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Deep Space Atomic Clock
±Ëµµ À§·Î! µö ½ºÆäÀ̽º ¿øÀڽðè(Deep Space Atomic Clock)¡¯¸¦! Ãâó: NASA
NASA JPL¿¡ °ÔÀçµÈ ¼º¸í¼¿¡ µû¸£¸é NASA´Â ÀηùÀÇ ¿ìÁÖŽÇè ¹æ½ÄÀ» ¹Ù²Ü ¼ö ÀÖ´Â »õ·Î¿î 'µö ½ºÆäÀ̽º ¿øÀڽðè(Deep Space Atomic Clock)'¸¦ ÆÈÄÜ Çغñ(Falcon Heavy) ·ÎÄÏ¿¡ ½Ç¾î ±Ëµµ À§·Î ¿Ã·Á º¸³Â½À´Ï´Ù. NASA Á¦Æ®ÃßÁø¿¬±¸¼Ò¿¡¼ °³¹ßÇÑ 'µö ½ºÆäÀ̽º ¿øÀڽðè(Deep Space Atomic Clock)'´Â ÀΰøÀ§¼ºÀ» ±â¹ÝÀ¸·Î ÇÑ ¿øÀڽð踦 ¾÷±×·¹À̵åÇÑ °ÍÀÔ´Ï´Ù.
±Ã±ØÀûÀ¸·Î´Â ȼºÃ³·³ ´õ ¸Õ °÷À¸·Î ¿ìÁÖ¼±ÀÌ ÀÚÀ²ÀûÀ¸·Î Ç×ÇØÇÒ ¼ö ÀÖµµ·Ï µµ¿ÍÁÝ´Ï´Ù. NASAÀÇ »õ·Î¿î µö ½ºÆäÀ̽º ¿øÀڽðè(Deep Space Atomic Clock)°¡ Á¤È®ÇÏ°Ô ¹«¾ùÀϱî¿ä.
¿Ö ¿ìÁÖÇ×ÇØ¿¡ ½Ã°è°¡ ÇÊ¿äÇÒ±î
NASAÀÇ µö ½ºÆäÀ̽º ¿øÀڽðè(Deep Space Atomic Clock)¸¦ ±â³äÇÏ´Â Æ÷½ºÅÍ. Ãâó: NASA/JPL-Caltech
¿ìÁÖ¼±ÀÌ Áö±¸·ÎºÎÅÍ ¶³¾îÁ® ÀÖ´Â °Å¸®¸¦ °áÁ¤Çϱâ À§Çؼ´Â Ç×¹ýÀåÄ¡(navigators)¸¦ ÀÌ¿ëÇØ¾ß ÇÕ´Ï´Ù. Ç×¹ýÀåÄ¡´Â ¿ìÁÖ¼±À¸·Î ½ÅÈ£¸¦ º¸³½ ÈÄ ÀÌ°ÍÀÌ Áö±¸·Î µ¹¾Æ¿À´Â ½Ã°£À» ÀÌ¿ëÇϴµ¥¿ä. ÀÌ ½ÅÈ£´Â ºûÀÇ ¼Óµµ·Î À̵¿ÇÕ´Ï´Ù. ¿©·¯ °³ÀÇ ½ÅÈ£¸¦ º¸³»°í, µ¹¾Æ¿À´Â ½Ã°£À» ÃøÁ¤ÇÕ´Ï´Ù. ÀÌ·± ½ÄÀ¸·Î Ç×¹ýâġ´Â ¿ìÁÖ¼±ÀÇ ±ËÀûÀ» °è»êÇÕ´Ï´Ù. ¿ìÁÖ¼±ÀÌ ¾îµð¿¡ ÀÖ°í ¾îµð·Î ÇâÇÏ°í ÀÖ´ÂÁö ¾Ë ¼ö Àִ°ÅÁÒ.
¶Èµü ¶Èµü! Ãâó: pixabay
¼Õ¸ñ½Ã°è¿¡¼ºÎÅÍ ÀΰøÀ§¼º¿¡ À̸£±â±îÁö ¿À´Ã³¯ ´ëºÎºÐÀÇ ½Ã°è´Â ½Ã°£À» ±â·ÏÇϱâ À§ÇØ ¼öÁ¤ ¹ßÁø±â(quartz crystal oscillator)¸¦ ÀÌ¿ëÇÕ´Ï´Ù. ÀÌ ±â±â´Â Àü¾ÐÀÌ °¡ÇØÁö¸é Á¤¹ÐÇÑ ÁÖÆļö¿¡¼ ¼öÁ¤ °áÁ¤ÆÇ(quartz crystals)ÀÌ Áøµ¿ÇÏ´Â ½ÄÀ¸·Î ÀÛµ¿ÇÕ´Ï´Ù.
