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연재 기사

해적왕 잭의 지도 정복기 (2)

어린이과학동아 2007.01.01 01호

진화하는 지도의 과학
“지도를 보는 눈도 길렀겠다, 이제 정말 모험을 떠날 때로군!”
잭 선장, 아직 이르다구. 지금부터 소개할 지도들을 보고 나면 다른 나라뿐만 아니라 바다 속, 땅 속, 그리고 우주까지 모험을 하고 싶을걸. 옛날의 탐험가들은 상상도 못 했을 첨단과학지도를 만나 보자구!

눈으로 보고 귀로 듣는 지도
아버지의 자동차에 달려 있는 자동 안내 장치(카 네비게이션)를 본 적이 있을 것이다. 처음 가보는 낯선 곳도 위치를 지정해 주면 알아서 척척 길을 알려 준다.
어떻게 이런 일이 가능할까? 바로 GPS 덕분이다.GPS는 지구를 도는 인공위성을 이용해 자신이 있는곳의 위치를 알려 주는 첨단 지도다. 언제 어디서라도 자신의 위치를 입체적인 화면과 소리로 보여 주기 때문에 쉽게 길을 찾을 수 있다.

GPS의 눈을 피할 순 없어!
지금 내가 서 있는 곳을 GPS가 알아내는 원리는? 지구가 평면이 아니라 입체적인 모양이기 때문에 위치하나를 찾기 위해서는 네 대의 GPS 위성이 필요하다. GPS 위성이 각자 측정한 위치 정보를 보내면 수신기가 받아서 내 위치를 표시해 준다. 네 대의 위성이 보낸 여러 정보를 이용해 신호를 표시하기까지 복잡한 계산이 필요하지만, 컴퓨터가 순식간에 뚝딱 처리해 버린다.

미아 찾기부터 야생동물 관리까지.정말 바쁘다 바빠〜
미아 없는 세상을 위해 GPS가 나섰다. 아이의 몸에 송신기를 달면 엄마가 갖고 있는 GPS에 아이가 어디 있는지 표시된다.

야생 동물의 몸에 위치 정보를 표시하는 칩을 달아 GPS로 관리한다.

자동차 안내는 기본, 배와 미사일도 자유롭게 이끌어
자동차만이 GPS의 혜택을 받는 건 아니다. 배나 미사일도 GPS의 도움을 받아 목적지까지 빠르고 정확하게 이동한다.

혹시 밀수를? GPS가 조사하면 다 나와
항만에 산더미처럼 쌓여 있는 컨테이너를 겉에서 보고 그안에 뭐가 들어 있는지 확인하기는 힘들다. 그런데 각 컨테이너 안에 들어 있는 물건의 정보를‘척’하고 알아내는 GPS 서비스가 있다. 실제로 호주에서 사용하고 있다.
항만에 산더미처럼 쌓여 있는 컨테이너를 겉에서 보고 그안에 뭐가 들어 있는지 확인하기는 힘들다. 그런데 각 컨테이너 안에 들어 있는 물건의 정보를‘척’하고 알아내는 GPS 서비스가 있다. 실제로 호주에서 사용하고 있다.

조난당했지만 괜찮아. GPS가 있으니까
산에서 사고를 당했을 때, 구조원에게 내 위치를 어떻게 알릴 수 있을까? GPS가 있으면 안심이다. 정확한 내 위치를 알려 줄 뿐만 아니라, 내가 있는 곳까지 오는 가장 빠른 길도 알려 준다.

GPS의 두뇌, 위성
위성이 없으면 GPS도 없다. GPS 위성은 약 2만㎞ 상공에서 24시간에 두 번씩 지구 주변을 돌고 있으며, 총 24개가 활동중이다. 위성이 하나만 있다면 내가 원하는 시간에 원하는 장소를 확인할 수 없다. 예를 들어, 1월 1일 오전 7시의 서울 모습을 찍고 싶은데 그 때 위성이 미국 뉴욕 위에 있다면 촬영이 불가능하다. 그러나 24개 위성을 한꺼번에 이용하면 세계 어느 곳이라도 실시간으로 관측할 수 있다.

땅 속의 비밀을 캐는 지질도
대부분의 지도는 땅 위를 보여 준다. 그렇다면 땅 속을 보여 주는 지도도 있을까? 당연히 있다. 땅 속의 모습과 암석 분포 등을 나타내는 지질도가 그것! 지질도(아래그림)는 토양 성분을 분석해 농사에 도움을 주고 산사태도 예방한다. 또한 철광석, 석탄 등 필요한 광물자원 탐사에도 도움을 준다

땅 속을 손금 보듯하는 방사능 스캐너
지질도를 만들 때 가장 어려운 점은 땅 속을 샅샅이 볼 수 없다는 점. 구멍을 뚫어 단면을 조사할 수 있지만 땅 속의 상태를 정확하게 알기 힘들다. 하지만 최근 개발된 방사능 스캐너를 이용하면 구멍을 뚫지 않고도 땅 속을 볼 수 있다. 물질을 파괴하지않고 밀도나 부피를 측정할 수 있는 방사선을 쏴서 땅 속의 상태를 낱낱이 알 수 있다.
마치 몸 속을 볼 수 있는 초음파 내시경과 같다.

바다 속 지도를 만드는 수중로봇
땅 속과 마찬가지로 바다 속도 사람이 볼수 없는 미지의 세계다. 사람은 땅위에서는 1만m 가까이 올라갈 수 있지만 바다속은 불과 50m도 내려갈 수 없다. 10m씩 내려갈 때마다 1기압씩 높아지는 수압 때문. 때문에 100여 년 전까지 바다 속의 지형을 나타낸 해저지도(아래 그림)를 만드는 것은 꿈도 꿀 수 없었다. 하지만 강력한 수압을 이겨낼 수 있는 잠수함들이 개발되면서 바다 속 지형도 지도에 담을 수 있게 되었다.

