MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems: 초미세전기기계시스템) 기술로 제작한 초미세 거울을 이용해 예상치 못한 곳에서 발생하여 빠르게 움직이는 광원을 순간적으로 포착하고 고속 추적하는 카메라 및 망원경이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다.

이번 연구는 교육과학기술부와 한국과학재단이 추진하는 창의적연구진흥사업의 일환으로 이화여자대학교의 MEMS 우주망원경 창의연구단(단장: 박일흥 교수)이 이룩한 결과이다.

박 교수 연구팀이 개발한 추적망원경(MTEL; MEMS Telescope for Extreme Lightning)은 비록 소형이지만, 광시야각 감시와 초고속 확대 및 추적 기능을 동시에 갖춘 최초의 차세대 우주망원경이다. 예를 들어 국제우주정거장에서 작동할 경우, 이 우주망원경은 빛의 속도로 움직이는 지상의 광원 또는 물체도 포착 추적할 수 있을 정도이다. 예를들어, 지상에서 작동하면 1m 앞에서 날아가는 총알도 쫓아갈 수 있을 정도이다.

이때 중요한 역할을 하는 MEMS 초미세 거울은 모든 방향으로 연속적으로 빠르게 방향을 바꿀 수 있도록 설계돼 무작위로 예기치 못한 지점에서 발생하는 섬광은 물론, 시야각 안에서 움직이는 어떤 방향의 광원 및 물체도 추적 기록하는 기능을 제공한다.

박 교수 연구팀은 미러와 관련된 거의 모든 추적 카메라 및 망원경의 원천기술에 대하여 국내 및 국제 특허 28건을 출원했다.

그리고 우주망원경의 원리와 제작과정 및 테스트 결과는 45년 전통의 세계적 광기술분야 전문잡지인 Laser Focus World의 2월호에 News breaks 기사로 소개될 예정이며 광학분야 국제 학술지인 옵틱스 익스프레스(Optics Express) 지난해 12월호에 게재됐다.

이 망원경은 지난 10월 러시아우주국에서 모든 우주환경 인증시험을 통과하고 Tatiana-2라고 불리는 러시아 인공위성에 탑재돼 현재 최종 발사를 기다리고 있다.

이 과학위성은 오는 4월 중에 카자흐스탄 바이코누루 기지에서 소유즈-2 로켓에 의해 발사될 예정이다. 최근에 메가번개로 소개되고 있는 고층대기 극한방전 현상의 규명을 주요 임무로, 적어도 1년 이상 800km 우주 상공에서 활동할 것이다.

박 교수는 “개발한 초미세거울을 이용한 추적기술은 지금까지 한국의 1등 수출산업인 감시카메라의 차세대 기술은 물론, 국방 관련 다중목표감시 및 동시추적 카메라에 새로운 장을 열게 될 것으로 기대된다.”라고 언급했다.

박 교수 연구팀은 또한, 추적 망원경 개념을 더욱 확장, 대형 MEMS 우주망원경을 제작해 빅뱅 다음으로는 우주의 최대폭발인 감마선폭발(GRB; Gamma Ray Burst)과 같이 무작위로 발생하는 극한 천체 현상의 초기 순간의 최초 관측을 목표로 하고 있으며, 2012년 발사할 미국 NASA 소형 인공위성의 활용을 미국 NASA 및 대학들과 이미 의향서를 교환했다.