1mÀ̳»ÀÇ ¿ìÁÖ¼± À§Ä¡¸¦ ¾Ë±â À§ÇØ Ç×¹ýÀåÄ¡´Â Á¤È®ÇÑ ½Ã°£ ºÐÇØ´É(time resolution)À» °¡Áø ½Ã°è°¡ ÇÊ¿äÇÕ´Ï´Ù. Áï, 10¾ïºÐÀÇ 1ÃʱîÁö ÃøÁ¤ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ½Ã°è¸¦ °¡¸®Å°´Â °Ì´Ï´Ù. ±Øµµ·Î ¾ÈÁ¤ÀûÀÎ ¼º°Ýµµ Áß¿äÇÕ´Ï´Ù. ¿©±â¼ '¾ÈÁ¤¼º(Stability)'À̶õ ½Ã°è°¡ ½Ã°£ ´ÜÀ§¸¦ ¾ó¸¶³ª ÀÏ°üµÇ°Ô ÃøÁ¤ÇÏ´ÂÁö¸¦ ÀǹÌÇÕ´Ï´Ù. °¡·É, 1ÃÊÀÇ ±æÀ̸¦ ÃøÁ¤ÇÑ´Ù°í ÇßÀ» ¶§ ¸çÄ¥ÀÌ Áö³ªµµ, ¸î ÁÖ°¡ Áö³ªµµ µ¿ÀÏÇÏ°Ô ÃøÁ¤µÅ¾ß ÇÕ´Ï´Ù.
¿øÀÚ°¡ ½Ã°è¿Í ¹«½¼ °ü°è?
¿ìÁÖÇ×¹ý ±âÁØ¿¡ µû¸£¸é ¼öÁ¤ ½Ã°è(quartz crystal clocks)´Â ±×´ÙÁö ¾ÈÁ¤ÀûÀÌÁö ¾Ê½À´Ï´Ù. 1½Ã°£¸¸ Áö³ª¸é ¼º´ÉÀÌ °¡Àå ÁÁÀº ¼öÁ¤ ¹ßÁø±âµµ 10¾ïºÐÀÇ 1ÃÊ ´À·ÁÁú ¼ö ÀÖ½À´Ï´Ù. 6ÁÖ ÈÄ 1ÃÊ¿¡ õºÐÀÇ 1ÃÊ ´À·ÁÁö°Å³ª ȤÀº °Å¸® ¿ÀÂ÷°¡ ¾à 300km±îÁö ¹ß»ýÇÒ ¼ö ÀÖ½À´Ï´Ù. ÀÌ´Â °í¼ÓÀ¸·Î À̵¿ÇÏ´Â ¿ìÁÖ¼±ÀÇ À§Ä¡¸¦ ÃøÁ¤ÇÒ ¶§ ¾öû³ ¿µÇâÀ» ¹ÌÄ¥ ¼ö ÀÖ½À´Ï´Ù.
¿øÀڽð谡 ´õ ³ªÀº ¾ÈÁ¤¼ºÀ» °®Ãß±â À§ÇØ Àü¹®°¡µéÀº ¼öÁ¤ ¹ßÁø±â¿Í ¿øÀÚ¸¦ °áÇÕÇß½À´Ï´Ù. NASAÀÇ µö½ºÆäÀ̽º ¿øÀڽðè´Â 4ÀÏÀÌ Áö³ªµµ 10¾ïºÐÀÇ 1ÃÊ ¹Ì¸¸À¸·Î, 10³â ÈÄ¿¡µµ 100¸¸ºÐÀÇ 1ÃÊ ¹Ì¸¸À¸·Î ´À·ÁÁý´Ï´Ù. Áï, µö ½ºÆäÀ̽º ¿øÀڽðè´Â 1,000¸¸ ³â¿¡ 1Ãʾ¿ ´À·ÁÁö´Â ¼ÀÀÔ´Ï´Ù.
