FAST, 귀주에 자리 잡다. 하늘을 날아 천 개의 강을 바라보다

Thread Content

이 게시글은 마지막으로 zhenry가 2016년 9월 26일 17:46에 수정했습니다.
출처: 귀주일보
날짜: 2016년 7월 3일
작성자: http://szb.gzrbs.com.cn/gzrb/gzrb/rb/20160703/02_02_0294.jpg
7월 3일, 세계에서 가장 큰 단경직 전파망원경의 마지막 패널이 계획대로 우리 지역의 핑탕에서 설치될 예정입니다.이 500미터 직경의 구면 전파망원경 프로젝트는 “11차 5개년 계획”의 **중요한 과학기술 인프라 건설 프로젝트입니다. 귀주성의 자연적인 카르스트 지형을 망원경의 설치 장소로 활용하여, 넓은 천구 영역에 대한 고정밀도의 천문 관측을 실현하고자 합니다.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　본지 기자 양준파, 덩강 촬영. ‘천안이 눈을 뜨다’ – FAST 시대를 맞이하며
본지 기자 대락, 샤오랑핑

약 2,300년 전, 위대한 시인 굴원은 그의 걸작 『천문』에서 상상력 넘치는 우주에 대한 사색을 표현했습니다. “옛날 처음에, 누가 그 길을 전했는가? 위아래가 아직 형성되지 않았는데, 어떻게 그것을 알 수 있겠는가? 어둡고 혼란스러운 세상 속에서, 누가 그 끝을 알 수 있겠는가?”

1958년 7월 1일, 그는 7언율시 『역병을 물리치다』에서 이 두 구절을 썼습니다. “땅에 앉아 있어도 하루에 8만 리를 여행할 수 있으며, 하늘을 날아서 천 개의 강을 바라볼 수 있다.””　 　　2016년, 중국 천문학의 역사에 있어 매우 의미 있는 사건이 귀주성에서 일어났습니다. 바로 500미터 직경의 구면 전파망원경(Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope, 약칭 FAST)이 7월에 완공될 예정이었기 때문입니다. 　　FAST는 무엇을 위해 사용되나요? **천문대의 과학자들은 이렇게 설명합니다. “FAST의 연구 범위는 매우 광범위한 천문학적 주제들을 포함합니다. 우주의 초기 상태, 암흑물질과 암흑에너지, 그리고 대규모 구조들부터 시작하여, 은하와 은하계의 진화, 항성과 같은 천체들, 그리고 태양계의 행성들과 주변 우주에서 일어나는 현상들까지, 이 모든 분야에서 FAST는 독보적인 경쟁력을 가지고 있습니다.”” 　　우리는 생산에 필요한 에너지 자원을 더 많이 찾아낼 수 있을까? 인간이 살 수 있는 또 다른 행성을 발견할 수 있을까? 우주에 생명체가 존재하는지 알아낼 수 있을까? FAST는 위와 같은 질문들에 대한 답을 찾기 위한 여정에서 중요한 한 걸음을 내디뎠습니다. 주도적으로 FAST를 추진하다 　전파천문학은 20세기 30년대 초에 탄생했다.1932년, 미국의 무선공학자 칼 구테 얀스키(Karl Guthe Jansky)는 무선 안테나를 이용해 은하계 중심(인마자리 방향)에서 오는 전파를 감지했습니다. 이로써 인류는 기존의 광학 파장 영역 외에서 천문 관측을 할 수 있는 첫 번째 길을 열게 되었습니다. 　　그리고 귀주의 FAST 프로젝트는 우여곡절이 많았습니다. “쉬워 보이지만 실제로는 힘들었으며, 평범해 보이지만 사실은 매우 특별했습니다.””개념이 제시된 후, 부지 선정을 거쳐 건설에 이르기까지, 그리고 올해 9월에 운영에 들어가는 데까지 FAST는 총 23년의 시간이 걸렸습니다. 그 과정에서 수많은 사람들의 노력과 땀이 담겨 있습니다.십년 간 수련하여 검을 만든다는 것은 결코 헛말이 아니다. 　　1993년, 국제무선과학연맹의 일본 교토 회의에서 중국을 비롯해 호주, 캐나다, 프랑스, 독일 등지의 천문학자들이 함께 협력하여, 수신 면적이 1제곱킬로미터에 달하는 거대한 전파망원경(SKA)을 건설하자는 제안을 했습니다. 