“GPS 불통지역에서도 드론 운용”…원자스핀 항법장치 개발

현재 광학식 자이로스코프보다 무게·전력 10분의 1수준 기대

원자 내부의 에너지 상태를 이용해 비행체 등 무기체계의 항법장치를 소형화할 수 있는 기술이 국내에서 개발됐다.

국방과학연구소(ADD)는 핵심기술개발사업을 통해 ‘원자스핀 자이로스코프’를 국내 자체 기술로 확보했다고 27일 밝혔다.

자이로스코프는 이동체의 회전(자세변화)을 측정하는 센서로, 가속도계와 함께 관성항법장치에 장착돼 항공기와 미사일 등의 위치, 속도, 자세를 측정하는 데 쓰인다.

현재 자이로스코프는 빛을 이용한 광학식인데, 이번에 원자 내부 입자의 운동량(스핀)을 측정하는 새로운 방식을 개발한 것이다.

ADD는 알칼리 원자, 제존, 질소, 수소로 채워진 원자셀(밀봉 유리용기)에 레이저를 조사해 회전량을 측정하는 방식을 썼다. 기술이 성숙하면 항법장치의 크기, 무게, 소모전력을 현 광학식의 10분의 1 수준으로 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

ADD는 400cc 부피로 원자스핀 자이로스코프 시작품을 만들어 성능을 검증하는 데 성공했다. 앞으로 부피 50cc 이하 초소형 제품 개발에 도전할 계획이다.

원자스핀 자이로스코프는 글로벌위치시스템(GPS)을 사용하기 어려운 환경에서 무인기 등 소형플랫폼의 센서로 활용할 수 있다.

또, 원천기술인 원자셀 제작기술과 원자스핀 제어기술은 은닉 표적 탐지, 위성 탑재용 원자시계, 뇌 자기장 측정을 위한 원자자기장 센서 등 다양한 분야에 적용될 수 있어 원자센서의 지평을 넓힐 수 있을 것으로 ADD는 기대했다.

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