¿øÀÚ, ¾È³ç? Ãâó: Wikimedia Commons
¿øÀÚ´Â ÀüÀÚ¿¡ µÑ·¯½ÎÀÎ ÇÙ(¾ç¼ºÀÚ¿Í Áß¼ºÀÚ)À¸·Î ±¸¼ºµÅ ÀÖ½À´Ï´Ù. ÁÖ±âÀ²Ç¥¸¦ ±¸¼ºÇÏ´Â °¢ ¿ø¼ÒµéÀº ¿ø¼Ò¿¡ µû¶ó ¾ç¼ºÀÚ °³¼ö°¡ ´Ù¸¥µ¥¿ä. ¾ç¼ºÀÚÀÇ °³¼ö·Î ¿øÀÚÀÇ Æ¯¼ºÀ» ³ªÅ¸³¾ ¼ö ÀÖ½À´Ï´Ù. Áï, ÁÖ±âÀ²Ç¥ÀÇ ¿øÀÚ¹øÈ£´Â °ð ¿øÀÚÀÇ ¾ç¼ºÀÚ¼öÀÔ´Ï´Ù. ¿øÀÚÇÙ ÁÖº¯¿¡ ¸ðÀÌ´Â ÀüÀÚ´Â È®·üÀûÀ¸·Î ÀüÀÚ±¸¸§À» ÀÌ·ç°í Àִµ¥¿ä. ÀüÀÚ´Â ±¸º°µÇ´Â ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§¸¦ °¡Áö°í ÀÖÀ¸¸ç ¿¡³ÊÁö Ãæ°ÝÀº ÀüÀÚ¸¦ ÇÙ ÁÖº¯¿¡¼ ´õ ³ôÀº ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§·Î Æ¢¾î¿À¸¦°Ô ¸¸µé ¼ö ÀÖ½À´Ï´Ù. ÀüÀÚ´Â Á¤È®È÷ ÀûÀýÇÑ ¾çÀÇ ¿¡³ÊÁö¸¦ ¹Þ¾Æ¾ß ÇÕ´Ï´Ù.
Áï, ÀüÀÚ¸¦ ´õ ³ôÀº ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§·Î Æ¢¾î¿À¸£°Ô ÇÏ·Á¸é ƯÁ¤ÇÑ ÁÖÆļö(frequency)¸¦ °¡Áö´Â ¸¶ÀÌÅ©·ÎÆÄ(microwaves)°¡ ÇÊ¿äÇÕ´Ï´Ù. ÀüÀÚ°¡ ±Ëµµ¸¦ ¹Ù²Ù´Â µ¥ ÇÊ¿äÇÑ ¿¡³ÊÁö´Â °¢ ¿ø¼Ò¸¶´Ù °íÀ¯Çϸç, ¿ìÁÖ¿¡ ÀÖ´Â ¸ðµç ¿ø¼Ò(element)¼Ó ¿øÀÚ(atom)¿¡ ÀÏ°ýÀûÀ¸·Î Àû¿ëµË´Ï´Ù. ¿¹¸¦ µé¾î ź¼Ò ¿øÀÚ°¡ ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§¸¦ º¯È½ÃÅ°±â À§ÇØ ÇÊ¿äÇÑ ÁÖÆļö³í ¿ìÁÖ¿¡ ÀÖ´Â ¸ðµç ź¼Ò ¿øÀÚ¿¡¼ µ¿ÀÏÇÕ´Ï´Ù.
µö ½ºÆäÀ̽º ¿øÀڽð迡¼´Â ¼öÀº(mercury) ¿øÀÚ¸¦ »ç¿ëÇϴµ¥¿ä. ¼öÀº ¿øÀÚ¿¡¼µµ ¸¶Âù°¡Áö·Î ÀüÀÚÀÇ ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§¸¦ ¹Ù²Ù±â À§Çؼ´Â ź¼Ò¿Í´Â ´Ù¸¥ ÁÖÆļö°¡ ÇÊ¿äÇÏ°ÚÁÒ? ÀÌ´Â ¸ðµç ¼öÀº¿øÀÚ¿¡¼ µ¿ÀÏÇÏ°Ô ÀÛ¿ëÇÒ °Ì´Ï´Ù.