이 망원경의 감도는 현재 세계에서 가장 큰 망원경보다 2개 순서 더 높을 것입니다. 　　중국 과학자들이 제안한 방안은, 중국 구이저우성의 카르스트 지형을 활용하여 구형 반사면, 즉 아레시보형 안테나 배열을 만드는 것입니다. 이 안테나 배열은 직경 약 300미터인 수십 개의 구형 안테나로 구성되며, 수백 킬로미터에 걸쳐 분포하게 됩니다. 　　안타깝게도, 이 방안은 받아들여지지 않았습니다.하지만 중국의 과학자들은 그냥 멈추지 않고 적극적으로 행동하여, 독자적으로 새로운 형태의 카르스트형 천문대를 만들자고 제안했습니다. 바로 직경 500미터의 구면형 전파천문망원경입니다. 　　1994년 4월, FAST 프로젝트는 귀주 지역을 후보지로 선정하는 작업을 시작했으며, 이후 13년에 걸친 예비 연구가 진행되었습니다； 　　2007년 7월 10일, FAST 프로젝트는 발전개혁위원회에 의해 **고기술 산업 발전 프로젝트 계획**에 포함되었습니다； 　　2008년 12월, FAST 프로젝트의 기초공사 축제가 열렸습니다； 　　2011년 3월 25일, 중국과학원과 귀주성 인민정부가 공동으로 프로젝트 착공 보고서를 승인한 후, FAST 프로젝트가 본격적으로 착공되었습니다. 공사 기간은 5년 반입니다. 　　FAST의 유래를 말할 때 간과해서는 안 되는 것은, 주동적으로 행동해야만 비로소 자리를 얻을 수 있다는 점입니다.중국의 FAST는 SKA보다 10~20년 먼저 건설되었습니다.중국의 성과는 국제적인 동료들의 존경을 받았을 뿐만 아니라, 중국을 SKA 프로젝트의 유력한 협력 파트너로 만들었습니다. 　　호주 연방과학산업기구는 **천문대와 FAST 프로젝트에 서비스를 제공하기 위한 협약을 체결했으며, 하늘의 19개 영역을 동시에 관측할 수 있는 고성능 전파 수신기를 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다. 　　SKA의 주요 회원국인 남아프리카공화국의 **연구재단 부대표인 니타야 체티는 FAST를 방문한 자리에서 “SKA는 세계에서 가장 큰 규모의 건설 중인 종합적인 구경의 전파망원경이며, FAST는 세계에서 가장 큰 규모의 건설 중인 단일 구경의 전파망원경입니다. 두 망원경은 천문학 분야에서 협력할 수 있는 가능성이 있습니다”라고 말했습니다.” 왜 귀주의 다워단인가? 과학자들은 왜 귀주의 카르스트 지형이라는 개념을 제시했을까? 그리고 왜 결국 핑탕의 다워단에 설치되었을까? 전파망원경의 구형 반사면의 형태가 장소를 선정할 때 가장 중요한 요소이다.한편, 천형은 이 거대한 ‘솥’을 놓기에 아주 적합합니다”；반면에, 천공에 의지하지 않는다면 대형 전파망원경을 지탱할 강철 구조물을 땅 위에 세워야 하는데, 이 경우 비용이 너무 많이 들 뿐만 아니라 정밀도 요구사항도 충족시킬 수 없습니다. 　　FAST를 어디에 설치할까? 과학자들은 전국적으로 장소를 찾고 있으며, 특히 남서부 지역에 중점을 두고 있습니다. 남서부 지역 중에서도 구이저우가 가장 중요한 곳입니다.누가 최고의 천형지인가? 이는 어려운 ‘드래프트’다.결국, 대와당이 두각을 나타냈습니다. 　　1994년, 중국과학원 원격감지응용연구소의 전문가 팀은 원격감지 기술, 지리정보시스템, 현장 테스트 및 실내 분석 테스트를 결합한 방법을 활용하여 391개의 잠재적 저지대에 대한 지형·지세 데이터베이스를 구축했으며, 그중에서 90여 개를 선별해냈습니다. 　　이번 지역 선정 과정에서 귀주성의 푸딩현과 허핑탕현에도 여러 개의 저지대가 선정되었으며, 간쑤, 신장, 윈난, 광시 등 다른 지역에서도 기본 요건을 충족하는 저지대들이 발견되었습니다. 　　