[지금 대덕에선] 우주망원경 렌즈등 가공기술 연구

[지금 대덕에선] 우주망원경 렌즈등 가공기술 연구 기초과학지원硏 김건희 박사과학기술 위성 탑재용 IR광학계도 개발중 대덕=강재윤 기자 hama9806@sed.co.kr “기능올림픽에 참가했던 경험이 지금 연구의 밑바탕입니다. 금속가공은 제 운명인 셈이죠”. 한국기초과학지원연구원 연구장비개발 실장인 김건희(사진ㆍ40) 박사는 금속이나 비철금속 소재의 초정밀 가공 기술을 연구하고 있다. 김박사의 경력은 조금 특이하다. 그는 대전 기능대학을 졸업하고, 전국기능올림픽 금형가공분야에 참가하기도 했다. 여기서 초정밀 가공은 1~100나노미터 단위의 표면 거칠기로 각종 소재를 다듬는 기술을 말한다. 인공위성에 탑재되는 적외선 카메라의 광학계를 비롯 각종 레이저가공기의 레이저 집광장치, 반도체 노광장비용 하우징 등에 꼭 필요한 기술이다. 김 박사가 팀장을 겸임하고 있는 연구장비개발실 산하 초정밀가공팀은 위성이나 항공기 탑재용 카메라에 장착되는 렌즈 등의 광학계를 정밀하게 깎아낸다. 알루미늄 소재의 반사경이나 징크세라믹 등의 비철금속 소재의 투과형 렌즈 등은 표면의 정밀도에 따라 카메라의 성능이 좌우된다. 또 초정밀 소형 부품을 찍어내기 위한 금형을 깎아내기도 하며, 이 금형의 정밀도는 찍어내는 부품의 정밀도보다 우수해야만 활용이 가능하다. “현재 보유한 초정밀 가공장비는 수입품이지만, 이 장비를 다루는 기술과 이 장비로 만든 각종 부품들은 국산입니다”. 초정밀 가공장비는 말 그대로 도구일 뿐이기 때문에, 어떤 공구를 사용해 어떤 각도로 깎아내기 시작할 것인지는 숙련자의 노하우에 따라 다르다. 김 박사는 이러한 가공 공정 기술 연구를 통해 이미 7건의 특허를 보유하고, 12건을 출원해 놓은 상태다. 최근 들어 국방용으로 활용할 수 있는 초정밀의 대구경 반사경이나 적외선 렌즈 등은 수입자체가 어려워지고 있다. 국내 기술개발이 그만큼 더 절실해지고 있는 것이다. 현재 김 박사팀은 국내 최초의 핵융합장치로 약 1억도의 온도를 내는 KSTAR의 진단 광학계를 비롯, 적외선 천체망원경과 과학기술 위성 탑재용 IR광학계 등을 개발중이며 또 항공기에서 사용되는 열감지 카메라용 광학계도 연구중이다. 군사용으로 사용하지 않아도 대부분 수입이 어려운 장비들이다. 김 박사는 또 오프 액시스(Off-Axis) 망원경의 핵심부품인 반사경을 제작하고 있다. 통상 반사 망원경은 거대한 반사경을 통해 모여진 영상을 중앙 앞쪽에 있는 보조 반사경으로 모아주는 방식. 반면 김 박사가 개발중인 반사경은 접시형의 주 반사경 위쪽측면에 보조 반사경을 부착하는 새로운 개념의 반사망원경이다. 즉 주 반사경 전체에서 모여진 빛이나 전파를 측면의 보조 반사경쪽으로 모아주기 위해서는 특정각도로 빛을 모아주는 초정밀 반사경이 필요하고, 국내에서는 이 반사경을 제작하기 어려워 오프 액시스(Off-Axis) 망원경을 제작하지 못하는 실정이다.