중국과학원 윈난(雲南, 운남)천문대 1.2m 망원경 달레이저거리측정

[인민망 한국어판 1월 29일] 중국과학원 윈난(雲南, 운남)천문대는 22일 밤 달레이저거리측정기술연구 분야에서 중대한 돌파를 이뤄냈다. 연구팀은 1.2m 망원경 레이저거리측정 시스템을 이용해 아폴로 15호가 달 표면에 장치한 반사기에서 되돌아오는 레이저 펄스신호를 여러 번 탐측하는 데 성공함으로써 중국에서 최초로 달레이저거리측정에 성공했다.

달레이저거리측정은 지상 관측소에서 달 표면 반사기까지 레이저 펄스의 왕복시간을 정확하게 측정해 지구와 달 사이의 거리를 계산한다. 이는 종합적인 기술로 레이저, 광검파, 자동 제어, 공간궤도 등 여러 학과 분야를 포함하며 현재 지구와 달 거리 측정 정밀도가 가장 높은 기술 수단이다. 또 그 관측 자료는 천문지구동력학, 달운동론, 달물리학 및 중력론검증 등 제반 학과의 연구에 중요한 가치가 있다.

중국과학원 윈난천문대 응용천문연구팀은 오랫동안 달레이저거리측정기술 연구에 매진해 왔다. 리위창(李語強) 연구팀 부팀장 겸 부연구원은 이번 거리측정은 지시정도(pointing accuracy)와 추적정밀도를 높여 탐측효율과 광학전송효율을 개선시켰고, 여러 건의 관건 기술 난관을 돌파한 후 실현한 것이라고 말했다.

달레이저거리측정 관측 캡처

연구팀은 공통로 달레이저거리측정 시스템과 수발신 전환에 사용되는 회전거울을 독자적으로 연구개발해 광로 수발신 전환을 실현했다. 뿐만 아니라 달의 궤도 주위를 따라 도는 일정 수량의 항성을 이용해 매번 레이저로 달을 관측하기 전에 국부 지시 수정 모드를 수정해 관측목표 궤도지역 내에서 망원경이 각초(1도의 1/3600)급의 높은 지시정도를 실현하도록 보장했다. 2017년 중국과학원 윈난천문대의 1.2m 망원경 광학시스템의 업그레이드 개조도 달레이저거리측정을 위해 양호한 토대를 마련했다. 연구팀은 또 미약한 신호 탐측, 데이터 처리 등의 분야에서도 대량의 작업을 했다.

지구와 달의 평균 거리는 384403.9km이다. 거리측정실험에서 연구원은 공통로 작업 방식을 채택, 1.2m 망원경 레이저 거리측정 시스템을 통해 거리를 측정했다. 레이저 파장은 532nm, 펄스 폭은 10ns, 빈도는 10헤르츠(Hz)이며, 실험 시 싱글 펄스 에너지는 3.3줄(Joule)이었다. 1월 22일 밤 9시 25분-10시 31분에 실측한 데이터에서 아폴로 15호 반사기에서 측정지점까지의 거리는 약 385823.433km~387119.600km이며, 측정거리 정밀도는 1m 이하인 것으로 나타났다.

현재 국제적으로 달레이저거리측정에 성공한 국가는 미국과 프랑스, 이탈리아뿐이다. 윈난천문대는 달레이저거리측정에 성공함으로써 중국의 달레이저거리측정분야의 공백을 메워 중국 ‘톈친계획(天琴計劃)’의 시행을 위해 거리측정기술 지원을 제공했다. (번역: 이인숙)

원문 출처: 과기일보(科技日報)