무인수상정 활용 탄성파 한계 극복

국내 연구진이 대형 탐사선이 접근하기 어려운 얕은 바다에서도 해저면 아래 200m 이상 깊이의 지질구조를 파악할 수 있는 무인 해저탐사 기술을 개발했다.

한국지질자원연구원은 포항지질자원실증연구센터 신정균 책임연구원 연구팀이 한국해양과학기술원(KIOST)과 공동으로 무인수상정(USV)을 활용한 연안 탄성파 탐사기술을 개발하고 포항 연안에서 실해역 검증에 성공했다고 19일 밝혔다.

해양 탄성파 탐사는 인위적으로 발생시킨 탄성파가 해저 지층을 통과하면서 굴절되거나 반사되는 신호를 분석해 지하 지질구조를 파악하는 기술이다. 해저자원 탐사와 해상풍력발전단지, 해저터널 등 해양 인프라 구축을 위한 기초 조사에 활용된다.

기존에는 대형 탐사선 한 척에 탄성파 발생장치와 수신장비를 함께 탑재하는 방식이 주로 사용됐다. 하지만 수심이 얕거나 육지와 바다가 맞닿는 연안에서는 선박 접근이 어렵고 탐사장비 운용에도 제약이 있었다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 탄성파를 발생시키는 유인 탐사선과 신호를 수신하는 무인수상정을 분리하는 새로운 탐사체계를 구축했다.

유인 탐사선에서 탄성파를 발생시키면 원거리에 배치된 무인수상정이 해저 지층을 통과한 신호를 수신하고 기록하는 방식이다. 이를 통해 기존 대형 탐사선이 접근하기 어려웠던 연안까지 탐사범위를 넓힐 수 있도록 했다.

특히 무인수상정의 제한된 공간과 전력 공급 환경을 고려해 소형·저전력 탄성파 자료취득 시스템을 자체 개발했다. 탄성파 수신·기록장치와 무선 통신장치를 통합해 원격으로 장비를 제어하고 자료 수집 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 했다.

연구팀은 실제 성능을 확인하기 위해 경북 포항 화진해수욕장 동쪽 해역에서 약 4㎞ 길이의 탐사구간을 설정하고 실증시험을 진행했다.

무인수상정의 위치를 이동시키며 총 5개 지점에서 탄성파 자료를 수집한 결과, 약 2㎞ 떨어진 거리에서도 해저 지층을 통과한 굴절파 신호를 식별하는 데 성공했다. 무인수상정에서 원격으로 수집한 자료만으로 실제 해저 하부의 지질구조를 분석할 수 있다는 사실을 입증한 것이다.

신정균 책임연구원은 “해양 탄성파 탐사는 다른 해양 조사 분야보다 무인화 전환이 상대적으로 더딘 분야”라며 “이번 연구는 수신부부터 단계적으로 무인화를 적용해 기존 탐사체계의 공간적 한계를 보완하고 무인 탐사의 가능성을 확인했다는 데 의미가 있다”고 말했다. 구본혁 기자


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