| 항천과기집단공사, 알파자기분광계의 암흑물질 모색 진전 지원 | ||
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 2013년 2월 하순에 폐막된 미국과학진흥회(AAAS) 연례회의에서 알파자기분광계(AMS, Alpah Magnetic Spectrometer) 프로젝트의 수석과학자인 노벨물리학자 MIT 공과대학 사뮤엘 틴 교수 연구팀이 알파자기분광계가 약한 상호작용을 하는 윔프(WIMP, Weakly Interracting Massive Partcles)의 존재 증거를 발견했는데, 이 입자가 암흑물질의 후보라고 밝혔다. 어쩌면 물리학에서 중대 변혁이 일어나 인간의 인식이 바뀔지도 모른다. 여기에 중국항천과기집단공사의 공헌이 크다. 1. 암흑물질의 비밀이 조만간 밝혀지나? 과학자들이 암흑물질의 후보 존재 증거를 발견했지만 암흑물질이 무엇이냐고 질문하는 사람들이 많을 것이다. 노벨물리학자 리정다오(Tsung-Dao Lee)는 “암흑물질이 20세기 말과 21세기 초 현대물리학에서 헤쳐나갈 최대 먹장구름으로서 물리학에서 또 한 차례의 혁명을 예고할 것이다.”라고 여러 번 지적한 바 있다. ‘암흑물질이 무엇이며’와 ‘암흑에너지가 무엇이냐’의 양대 난제가 미국 국가과학기술위원회에서 선정한 ‘신세기 물리학과 천문학에서 해답해야 할 11개 난제’ 중의 1, 2위이다. 고전적으로 해석하는 암흑물질이란 우주공간에 존재(가능하게 존재)하고 전자기 상호작용에 관여하지 않으며 이미 알려진 입자(양자, 전자, 중성자 등) 이외의 완전히 새로운 입자를 말한다. 이 신규 입자는 빛을 내지 않아 볼 수도 만질 수도 없지만 존재 자체가 중력 작용을 할 수 있을 뿐만 아니라 수량과 규모에서 이미 알려진 우주의 ‘일반물질’을 훨씬 초월한다고 물리학자들이 인식을 같이 했다. 암흑물질을 탐지 및 인식하고자 최첨단 과학자들은 많은 심혈을 기울였다. AMS 프로젝트는 민감도가 가장 높으며 가장 복잡하고 비싼 암흑물질 탐지설비로서 현 단계 과학실험에서 최고 기술수단을 대표한다고 세계적으로 인정하고 있다. 2. 중국항천과기집단공사가 없이는 AMS 프로젝트도 없어 사뮤엘 틴 교수는 언론 취재 시 “중국의 우주, 중국항천과기집단공사 산하기관 중국로켓기술연구원(제1연구원)의 탁월한 공헌 없이는 AMS 프로젝트도 없다！”라고 명확히 입장을 밝혔다. 1990년대의 다자간 협력사안 상담에서 시작해 2011년 5월 AMS가 정식 국제우주정거장(ISS)에 탑재되어 탐사임무를 전개하고, 또 최근 암흑물질의 존재 증거를 발견하기까지의 오랜 기간 중국항천과기집단공사가 AMS 프로젝트에 공을 들였다. 알파자기분광계(AMS)라는 탐지기는 핵심이 자석이며, 이 자석이 중국인에 의해 제작됐다고 제1연구원에서 AMS 프로젝트에 종사한 리창마오(李昌懋) 책임자가 소개했다. 리창마오 책임자의 말대로 AMS 프로젝트의 대표적인 성과 두 개를 선정하라면 하나는 자석의 주요 구조 부품이고 다른 하나는 영구자석이다. 제1연구원은 AMS 프로젝트를 위해 자석의 주요 구조 부품 3개를 제작하고, 또 영구자석 주요 구조 부품의 설계, 연구개발, 시험사업을 담당했다. 자석의 주요 구조 부품 3개 가운데 하나는 지상 시험부품으로 복잡한 많은 지상 시험검증에 활용된다. 또 하나는 비행부품로서 1998년 미국 디스커버리호 우주왕복선에 탑재되어 국제우주정거장에 10일간 체류한 후, 2011년 5월 재차 인데버호(Endeavour)에 실려 국제우주정거장에 상주하여 암흑물질의 모색에 나섰다. 다른 하나는 파괴성 시험에 응용된다. AMS 프로젝트의 관건은 테이블 크기의 자석을 우주로 보내는 것이지만 과학적으로나 공정상에서 현안으로 장기간 남아있는 문제이다. 왜냐하면 대형 자석은 자기누설(magnetic flux leakage) 현상이 있어 우주선 비행과 다른 계측기의 정상작동을 크게 방해할 수 있기 때문이다. 한편 대형 자석의 자기 다이오드 모멘트 문제로 인해 자기분광계가 지구 자기마당의 작용에서 회전할 수 있어 효과적으로 작동할 수 없다. 바로 이 때문에 사뮤엘 틴 교수는 AMS 프로젝트가 본인의 40년간 연구에서 난이도가 최대인 실험대상이며, 당시 노벨상 수상작품인 J라는 새로운 소립자(素粒子)를 발견하는 실험보다 어려움이 훨씬 많다고 했다. 사뮤엘 틴 교수가 J라는 새로운 소립자를 발견하는데 2년이 걸렸으나 AMS 프로젝트는 그와 국제 연구팀이 20년간 연구했다. 중국항천과기집단공사는 실력과 품질로 중국제조를 세계 일류수준으로 향상시키려는 결심을 입증해 보였다. 미국 항공우주국(NASA)의 켄 바우어 전문가가 중국 제품을 검수한 후, 상관에게 일류의 우주제품을 설계 및 제조할 수 있는 기관을 찾으려면 중국로켓기술연구원이 적당하다고 하면서 이 기관이 동 임무를 수행할 능력이 있다고 소개했다, NASA의 AMS 프로젝트 매니저 짐 베이츠가 프로젝트 검수를 마친 후, 제1연구원에 이메일을 발송하고, 두 개의 '느낌표'로 동 기관의 제품이 순조롭게 제2단계의 안전심사에 통과되었다고 통지했다. 한편 NASA는 제3단계의 안전심사를 취소하기로 결정했다. 이는 거의 믿을 수 없는 일이다. NASA의 관례대로 모든 대형탑재장비는 3개 단계의 안전심사를 거쳐야 한다. 그러나 제1연구원의 자석 주요 구조 부품은 우주왕복선의 페이로드로서 두 차례의 심사로 끝났는데, 이는 NASA의 안전심사에서 전무한 사례이다. 중국이 과학기술의 진보와 수준의 향상에 힘입어 세계 첨단탐사분야에 갈수록 많이 참여하고 있으며, 특히 우주분야에서 대체할 수 없는 역할을 발휘하고 있다. 리창마오 책임자의 말대로 아무리 먼 심우주라도 갈 수 있는 곳을 생각했다면 그곳으로 보내드릴 것을 약속한다. 중국의 우주업계는 다양한 우주협력임무를 담당할 능력이 있으며 많은 국가와의 협력에 참여하기를 원하고, 다양한 분야 전문가나 학자들과 함께 인류의 중요한 과학실험에 기여하기를 기대한다. 정보출처 : http://www.spacechina.com/n25/n144/n206/n214/c403727/content.html |
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