NASA Á¦Æ®ÃßÁø¿¬±¸¼ÒÀÇ ¿øÀÚ½Ã°è ¹°¸®ÇÐÀÚ Eric BurtÀº "ÀÌ ±Ëµµµé »çÀÌÀÇ ¿¡³ÊÁö Â÷ÀÌ°¡ ÀÌó·³ Á¤È®ÇÏ°í ¾ÈÁ¤ÀûÀ̶ó´Â °ªÀ̶ó´Â »ç½ÇÀº ¿øÀڽðèÀÇ ÇÙ½É ¿ä¼Ò"¶ó¸ç "¿øÀڽð谡 ±â°è·Î ÀÛµ¿µÇ´Â ½Ã°èÀÇ ¼º´ÉÀ» ¶Ù¾î³ÑÀ» ¼ö ÀÖ´Â ÀÌÀ¯"¶ó°í ÀüÇß½À´Ï´Ù. ƯÁ¤ ¿øÀÚ¿¡¼ º¯ÇÏÁö ¾Ê´Â ÁÖÆļö¸¦ ÃøÁ¤ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù´Â »ç½ÇÀº º¸ÆíÀûÀÌ°í Ç¥ÁØÈµÈ ½Ã°£ÀÇ ÃøÁ¤ÀÌ °¡´ÉÇÏ´Ù´Â °ÍÀ» ÀǹÌÇÕ´Ï´Ù. ÁÖÆļö´Â ÁÖ¾îÁø ½Ã°£ ´ÜÀ§·Î, ¿ìÁÖ¿¡¼ ƯÁ¤ ÁöÁ¡À» Åë°úÇÏ´Â Æĵ¿ÀÇ ¼ö¸¦ ¸»Çϴµ¥¿ä.
µû¶ó¼ Æĵ¿À» Àç¸é ½Ã°£À» ÃøÁ¤ÇÒ ¼ö ÀÖ½À´Ï´Ù. »ç½Ç 1ÃÊÀÇ ±æÀÌ¿¡ ´ëÇÑ °ø½ÄÀûÀÎ ÃøÁ¤°ªÀº ¼¼½·(cesium) ¿øÀÚ ³»ÀÇ µÎ ƯÁ¤ÇÑ ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§ »çÀÌ¿¡¼ ÀüÀÚÀÇ Æ¢¾î ¿À¸§ÀÌ ¹ß»ýÇÒ ¶§ ÇÊ¿äÇÑ ÁÖÆļö·Î ÀÎÇØ °áÁ¤µË´Ï´Ù.
¿øÀڽð迡¼ ¼öÁ¤ ¹ßÁø±â(quartz crystal oscillator) ÁÖÆļö´Â ¿øÀÚ ÁýÇÕü¿¡ Àû¿ëµÇ´Â ÁÖÆļö·Î º¯È¯µÇ´Âµ¥¿ä. ¸¸¾à ÆÄ»ýµÈ ÁÖÆļö°¡ Á¤È®ÇÏ´Ù¸é ¿øÀÚ¿¡ ÀÖ´Â ¸¹Àº ÀüÀÚµéÀÇ ¿¡³ÊÁö ÁØÀ§¸¦ ¹Ù²Ù°Ô ÇÒ °ÍÀÔ´Ï´Ù. ¸¸¾à ÁÖÆļö°¡ Ʋ¸®°Ô µÉ °æ¿ì ÈξÀ ´õ ÀûÀº ¼öÀÇ ÀüÀÚ°¡ Æ¢°Ô µË´Ï´Ù. ÀÌ·¸°Ô Á¤È®ÇÑ ÁÖÆļö·Î º¯È¯µÇ±â À§Çؼ´Â º¸Á¤(correction)ÀÌ ÇÊ¿äÇѵ¥¿ä. ÀÌ´Â ¿øÀÚ°¡ °áÁ¤µË´Ï´Ù. ÀÌ·± À¯ÇüÀÇ º¸Á¤(correction)Àº µö ½ºÆäÀ̽º ¿øÀڽð迡¼ ¸î Ãʸ¶´Ù °è»êµÅ Àû¿ëµË´Ï´Ù.
µö ½ºÆäÀ̽º ¿øÀڽðè(Deep Space Atomic Clock)ÀÇ Æ¯º°ÇÑ Á¡Àº?
¿øÀڽðè´Â Áö±¸ ±Ëµµ¸¦ µµ´Â GPS À§¼ºÀ» ÀÌ¿ëÇÏÁö¸¸, ±×¸¶Àúµµ ½Ã°èÀÇ º¯ÈÀ²À» º¸Á¤Çϱâ À§ÇØ ÇÏ·ç µÎ ¹ø ¾÷µ¥ÀÌÆ®¸¦ ÇØÁà¾ß ÇÕ´Ï´Ù. ÀÌ ¾÷µ¥ÀÌÆ®´Â Áö»ó¿¡ ÀÖ´Â Ä¿´Ù¶þ°í º¸´Ù ¾ÈÁ¤ÀûÀÎ, ¿ìÁÖ·Î °¡±â À§ÇØ ¼³°èµÇÁø ¾ÊÀº ¿øÀڽð迡¼ ºñ·ÔµË´Ï´Ù.
