시간을 만들어 

세상을 움직이는 연구자들

KPS국가시간그룹

왼쪽 위부터 시계방향으로 최경원 선임기술원, 강세지 선임연구원, 허명선 그룹장, 이주현 선임연구원

KRISS가 국가 핵심 R&D를 이끌어 나가기 위해 지난해 신설한 전략기술연구소. 기존에 KRISS에서 진행하던 12대 국가전략기술 관련 소규모 조직들을 한데 모아 새롭게 출범한 6개의 그룹은 기술 패권 경쟁 돌파를 위한 전략기술 분야의 연구를 수행하고 있다. 국가의 과학기술 주권을 지키기 위해 연구의 혼을 불태우고 있는 전략기술연구소들을 한 곳씩 만나본다.

세계 공통의 기준, 우리만의 기술을 만드는 연구그룹

우리가 아침에 눈을 떠서 가장 먼저 하는 행동은 무엇일까? 아마 대부분은 시간부터 확인할 것이다. 우리는 일정이라는 수많은 시간 약속에 맞춰 하루하루를 살아가고 있다. 하지만 그 시간의 기준이 무엇인지 인지하고 있는 사람은 극히 드물다.

전 세계 시간의 기준은 바로 세계협정시(Coordinated Universal Time, UTC)다. 이는 세계가 공통의 시간을 유지할 수 있도록 동기화된 과학적 시간의 표준을 말한다. 세계 모든 나라가 이를 이용해 1초 시각을 맞추고 있으며, 전자상거래, 통신, 내비게이션 등의 기준으로 사용된다.

KPS국가시간그룹의 주요 임무 중 하나가 바로 세계협정시를 생성 및 유지하는 것이다. 우리나라는 프랑스·일본·미국·이탈리아에 이어 광시계로 세계협정시 생성에 참여한 다섯 번째 나라로, KRISS는 자체 개발한 이터븀 광시계 ‘KRISS-Yb1’을 통해 세계협정시 생성에 참여하고 있다. ‘KRISS-Yb1’은 20억 년 동안 1초 정도의 오차를 가질 만큼 정확하다.

KPS국가시간그룹의 임무 중 또 하나의 축은 국가 기간시설과 산업, 국민 삶에 기여할 수 있는 정밀한 시각 정보 생성 기술 개발이다.

위성항법시스템(Global Navigation Satellite System, GNSS)은 범지구적인 측위정보 서비스 시스템으로 위성에서 발신한 전파를 이용하여 정밀한 측위정보를 제공한다. 미국의 GPS(Global Positioning System), 러시아의 GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System), 유럽연합(EU)의 Galileo, 중국의 BeiDou, 일본의 QZSS(Quasi-Zenith Satellite System) 등이 현존하는 대표적인 GNSS 시스템이다.

허명선 그룹장 “우리나도 독자적인 GNSS를 만들기 위해 2022년부터 2035년까지 한국형 위성항법시스템(Korean Positioning System, KPS) 사업을 추진하고 있습니다. KPS국가시간그룹은 전체 사업 중에 시각 부분을 담당하고 있는데요. 신호를 보내 도달하는 데 걸리는 시간을 기준으로 위치를 측정하기 때문에 KPS 개발에 있어서 시각 정보는 무엇보다 중요하다고 할 수 있습니다.”
국내에서 시각 정보 생성 기술을 보유한 곳은 KRISS가 유일하다. KPS국가시간그룹은 UTC의 생성 및 유지, 보급의 역할과 함께 KPS에 필요한 우주와 지상의 기준시각을 생성하기 위한 시스템을 개발하고 있다.

글로벌 금융위기 이후 자국 우선주의에 기반한 통상정책 기조 속에 사실상 우방국의 개념이 사라진 가운데, GPS에만 의존하는 것은 많은 불안 요소를 수반한다. 더욱이 자율주행 등 새로운 기술의 상용화를 대비해 이에 필요한 독자적 항법 시스템 확보가 필요하다.

