KREONET

대륙 간 광시계 초정밀 비교를 위한 광대역 VLBI 시공간 측정정밀도 한계 극복

목적

• 가장 높은 시간측정 정밀도를 가지고 있는 광시계와 가장 높은 공간측정 정밀도를 가지고 있는 고주파수 광대역 초장기선 전파간섭계(VLBI)기술을 결합하여, ‘초’의 재정의의 당면과제인 10^-17 수준 이상의 대륙 간 초정밀 광시계 비교 기술을 개발하여 시간단위 재정의에 기여하고, 새로운 패러다임의 고주파 VLBI 측정 기술을 이용간 공간측정 정밀도 한계 극복합니다.

기간

• 2022. 06 ~ 2027. 5

협력

• 한국표준과학연구원, 한국과학기술정보연구원, 한국과학기술원, 한국천문연구원

펀딩

• 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업 총사업비 79억원

전체내용

• [1단계] 광시계 비교를 위한 한반도 VLBI 관측망의 고주파 광대역 시스템 및 요소 기술을 개발 및 구축하고, 국내 VLBI 관측을 통해 시공간 측정 능력 한계를 검증하며, 고정밀 광시계 국제비교 위한 이탈리아와 선행연구를 수행합니다.
• [2단계] 광주파수 시계와 연결된 VLBI 동시관측을 통해 10^-17 이상의 시간 정밀도로 대륙 간 광시계 비교 연구를 수행합니다.

• 10^-18 수준의 정확도를 가지고, 장기동작이 가능한 광시계를 개발하고, 이로부터 소급된 신호를 잡음없이 망원경까지 전송합니다.
• 전송된 주파수 기반으로 생성한 MW를 기반으로 고주파 광대역 VLBI 관측 시스템 구축합니다.
• 광시계와 연결된 22/43/86 GHz 대역의 수신기가 설치된 VLBI를 보유한 이탈리아와의 국제 광시계 비교 수행하여, 10^-17 수준 이상의 시간비교와, 1 mm 급의 공간측정 정밀도 달성합니다.

예상성과 및 기대효과

• "VLBI" + "광섬유 네트워크/초고성능연구망" + "저잡음 마이크로파 생성" + "광시계" 등 국내 주요 연구기관의 대형/핵심 연구 인프라 및 관련 전문성 활용한 융복합 연구의 좋은 예입니다.
• 세계 최초의 고주파수 광대역 VLBI 관측망, 세계 최고 수준의 광시계 및 세계적 수준의 고성능 광네트워크를 통해 이전에 달성하지 못한 시공간 측정 정밀도를 달성합니다.
• 기본 단위 중 가장 높은 정확도를 지니고 있는 시간 단위인 '초(second)'가 과학기술의 발전으로 1967년 정의된 이후 반세기만에 재정의를 앞두고 있으나, 대륙 간 떨어져 있는 광시계들의 국제 비교 성능의 한계에 직면합니다. 본 과제를 통해 초의 재정의에 대한민국 과학기술이 선도적으로 기여하며, 아시아의 시간 단위 허브 역할을 선도합니다.
• 절대위치의 기준이 되는 천체기준좌표계 및 지구기준좌표계 정밀도 향상에 기여합니다.
• 한반도의 실시간 지각변동 감시, 기후변화 및 한국형 우주탐사선 위치추적과 같은 실생활 및 국가적 우주개발 미션에 기여하고, 초정밀 시각/주파수 동기화를 통한 4차 산업 혁명에 기여합니다.
• 지속 가능한 정밀 시공간 측정 인프라 확보를 통해 새로운 과학적 발견 기여 및 초정밀 시공간 정보 수요처에 대한 서비스 제공 기반을 마련합니다.