지난 121월 0일, 미국 항공우주국(NASA)은 전례 없는 정밀도로 지구의 중력을 관측하는 것을 목표로 세계 최초의 우주 양자 센서인 양자 중력 그래디오미터 패스파인더(QGGPf)를 다수의 민간 기업 및 학술 기관과 협력하여 공동 개발하겠다고 발표했다.

IT House에 따르면 지구의 중력은 고르게 분포되어 있지 않으며 물의 흐름, 지진, 빙하가 녹는 것 및 기타 지질학적 사건으로 인한 지구 질량의 이동으로 인해 중력이 변합니다. 이러한 작은 중력 변화를 정확하게 측정하는 것은 자원 관리, 자연 재해 예측 및 기후 변화의 영향을 이해하는 데 필수적입니다.

NASA 제트추진연구소(JPL) 팀은 "이 임무는 양자 탐사 분야의 이정표가 될 것이며 석유 매장량에서 세계 담수 공급에 이르기까지 광범위한 중요한 관측을 위한 길을 열 것"이라고 밝혔다.

Quantum Gravity Gradient Vanguard의 핵심은 그래디오미터입니다, 테스트 질량으로 알려진 인접한 두 물체의 낙하 가속도를 비교하여 지구 중력의 변화를 측정하는 도구입니다. 중력이 강한 지역에서는 테스트 질량의 낙하 가속도가 더 커집니다.

QGGPf는 극저온(0켈빈에 가까움)으로 냉각된 루비듐 원자 구름을 활용하여 혁신적인 접근 방식을 취합니다. 이러한 낮은 온도에서 원자는 파동과 같은 특성을 나타내며 구배 측정기는 이러한 파동 가속도의 작은 차이를 측정하여 중력장의 변화를 매핑합니다.환경적 요인에 의해 방해받는 지구의 중력 측정 방법과 비교할 때 우주의 측정 환경은 사실상 방해받지 않으며 보다 정확한 판독값을 제공합니다.

NASA 제트추진연구소(JPL)의 물리학자인 Sheng-wey Chiow는 "초저온 원자 구름을 테스트 질량으로 사용하면 장기적으로 우주 중력 측정이 정확하게 유지될 수 있습니다. 원자의 특성으로 인해 모든 측정이 일관되고 환경 요인에 훨씬 덜 민감합니다. ”

양자 센서의 또 다른 장점은 높은 감도와 소형화입니다. 과학자들은 양자 센서가 기존 센서보다 최대 25배 더 정확할 수 있으며 더 작고 가볍다고 지적합니다. NASA에 따르면 QGGPf의 무게는 0kg에 불과하고 제작 시 부피는 0.0입방미터입니다. JPL의 박사후 연구원인 벤 스트레이(Ben Strey)는 "아직 아무도 그런 기기를 우주로 보내려고 시도하지 않았다. 우리는 양자 중력 그래디오미터의 개발을 발전시키는 데 도움이 될 뿐만 아니라 양자 기술의 전반적인 발전에 귀중한 교훈을 제공할 성능을 이해하기 위해 비행 테스트가 필요합니다. ”

Quantum Gravity Gradient Vanguard는 약 2030 배치가 준비될 것으로 예상됩니다. NASA 팀은 과학자들이 지구의 중력장에 대한 미스터리를 풀고 지구과학 연구에서 새로운 돌파구를 마련하는 데 도움이 될 것으로 기대하고 있습니다.