±×·±µ¥ À̹ø¿¡ NASA¿¡¼ °³¹ßµÈ µö ½ºÆäÀ̽º ¿øÀڽðè´Â ¿ìÁÖ·Î ¹ß»çµÈ ¿øÀڽðè Áß °¡Àå ¿ì¼öÇÑ ¾ÈÀü¼ºÀ» °¡Áöµµ·Ï ¼³°èµÆ½À´Ï´Ù. µö ½ºÆäÀ̽º ¿øÀڽðè´Â GPS À§¼º¿¡ ÀÖ´Â ¿øÀڽð躸´Ù ÃÖ´ë 50¹è³ª ´õ ¾ÈÁ¤ÀûÀ̶ó°í ÇÕ´Ï´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ¾ÈÁ¤¼ºÀº ¼öÀº ÀÌ¿ÂÀ» »ç¿ëÇØ ¾òÀ» ¼ö ÀÖ¾ú½À´Ï´Ù.
ÀÌ¿ÂÀº Àü±âÀûÀ¸·Î Áß¼ºÀ» ¶ì´Â ¿øÀÚ¿¡¼ ÇÑ °³ ÀÌ»óÀÇ ÀüÀÚ¸¦ ÀҰųª ¾òÀ» ¶§ ³ªÅ¸³ª´Â ƯÁ¤ÇÑ »óŸ¦ ³ªÅ¸³À´Ï´Ù. ¾î¶² ¿øÀڽð迡¼µç ¿øÀÚ´Â Áø°ø è¹ö ¾È¿¡ µé¾îÀÖ°í ±× Áß ÀϺο¡¼´Â ¿øÀÚ°¡ Áø°ø è¹öÀÇ º®°ú »óÈ£ÀÛ¿ëÇÏ°Ô µË´Ï´Ù. ±×·¸°Ô µÉ °æ¿ì, ¿Âµµº¯È °°Àº ȯ°æÀû º¯È°¡ ¹ß»ýÇÏ°í ÀÌ´Â ¿øÀÚ ³»¿¡¼ º¯È¸¦ ÀÏÀ¸Å°¸ç ÁÖÆļö ¿ÀÂ÷¸¦ ¹ß»ý½ÃÅ°°Ô µË´Ï´Ù.
´ë´Ù¼ö ¿øÀڽðè´Â Áß¼º ¿øÀÚ¸¦ »ç¿ëÇÏÁö¸¸ ¼öÀº ÀÌ¿ÂÀº ÀüÇϸ¦ °¡Áö°í Àֱ⠶§¹®¿¡ ÀÌ·¯ÇÑ »óÈ£ÀÛ¿ëÀÌ ÀϾ´Â °ÍÀ» ¸·±â À§ÇÑ ÀüÀÚ±â Æ®·¦(electromagnetic trap)ÀÌ ÇÊ¿äÇÕ´Ï´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ¸ðµç Á¶°ÇÀ» °®Ãá µö ½ºÆäÀ̽º ¿øÀڽðè´Â À¯·Ê¾ø´Â ¼öÁØÀÇ Á¤¹Ðµµ¸¦ ¾òÀ» ¼ö ÀÖ°Ô µË½À´Ï´Ù.
µö ½ºÆäÀ̽º ¿øÀڽðèÀÇ Á¤È®¼ºÀº ȼºÀ̳ª ´Ù¸¥ Ç༺À¸·Î ¸Õ Ç×Çظ¦ ¶°³ª´Â ÀÓ¹«¸¦ ¼öÇàÇÒ ¶§ Áö±¸¿ÍÀÇ ÃÖ¼ÒÇÑÀÇ Åë½ÅÀ¸·Îµµ ÀÚµ¿ Ç×ÇØ°¡ °¡´ÉÇÏ°Ô ÇØÁÝ´Ï´Ù. ÀÌ´Â ÇöÀç ¿ìÁÖ¼±ÀÇ Ç×ÇØ ¹æ½Ä¿¡ ÀÖ¾î ¾öû³ µµ¾àÀ̶ó ÇÒ ¼ö ÀÖ½À´Ï´Ù.
Ãâó :
ÀÌ¿ôÁý°úÇÐÀÚ(http://www.astronomer.rocks)