{tIMG_l10}지도를 그리는 수중로봇
1960년 미국의 잠수함‘트리에스테Ⅱ’가 세계에서 가장 깊은 마리아나 해구를 탐사, 1만 912m의 잠수기록을 세우면서 깊이 경쟁은 끝났다. 이후 바다속에서 정확한 조사와 자원 개발을 할수 있는 수중로봇(무인잠수정)의 개발이 경쟁적으로 시작되었다. 바다 속을 자유자재로 헤엄치는 무인잠수정들이 속속 개발되면서 해저 지도의 수준도 높아졌다. 우리나라 역시 최근 6000m급 수중로봇인‘해미래’를 개발하는 등 바다 속을 알기 위한 노력에 힘을 쏟고 있다.

‘우리나라는 첨단과학지도 선진국’
보면 볼수록 놀라운 첨단과학지도의 세계. 내로라 하는 과학기술이 지도 제작에 동원되기 때문에 과학수준이 높은 국가일수록 지도의 수준도 높다구. 그렇다면 우리나라의 첨단과학지도는 어떨까? 국민들이 더 편리한 지도의 혜택을 받을 수 있도록 노력 중인 우주측지연구소를 가 보았어.

{tIMG_l11}우주측지연구소는 우리나라에서 유일한 IGS(국제 위성항법장치 관측망)으로, 전세계적으로는 3번째로 지정된 IGS 국제데이터센터를 운영하고 있다. 전세계의 GPS 정보를 수집하고 이것을 유용하게 이용할 수 있도록 노력 중이다. 현재 IGS 국제데이터센터는 미국에 두 곳,프랑스에 한 곳, 그리고 우리나라에 한 곳으로 전세계에 네곳밖에 없다. 앞으로 더 생기지 않을 것이라고 하니 우리나라가 세계 GPS 기술계에서 차지하는 위상을 잘 알 수 있다.


{tIMG_l12}우주측지연구소 조중현 선임연구원 인터뷰
Q : 우주측지연구소가 하는 일이 중요한 이유는 무엇인가요?
A : 우주측지연구소는 아시아에서 유일한 IGS 국제데이터센터입니다. 아시아나 호주 지역의 GPS 정보는 우리나라만이 가지고 있기 때문에 다른 나라에서 이 자료가 필요하다면 우리에게 부탁해서 얻어가야 합니다. 또한 우리나라만의 국제GPS기준점을 가진 것도 중요하지요. 예전에는 일본의 기준점으로 우리나라의 위치를 정했지만 이제 우리만의 기준점을 가지고 우리고유의 위치 정보를 이용할 수 있게 되었어요.

Q : 우리나라만의 GPS 위성이 있나요?
A : 안타깝게도 우리나라에는 아직 독자적인 GPS 위성이 없습니다. 아리랑 위성과 무궁화 위성은 위성항법시스템을 갖고있지 않지요. 그렇지만 현재 항공우주연구원 등에서 우리만의 GPS 위성을 개발 중이에요. 이 위성이 개발되면 우리나라 현실에 맞는 새로운 GPS 서비스가 가능해진답니다.

Q : 지도를 좋아하는 어린이 독자들에게 한 말씀 부탁드려요.
A : 우주측지연구소는 언제나 어린이 여러분을 환영합니다. 지도에 대해 궁금한 점이 있거나 지도를 만드는 기계를 보고 싶은 친구들은 언제든 찾아오세요. 그런데 꼭 부탁하고 싶은 것이 있어요. 얼마 전에 우주측지연구소를 보러 온 한 친구가 GPS 기준점을 표시하는 지도 위에 낙서를 해놓아서 소중한 지도가 엉망이 됐습니다. 지도를 만들기 위해 많은 사람이 애쓰고 있다는 사실을 기억하고, 지도를 볼 때 언제나 소중히 대해 주길 바랍니다. 지도에 낙서금지! 알겠죠?

미래의 지도는 어떤 모습일까?
이런! 이제 지도의 세계에 푹 빠져 버렸는걸. 너무 멋진 지도가 많잖아! 지도는 알면 알수록 대단해. 그렇다면 미래의 지도는 어떤 모습일까? 지금도 멋진 지도가 많지만 미래의 지도는 더 멋질 것 같은데…, 한번 상상의 세계로 빠져 볼까?

{BIMG_R13}바다 속에도 교통 지도를!
미래에는 바다 속에도 사람이 사는 도시가 생긴다. 바다 속을 달리는 잠수정을 위한 교통
지도도 생기겠지.








{BIMG_l14}직접 체험할 수 있는 지도 등장
‘지도는 평면이다’란 생각은 버려! 미래의 지도를 이용하면 3차원 가상현실을 통해 생생한 역사 체험이나 지리여행을 할 수 있다.








{BIMG_R15}알아서 모셔 주는 교통 서비스
GPS 서비스가 더욱 진화된다. 갈 곳만 미리 입력하면 자동차가 스스로 알아서 목적지를 찾아간다.









{BIMG_l16}우주 곳곳을 보여 주는 우주 지도
우주를 여행하기 전에 꼭 봐야 할 것. 바로 우주지도다. 명왕성으로 가는 길은 어떤 길인
지, 화성에서 꼭 봐야 할 명소는 무엇인지, 우주 지도를 보고 여행을 떠나자!







{BIMG_c17}

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