할 수 있는 기술력을 갖추었습니다. 우주는 진공 상태이며 급격한 온도 변화와 강력한 진동이 발생하는 환경이기에, 지상의 중력 영향을 배제하고 미세한 물질 하나까지 고려한 초정밀 연마 기술이 필수적입니다. 이러한 광학 기술은 국가 전략 자산으로서 기술 이전이 불가능한 분야이기에 KRISS의 자체 개발 성과는 더욱 큰 의미를 가집니다. 이는 위성용 카메라뿐만 아니라 천체 망원경, AR 및 VR 기기 등 미래 산업 전반으로 확장될 잠재력을 지니고 있습니다. 시간의 정의인 '1초'를 정확하게 측정하는 기술은 현대 문명의 통신과 교통 시스템을 지탱하는 버팀목입니다. KRISS는 1988년부터 세슘 원자시계 개발을 시작하여 현재는 기존보다 주파수가 만 배 이상 높은 이터븀 광시계를 통해 세계협정시 생성에 기여하고 있습니다. 광시계는 5천만 년에 1초의 오차도 허용하지 않을 만큼 극도의 정밀도를 자랑하며, 이는 자율주행이나 첨단 스마트 기술에서 요구되는 1억 분의 1초 단위의 정확도를 보장하는 기반이 됩니다. 수많은 레이저와 복잡한 제어 시스템을 안정적으로 운용해야 하는 이 기술은 우리가 미처 보지 못했던 새로운 과학적 현상을 관측하는 도구로서 그 가치를 증명하고 있습니다. 미래의 게임 체인저로 불리는 양자 컴퓨팅 분야에서도 KRISS의 측정 제어 기술은 핵심적인 역할을 담당합니다. 초전도 현상을 이용한 양자 컴퓨팅 시스템은 '큐비트'라는 소자를 정밀하게 설계하고 평가하는 기술이 관건이며, 이는 연구원이 지난 35년간 축적해 온 조셉슨 전압 표준과 초전도 양자 센서 기술을 뿌리로 두고 있습니다. 미세한 에너지를 다루는 양자 기술은 결국 극도의 정밀 측정이 필수적이기에 연구원의 임무와 가장 잘 부합하는 분야이기도 합니다. 이미 의료 진단 분야에서 상용화된 양자 센서 기술처럼, 양자 컴퓨팅 기술 또한 향후 수년 내에 완성도를 높여 초기 산업적 활용이 가능한 수준으로 발전할 것으로 기대됩니다. 한국표준과학연구원의 역사는 선진국을 뒤쫓던 추격의 과정에서 시작하여, 이제는 세계와 어깨를 나란히 하는 성취의 시대를 지나고 있습니다. 과거 '맨땅에 헤딩' 하듯 기술을 개척해 온 정신은 오늘날 세계 최고 수준의 측정 표준을 확립하는 밑거름이 되었습니다. 이제 KRISS는 단순한 기술 보유국을 넘어 세계 표준의 새로운 목표를 스스로 제시하는 선두 주자로서의 도약을 준비하고 있습니다. 성숙한 기술력을 바탕으로 다음 세대를 길러내고 인류 사회에 기여하는 '재탄생'의 과정을 통해, 연구원은 앞으로도 세상의 모든 기준을 만드는 국가 측정 표준 대표기관으로서의 사명을 다하며 대한민국의 미래 과학 기술을 견인할 것입니다.