중국, 100km 거리서 밀리미터급 해상도 구현 첨단 레이저 카메라 개발

중국이 세계 최고 수준의 정밀도를 자랑하는 레이저 기반 광학 이미징 시스템을 개발했다. 이 기술은 군사 위성 감시나 지구 저궤도에서의 초정밀 관측을 가능하게 할 것으로 전망된다고 20일(현지시각) 홍콩에서 발행되는 사우스차이나모닝포스트(SCMP)가 보도했다.

중국과학원 항공우주정보연구소 연구팀은 100km 이상의 거리에서 밀리미터 수준의 해상도로 이미지를 포착하는 데 성공했다. 이는 기존 광학 기술로는 달성이 불가능했던 혁신적인 성과다. 연구 결과는 'Chinese Journal of Lasers'에 게재됐다.

연구팀은 중국 북서부 칭하이호에서 실험을 진행했다. 호수 북쪽 해안에 설치된 최첨단 합성 개구 라이다 시스템은 101.8km 떨어진 반사 프리즘 어레이를 대상으로 촬영을 실시했다. 이 장치는 1.7mm 크기의 미세한 디테일을 감지할 수 있었고, 기존 스파이 카메라나 망원경보다 100배 더 정확한 15.6mm의 거리 측정 정밀도를 보여줬다.

이러한 성과는 여러 혁신적인 기술의 결합으로 가능했다. 연구팀은 4x4 마이크로 렌즈 어레이를 활용해 시스템의 광학 조리개를 17.2mm에서 68.8mm로 확장했다. 또한 10기가헤르츠 이상의 대역폭을 가진 특수 레이저 모듈을 사용해 정밀한 거리 측정이 가능했다.
특히 적응형 알고리즘을 통해 레이저 광의 광학 노이즈를 10000배 감소시켜, 원거리에서도 미세한 신호를 포착할 수 있게 됐다. 103와트의 강력한 레이저와 실시간 디지털 처리 기술의 결합으로 방대한 데이터 처리도 가능해졌다.

이 기술은 중국을 극자외선 차단 이미징 분야의 글로벌 리더로 부상시켰다. 기존 마이크로파 기반 시스템보다 훨씬 선명한 이미지를 생성할 수 있다. 2011년 미국 록히드 마틴이 1.6km 거리에서 2cm의 해상도를 달성한 것과 비교하면, 이번 성과의 혁신성이 두드러진다.

베이징의 한 이미징 과학자는 "이는 단순히 위성을 보는 것이 아니라 일련번호를 읽을 수 있는 수준"이라며 "태양 전지판의 미세 손상이나 특정 센서의 식별도 가능하다"고 설명했다.

다만 실제 적용에는 여전히 과제가 남아있다. 레이저 이미징의 품질이 날씨에 크게 영향을 받고, 이동하는 목표물을 추적하기 위해서는 고도의 정밀 기계 시스템이 필요하다는 점이 향후 해결해야 할 과제로 지적됐다.


신민철 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com