원자력/우주항공

국가천문대 디지털화 제니스 망원경 제작, 1/3 비용절감 효과

발행일 : 2014 / 05 / 22

천문지구동력학 관측 연구수요에 부응하여 최근 몇년간 중국과학원 국가천문대는 CCD 천체측량 망원경 관련 기술 연구와 실험을 시작하였다. 2009년 말, 산둥과학기술대학 측회학원이 출자하여 국가천문대 중대자연재해 천문요소 연구팀에 위탁한 지름 20cm인 소형 디지털화 제니스 망원경(Digital Zenith Telescope, 천정의라고도 하고 이하 DZT로 약칭)이 제작되었다.

국가천문대 왕훙치(王红旗) 등은 1년간 망원경 시제품(DZT-1) 연구개발을 수행하고, 또한 동 신형 천체측량 망원경 관측 사진 및 데이터 처리방법 난제를 극복하였다. 시험관측결과, DZT는 고정밀도, 고효율, 모바일가능, 사용 편리성의 특징을 지니고 중국 최초로 CCD를 천문 경위도 측정에 성공적으로 응용한 측정망원경으로 자리 잡았다. 또한 광전자등고의 다음으로 중국이 또 한 차례 독자적인 연구개발에 성공한 전형적인 천체망원경으로서 측지용 계측기에도 적용된다.

DZT를 이용하여 항성을 관측할 경우, 관측점의 고정밀도 천문 경위도를 신속히 계산할 수 있고 자료는 다용도로 사용될 수 있다. DZT는 지구의 모든 위치를 경위도로 측정할 수 있는 GPS 또는 북두 수신기와 배합해 고정밀도 수직선편차 자료를 신속히 얻을 수 있으며, 측지계 전문가는 야외 휴대용으로 쓸 수 있도록 기기를 작게 만들 것을 제안했다.

DZT는 매일 밤 여러 개 관측점에 대한 고효율 유동 측정이 가능하고, 다양한 유형의 측지 데이터와 배합해 가변 시한(Variable Time) 중력장 및 지구동력학과 관련한 연구사업에 활용될 수 있고, 또한 관계 부서 사용에도 제공될 수 있다. 비용은 해외 동종 기기의 1/3 미만으로 저렴하여 지진 다발지역의 네트워크 관측에도 사용될 수 있다.

국가천문대의 지원에 의해, 과제팀은 연구와 시험을 통해 부피가 보다 작고 무게가 15kg 이하로 가벼운 휴대용 고정밀도 DZT 연구개발에 관련된 모든 기술난제를 해결하였다. 휴대용 DZT는 수직선편차의 야외, 특히 산간지역의 유동 측정에서 보다 유용하게 사용될 수 있을 뿐만 아니라 기타 특정 분야 응용에도 적용될 수 있다. DZT는 사진천정통(PZT)의 기본원리를 참조하고 신규 부품과 신기술을 적용하여 설계 및 제작한 신형의 디지털화 제니스 망원경이다.

○ PZT 규격
– 높이는 3m로 부피가 크고
– 무게는 1톤으로 무거우며
– 조작은 복잡하여 여러 명의 관측인원을 필요로 하고
– 효율이 낮아 하루 밤 사이에 10개 정도의 항성만 관측 가능
– 사진과 데이터 계산과정이 복잡함

○ DZT-1 규격
– 높이 1m 미만
– 무게 50kg 미만
– 조작은 쉽고
– 전문 인력이 아니더라도 사용 가능
– 원격조종 관측이 가능하고 시간당 수천 개 천체 사진에 대한 자동 관측 기록이 가능
– 획득한 사진 데이터 처리방법 및 소프트웨어는 초당 노출된 10개 항성 사진에 대해 실시간 자동 처리하여 측정결과 도출이 가능
– 전형적 천문관측기기의 측정 정밀도보다 뛰어나고 국제 동종 기기 수준 달성

2013년 과제팀의 톈리리(田立丽) 연구원이 주도하여 작성한 ‘중국의 디지털화 제니스 망원경 시제품’과 왕버(王博) 박사 주도로 작성한 ‘디지털화 제니스 망원경 관측 사진 및 데이터 처리’ 등 두 편의 논문이 <科學通報> 와 ‘Chinese Science Bulletin’에 접수되었고, ‘Chinese Science Bulletin’ 편집부에 의해 2014년 59권 중문 12기(http://csb.scichina.com:8080/kxtb/CN/Y2014/V59/I12)와 영문 17기 표지논문(http://link.springer.com/article/10.1007/s11434-014-0256-z & http://link.springer.com/article/10.1007/s11434-014-0277-7)으로 추천되었다. 편집부는 또 논문의 주요 내용을 각각 Association of Asia Pacific Physical Societies (AAPPS,http://aappsbulletin.org/), EurekAlert!(http://www.EurekAlert.org) 와 과학망(科學網, 이미 발표:http://blog.sciencenet.cn/blog-528739-795836.html)에도 추천하여 연구성과를 소개하였다.