좋은 일은 어려움이 많다. 의지와 끈기가 있어야만 성공할 수 있다.1차 부지 선정에서 FAST의 위치는 확정되지 않았습니다.2002년 9월, 귀주 과학기술청을 비롯한 관련 부서의 책임자들은 **천문대와 협의를 진행하여, 귀주가 두 번째 부지 선정을 주도해 주기를 희망했습니다.이후 관련 부서들은 합의에 도달하여, 원구이저우공업대학교의 송건보 교수를 책임자로 하고, 류홍, 왕문준, 상희경 등 박사와 박사후 연구원들을 주요 구성원으로 하는 부지 선정 팀을 구성했습니다. 　　푸른 산을 다 돌아도 사람은 늙지 않는다.구이저우 지역 선정팀은 4년에 걸쳐 구이저우 지역의 지질, 수문지질, 지진지질, 기후기상 등에 관한 방대한 자료를 수집했습니다. 그리고 전 성에 존재하는 수많은 카르스트 분지 중에서 743개의 카르스트 분지를 후보지로 선정했으며, 그중에서도 견난주, 견서남주, 안순시에 집중적으로 위치한 82개의 분지를 최종 후보지로 뽑았습니다.푸딩과 헝팡탕 사이에는 한때 치열한 경쟁이 있었지만, 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션 평가와 실제 현장 검증을 거친 결과, 헝팡탕의 다워당이 1위를 차지했습니다.　 　　“대와당”을 부지로 선정한 데에는 세 가지 이유가 있습니다. 첫째, 그 지형이 FAST의 형태와 가장 유사하기 때문입니다. 둘째, 공사를 위한 토굴 작업의 양이 최소화된다는 점입니다；둘째, 이곳의 카르스트 지형 덕분에 비가 땅속으로 스며들 수 있어, 표면에 고여서 망원경이 손상되거나 부식되는 것을 방지할 수 있습니다；셋째, 전파망원경에는 “조용한 장소”가 필요합니다. “대와당” 주변 5킬로미터 반경 내에는 어떤 마을도 없으며, 25킬로미터 반경 내에는 단 하나의 군청 소재지만 있을 뿐입니다. 따라서 전파 환경이 매우 이상적입니다. 　　FAST 프로젝트 부매니저이자 귀난주 부주지사인 펑보는 자신이 처음 핑탕에 간 것이 1994년이었다고 기억합니다. “마치 신의 손길로 만들어진 듯한 대와당 천형은 첫눈에 저를 매료시켰습니다.” 　　만약 중국이 FAST 프로젝트를 추진한 것이 중국 과학자들의 적극적인 노력의 결과라고 한다면…；그렇다면, FAST가 귀주에 자리 잡은 것은 다시 한 번 귀주와 핑탕이 적극적으로 노력하는 것이 얼마나 중요한지를 보여줍니다. 오직 멀리만을 바라볼 뿐, 수십억 광년이나 떨어진 곳까지도 말입니다. 전 세계에는 이미 외계 행성을 탐사하는 기지들이 많이 있습니다. 그렇다면 왜 FAST는 특별한 주목을 받는 걸까요? 그 이유는 바로 그 크기 때문입니다! 세계에서 가장 큰 크기를 자랑합니다. 지금까지 인류가 만든 것 중 가장 큰 단일 구경의 전파망원경이죠. 그렇다면 그 크기는 얼마나 될까요? FAST의 직경은 500미터로, 이는 1리 길이와 같습니다.둘레는 약 1.6킬로미터이며, 한 바퀴 도는 데 약 40분이 걸립니다.그의 반사면 총면적은 약 25만 평방미터이며, 수신 면적은 약 30개의 축구장에 해당합니다. 　　어떤 사람들은 그것이 마치 큰 철솥처럼 보인다고 말합니다. 일반 가정에서 사용하는 프라이팬의 직경은 30센티미터인데, 그렇다면 이 프라이팬은 1667개의 프라이팬을 일렬로 연결한 것과 같습니다. 　　그렇다면, 그 큰 의미는 무엇일까요? 단지 과시를 위한 것이라면, 지루함이 그보다 더 큰 가치가 있을까요? 답은 ‘아니오’입니다.**천문대의 FAST 프로젝트 기술자들에 따르면, 지구 밖의 신호를 탐지하는 능력은 “천안”의 크기와 직접적인 관련이 있다고 합니다.간단히 말해, 눈이 클수록 더 멀리 볼 수 있습니다. 　　중국의 “천안”이 볼 수 있는 범위는 얼마나 될까? 