그린광학, 양자 관성항법 국책과제 참여…우주ㆍ항공용 핵심 모듈 개발

초정밀 광학 솔루션 전문 기업 그린광학이 한국표준과학연구원(KRISS)과 손잡고 우주ㆍ항공ㆍ방산 분야의 차세대 게임 체인저로 꼽히는 ‘양자 관성항법’ 기술의 국산화 및 상용화에 나선다.

그린광학은 한국표준과학연구원이 주관하는 총 사업비 약 128억원 규모 ‘원자기반 항법용 양자 자이로 및 가속도 센서 개발’ 국책과제에 참여해 우주ㆍ항공용 양자 관성항법 핵심 모듈 개발을 순조롭게 진행하고 있다고 17일 밝혔다.

이번 과제는 과학기술정보통신부 정보통신기획평가원(IITP)이 추진하는 ‘양자과학기술 플래그십 프로젝트’의 대형 연구개발 사업이다. 2032년 12월까지 약 7년 3개월간 진행되는 대규모 장기 프로젝트로, GPS 차단 환경에서도 이동체의 위치ㆍ속도ㆍ방향을 자체적으로 정밀 측정하는 차세대 센서 개발을 목표로 한다. 그린광학은 주관기관인 KRISS, 참여기관인 전남대 등과 긴밀하게 산학연 협력해 과제를 수행 중이다.

그린광학은 이번 과제에서 양자센서 시스템의 폼팩터(Form-factor) 혁신 등 핵심 엔지니어링 개발을 담당한다. 한국표준과학연구원이 연구실(Lab) 환경에서 확보한 원천기술을 실제 야외에서 구동할 수 있도록 ‘19인치 표준 랙(Rack) 형태의 이동형 레이저 시스템’으로 고도화하는 게 핵심이다.

구체적으로 원자의 상태를 정밀하게 조작하고 신호를 읽어내는 ‘원자 제어 레이저 모듈’과 ‘고속 신호처리 제어기’의 모듈화 개발에 착수했다. 해당 모듈은 양자 관성항법 장치에서 원자의 양자 상태를 안정적으로 제어하고, 회전ㆍ가속도 변화에 따른 미세 신호를 빠르게 처리하는 핵심 구성품이다. 그린광학은 과제 기간 시스템의 안정성과 신뢰성을 극대화하고 과제 종료 후 이를 기반으로 즉각적인 상용화 단계에 진입하는 것을 최종 목표로 하고 있다.

양자 관성항법은 원자 자체의 물리적 특성을 기준으로 삼아 이동체의 회전속도와 가속도를 정밀하게 측정하는 기술이다. 장시간 운용 시 오차가 누적되는 기존 관성항법장치의 한계를 극복하고 장기 안정성과 정밀도를 획기적으로 높일 수 있다.

양자 관성항법은 이러한 특성 때문에 GPS 교란이나 차폐, 신호 지연 등으로 위치 정보 확보가 어려운 우주·항공 및 첨단 방산 분야의 게임 체인저 기술로 꼽힌다. 향후 발사체, 위성, 고고도 무인기 등의 항법 안정성을 높이는 것은 물론 심우주 탐사나 위성 자세제어의 핵심 센서로 활용될 전망이다.

글로벌 시장에서 양자항법 기술 확보 경쟁은 본격화되고 있다. 미국 보잉(Boeing)을 필두로 글로벌 항공우주·방산 기업들이 앞다퉈 기술 검증에 나서는 추세다. 시장조사기관에 따르면 글로벌 양자항법 시스템 시장은 지난해 약 10억달러 규모를 형성한 데 이어, 2034년에는 74억달러 규모로 빠르게 성장할 것으로 예상된다.

그린광학 관계자는 “이번 국책과제는 표준연이 보유한 세계적 수준의 양자 원천기술을 그린광학의 광학 엔지니어링 기술과 결합해 실험실 밖 실제 우주ㆍ항공 환경에서 쓸 수 있는 상용화 장비로 탈바꿈시키는 중요한 전환점이 될 것”이라며 “회사가 보유한 초정밀 광학 기술을 바탕으로 19인치 랙 이동형 레이저 및 고속 제어 시스템을 성공적으로 고도화해 과제 이후 조기 상용화와 함께 글로벌 양자 항법 부품 시장에 본격 진입하겠다”고 말했다.