우주에서 쓰는 시계는 뭐가 다를까?
우주에서 쓰는 시계는 뭐가 다를까?
  • 문현식
  • 승인 2019.01.22 14:40
  • 조회수 1336
  • 댓글 0
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유럽우주국은 달에서 임무를 수행할 때 사용하는 시계를 소개했다. 출처: pixabay
유럽우주국은 달에서 임무를 수행할 때 사용하는 시계를 소개했다. 출처: pixabay

영화 <그래비티(Gravity)>를 보면 우주비행사들이 서로 시간을 맞추기 위해 타이머를 조절하는 장면이 나옵니다. 우주에서 사용하는 시계는 아무래도 지구에서 사용하는 시계와 뭔가 다르지 않을까요?

 

유럽우주국이 우주에서 사용하는 시계의 비밀을 살짝 풀어 놓았습니다. 유럽우주국은 달에서 임무를 수행하기 위해서 위성이 지상국과 교신할 때 사용하는 시계에 대해 소개했습니다.

 

일단 가장 중요한 차이점은 극단적인 정확성입니다. 통상 우주에서 사용하는 시계는 1조 분의 1초 단위로 정확성을 측정합니다. 빛이 이동하는 데 걸리는 시간도 측정이 가능한 수준이라고 합니다. 각국 항공우주 당국의 엄격한 테스트를 통과한 제품만 우주에서 사용하는 시계로 선정됩니다. 

 

스탠리 큐브릭의 영화에서 우주를 배경으로 실제로 사용되었던 시계. 출처: pixabay
스탠리 큐브릭의 영화에서 우주를 배경으로 실제로 사용되었던 시계. 출처: pixabay

둘째는 안정성입니다. 시계가 우주에서 정확히 동작하려면 모든 개별 부품들은 방사능 보호 처리가 되어야 합니다. 지구와 달리 우주 공간에서는 우주방사능에 보다 많이 노출되기 때문이죠.

 

방사능을 보호할 수 있는 코팅 처리를 하지 않은 일반적인 시계는 우주 공간에서 오작동이 발생할 수 있습니다. 이에 비해 3중~4중 방사능 보호 코팅을 입힌 우주용 시계는 오작동 확률이 상대적으로 크게 낮습니다. 또 이러한 시계는 고온·저온 상태나 무중력 상태에서도 오동작 비율이 크게 낮아야 한다는 특징이 있습니다.

 

셋째는 호환성입니다. 과거 우주용 시계가 단순히 시계 혹은 타이머의 역할만 했다면 요즘 우주에서 사용하는 시계는 보다 범용적으로 쓰입니다. 마치 요즘 스마트폰이 사실상 컴퓨터 역할을 일부 수행하는 것이나 마찬가지죠. 요즘 인기 있는 우주용 시계의 기능은 거리 측정입니다. 지구에서 위성까지 레이저가 왕복하는 시간을 계측하는 역할을 우주용 시계가 맡고 있습니다. 우주선의 위치를 파악하기 위한 보조 도구로 정밀한 시계를 이용하는 겁니다.

 

체코 프라하에 설치된 천체를 모티브로 만든 시계. 출처: pixabay
체코 프라하에 설치된 시계. 출처: pixabay

우주에서 미션을 수행하기 위해서 라이다와 함께 전파를 탐지하는 역할도 시계가 하고 있습니다. 일단 우주선에 설치한 라이다(Lidar)가 위성 표면에 레이저 펄스를 발사하고, 그 빛이 주위의 대상 물체에서 반사되어 돌아오도록 합니다. 이때 레이저가 왕복하는데 걸리는 시간을 우주용 시계가 측정합니다. 우주용 시계가 라이다와 쌍을 이뤄서 임무를 수행하는 것이죠. 이와 같은 시간 측정을 통해 시계는 우주선이 착륙하는 상황도 보조할 수 있습니다.

 

우주용 시계를 만드는 이벤테크의 니콜라이 아다모비치는 "우리가 제조한 우주용 시계는 빛이 1cm를 이동하는 시간까지 측정할 수 있다"며 "신뢰할 수 있는 전자공학을 기반으로 극단적으로 정확한 시간을 제공한다"고 설명했습니다. 

 

 


##참고자료##

 

Human and Robotic Exploration of the European Space Agency. Low-cost Clocks for landing on the Moon. European Space Agency


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