전문가들에 따르면, 수십억 광년 떨어진 곳에서 오는 전파 신호라 할지라도 중국의 “천안”은 그것을 포착할 수 있다고 한다. 또한, 높은 적색편이를 가진 거대한 맥동성운 은하들도 발견할 수 있으며, 이를 통해 은하계 밖에서 최초로 메탄 초맥동체를 관측하는 성과를 거둘 수 있을 것이다；가능한 성간 통신 신호를 탐색하고 식별하며, 지구 밖 문명을 찾는 데 사용됩니다. 　　특히 특별한 점은, 이 ‘천안’이 ‘죽은 눈’이 아니라는 것입니다. 마치 인간이 자신의 눈을 움직이는 것처럼, 이 ‘천안’도 천체의 움직임에 따라 자동으로 움직이면서, 천체에서 방출되는 전파를 수집할 수 있습니다. 　　중국의 “천안”의 민감도는 “지상에서 가장 큰 망원경”이라 불리는 독일의 에펠스베르크 100미터 직경 망원경보다 10배 높으며, 20세기 최고의 공학적 성과 중 하나로 꼽히는 미국의 아레시보 300미터 직경 전파망원경보다는 2.25배 높습니다.앞으로 20~30년 동안, 이 전파망원경은 세계 최고 수준의 위치를 유지할 것입니다. 　　**천문대 부소장이자 FAST 프로젝트의 상임부총지휘관인 정샤오니엔은 중국의 “천안”이 우주에 존재하는 중성 수소를 관측하고, 성간 분자를 탐지하며, 펄서를 관측하고, 성간 통신 신호를 찾아낼 수 있는 능력을 가지고 있다고 강조했습니다.다학제적 기초연구 플랫폼으로서 FAST는 1년 안에 약 7,000개의 펄서를 발견할 수 있으며, 극한 상태에서의 물질 구조와 물리 법칙을 연구할 수 있다；이상한 별과 쿼크별 물질을 발견할 수 있을 것으로 기대됨；중성자별인 블랙홀 쌍성을 발견함으로써, 모델에 의존하지 않고도 블랙홀의 질량을 정확하게 측정할 수 있음；펄서 도착 시간을 정밀하게 측정하여 중력파를 탐지함；가장 큰 관측소로서 국제 초장기선망에 가입하여 천체의 초고해상도 이미징을 수행합니다. 　　외신들은 “천안”이라는 별명을 가진 이 거대한 망원경이 중국의 야심찬 우주 계획에 또 하나의 인상적인 요소를 더해주었다고 평가했습니다. 또한 이 망원경은 인류가 우주를 관측하는 방식을 바꿀 수 있는 역할을 할 것입니다. 　　그 중요성을 보여주는 데이터가 하나 있습니다.노벨상 역사상 천문 관측에 근거하여 수상된 10개의 성과 중 6개는 전파망원경을 통해 얻어진 것입니다. 펄서, 은하체, 우주 마이크로파 배경 복사, 성간 유기 분자와 같은 중요한 천문학적 발견들이 그 예입니다. 이처럼 전파천문학은 노벨상의 요람이 되었습니다. 　　수년간 중국의 과학자들은 항상 남의 중고 데이터를 사용해왔기 때문에, 연구를 해도 두각을 나타내기가 어려웠습니다.FAST는 중국의 관측 분야에서의 약점을 보완하여, 전파천문학 분야에서 중국이 ‘추격자’에서 ‘선도자’로 나아가는 데 기여할 것입니다. ■짧은 평가: 중화의 자녀들은 모두 뛰어난 의지를 가지고 있습니다. 　　FAST 지휘부에는 기초를 놓은 비석의 뒷면에 한 쌍의 대련이 새겨져 있습니다. “북쪽에서는 새집을 짓어 성화를 맞이하고, 남쪽에서는 오두막을 짓어 별들을 받아들인다.””확실히, 우리의 여정은 별들을 향한 것이며, 이는 **전략적으로 결정된 사명입니다. 　　구이저우는 FAST 프로젝트의 거점으로서, 단순히 프로젝트를 지원하는 역할뿐만 아니라 건설과 연구에도 적극적으로 참여하고 있습니다.이 시대에 부끄럽지 않기 위해, **와 우리의 후손들이 남에게 지배당하지 않도록, 우리는 온 힘을 다해 노력합니다. 그 과정에서 성과를 얻으며, 더욱 강해집니다. 　　우리의 여정은 별들을 향한 것이며, FAST 프로젝트뿐만 아니라 다른 분야에서도 마찬가지여야 합니다.부흥이라는 위대한 사업은 반드시 이루어져야 할 의무이며, 그 과정에 참여하는 것은 영광스러운 일입니다. 우리의 여정은 별들이다