GPS 없이 정확한 전세계 선박 위치를…

영국 해군이 소나, 위성 통신, GPS 등 외부 소스에 의존하지 않고 전 세계에서 정확한 선박 움직임과 위치를 확인할 수 있는 양자항법 시스템 첫 실험에 성공했다고 발표했다.

임페리얼칼리지런던 물리학자에 의해 개발된 양자항법장치는 루비듐87 원자 10억 개에 레이저 빛을 조사한다. 이렇게 하면 원자에서 구름이 발생하고 한층 더 절대 영도에 가까운 온도까지 냉각하면 원자 구름은 파도를 치게 된다. 이 성질을 이용해 중력 등 영향을 고려하면서 측정해 장치가 움직이는 속도나 방향을 계산할 수 있게 되어 위치 정보를 자세하게 파악할 수 있다고 한다. 또 시간 경과에 수반하는 원자 구름이나 장치 진행 방향을 양자 가속도계로 측정하는 것으로 선박 위치 정보를 항상 체크하는 게 가능하다.

양자항법시스템을 탑재한 선박은 해도나 나침반보다 정확한 항행이 가능할 뿐 아니라 현대 선박에서 주류가 되고 있는 GPS를 이용한 인공위성 기반 항법장치가 불필요해진다. 영국 해군 관계자는 인공위성은 때론 방해나 간섭을 받을 가능성이 있다며 위치를 정확하게 파악하는 참신한 방법을 탑재하는 건 원활한 해군 군사 작전상 중요하다고 보고하고 있다.

인공위성 기반 항법장치가 불필요하게 되어 수중에선 GPS를 이용한 위치 정보 특정이 불가능했던 잠수함에서도 양자항법장치 도입으로 정확한 위치 정보를 특정할 가능성이 시사된다. 미사일이나 우주선, 잠수함 등에선 양자항법시스템을 간소화한 관성항법장치라고 불리는 시스템이 이용되고 있다. 이는 외부로부터 전파에 의한 정보를 받지 않고 탑재하는 센서만으로 자신의 위치나 속도를 산출할 수 있는 장치다. 양자항법시스템이 실현되면 관성항법장치를 이용하는 모든 것의 정밀도 향상도 기대할 수 있다.

양자항법시스템 실험에는 영국 해군 실험선이 XV패트릭브래킷이 이용되어 갑판에 양자항법장치 수송용 컨테이너가 설치되어 있었다. 개발을 지원한 임페리얼칼리지런던 측은 실제로 항행하고 자기장이 눈부신 변화하는 현실 세계에서 테스트를 실시하는 건 좋은 체험이라며 충분한 안정성을 확실히 양자항법장치를 제대로 작동시키기 위해 고려해야 할 파동과 엔진 진동이 현실 세계에는 많이 존재한다고 밝히고 있다.

연구팀은 양자항법장치만으로 장시간에 걸친 위치 정보 측정은 가능하지만 앞으론 다른 기술을 이용해 위치 정보를 수정하지 않아도 양자항법장치만으로 더 자세한 위치를 측정할 수 있게 될 것이라는 전망을 밝히고 있다.

이번 양자항법시스템 실험 성공은 해군 기술에 큰 도약이며 다양한 해군 작전 시나리오에서 내비게이션 능력과 운영 효율성 향상에 큰 영향을 미칠 전망이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.