이주현 선임연구원 “현재 국내의 시각 보급은 GPS 신호망에 의존해 이루어지고 있는데, KPS 사업이 추진되면 전략적인 요구 등에 의해 GPS 신호가 중단되더라도 독자적으로 시각을 계속 유지할 수 있는 환경이 만들어집니다.”

강세지 선임연구원 “이에 더해서, 한국형 위성항법시스템에 탑재될 우주용 원자시계에 대한 독자적인 기술 확보가 필요합니다. 지상에서 쓰는 시계를 잘 만들 수 있다고 해서 우주용 원자 시계를 잘 만들 수 있는 건 아니잖아요. 우주 환경에서는 어떤 현상이 벌어지는지 예측하기 어렵고, 위성이라는 공간적 한계가 있기 때문입니다. 때문에 우주용 원자시계를 개발하는 것은 전략적 기술을 확보하는 것이라고도 말씀드릴 수 있습니다.”

1단계 KPS 사업이 종료되는 2029년 첫 번째 위성이 발사될 예정으로, KPS국가시간그룹은 그 일정에 맞춰 순조롭게 시스템을 개발해 나가고 있다.

KPS국가시간그룹이라는 명칭에 부합하도록 국가가 필요로 하는 시각 정보를 원활히

제공할 수 있는 기술을 개발하고 보급하는 역할을 잘 수행하려 합니다 .

끊임없이 흘러가는 시간처럼 꿋꿋이

사회 핵심 기반 시설인 국가 전력망에도 KPS국가시간그룹의 시각 정보가 제공되고 있다. 교류(alternating current, AC) 전원은 60 Hz의 주파수로 진동하는데 그 진동수가 정확할 때 각 발전소에서 생산된 전기에너지가 가장 효율적으로 통합될 수 있다.

항법시스템은 지상뿐만 아니라 해상에서도 필수적으로 요구된다. 우리나라가 세계 2번째로 독자 개발한 지상파항법서비스템(enhanced Long range navigation, eLoran)은 지상 송신국을 활용해 저주파의 고출력 신호를 전송하기 때문에 전파 교란에 영향을 받지 않고 높은 위치 정확도(20 m 이내)와 정밀한 시각 동기(천만분의 1초)를 제공해 안전한 항해를 지원한다. eLoran에 정확한 시각 정보를 제공하는 것 역시 KPS국가시간그룹의 역할이다.

이 모든 임무는 우리나라만의 항법 기술을 확보함으로써 자동차, 철도, 선박, 항공기 등 교통은 물론 통신이 사용되는 모든 산업과 기간시설의 안정적인 운영을 실현하기 위한 것이다.

최경원 선임기술원 “우리나라가 독립적인 항법 기술을 확보하기 위해서는 지상 전파가 아닌 네트워크 등 여러 시각 동기 기술을 활용해야 할 것이고, 이를 위해 우리 그룹도 기술 개발과 플랫폼 구축 등을 선제적으로 해 나갈 예정입니다.”

허명선 그룹장 “KPS국가시간그룹이라는 명칭에 부합하도록 국가가 필요로 하는 시각 정보를 원활히 제공할 수 있는 기술을 개발하고 보급하는 역할을 잘 수행하려 합니다. 전력망, 금융, 통신 등 사회 각 분야에 KRISS라는 이름으로 그 정보를 제공해주는 것이 목표이죠.”

KRISS라는 브랜드를 가진 시각 정보를 사회 곳곳에 공급하고 싶다는 허명선 그룹장. 그것은 KPS국가시간그룹의 자부심과 책임감이 담겨 있는 바람일 것이다.

시간이 멈추면 안 되듯이, KPS국가시간그룹의 임무에도 중단이란 없다. 밤에도 휴일에도 ‘상시 대기’해야 하는 것이 KPS국가시간그룹의 숙명이다.

사회에 정확하고 안정적인 시각 정보를 제공하고 우리나라 항법 기술 자립을 실현하기 위해 중단 없이 노력하는 KPS국가시간그룹의 모습이 믿음직스럽고 든든하다.