1. 개요
Retroreflection빛이 입사한 방향으로 되돌아 가는 방식의 반사 형태를 뜻한다.
2. 구조
구조는 크게 2가지가 있는데 Corner reflector 와 cat's eye 라는 방식이다. 그외 위상(phase)를 이용한 방식이나 렌즈와 거울을 조합하여 만드는 방법도 있다.2.1. Corner reflector
Corner reflector의 구조를 좀더 쉽게 이해하기 위해서는 2차원으로 축소하여 보면 되는데, 이 경우는 2개의 거울로 만들어 진다. 간단한 계산만으로도 두번의 반사를 거치면 반사각이 입사각의 180도 방향임을 쉽게 알 수 있다.
이를 3차원으로 확장하여 서로 직교하는 3개의 거울을 이용하면, 3차원 실세계에서 사용 가능한 구조가 나온다.
참고로, 이는 빛이나 전파가 아닌 소리에서도 동일한 효과를 발휘하는데, 그래서 방의 구석이나 건물의 발코니 등을 3개의 면이 맞닿은 곳을 향해 소리를 보내면, 보낸 방향으로 그대로 돌아오는 것을 확인할 수 있다.
2.2. Cat's eye
동물이나 사람의 사진을 찍을 때 눈동자가 밝게 빛나는 현상을 연구하다 나온 구조이다. 적절한 매질을 가지는 구체에 그 절반을 반사판으로 덮으면 재귀반사가 나온다.
3. 활용
스스로 빛을 내진 않지만, 입사각을 통해 빛을 반사한다는 성질을 통해서 다양한 용도로 사용된다.3.1. 안전 용품
3M의 재귀반사 필름에 대한 기술 소개 영상
안전 조끼에는 이 재귀반사를 이용한 필름이 부착되어, 자동차 운전자가 쉽게 발견할 수 있는 목적으로 사용된다. 야간에 작업을 하는 건설 노동자나 환경미화 노동자에게 반드시 필요한 조끼이다. 다만, 사진은 카메라 플래시 조명이 그대로 반사되었기 때문에 강조되어 보인다.
그외 자전거, 오토바이, 자동차 등에 필름이나 액서서리 형태로 부착되어 쉽게 발견될 수 있도록 만들어 준다. 도로교통표지판, 트래픽콘 등도 이런 기술이 적용돼서 밤에도 운전자가 쉽게 식별할 수 있도록 만들어 준다.
다만, 이런 안전 용품은 전조등 조명이 운전자의 눈으로 들어와야 하기 때문에, 수학적으로 완전하게 180도 방향으로 돌아가는 것은 아니고, 약간의 좁은 각도를 두고 반사되도록 되어 있다.
자동차 번호판에도 재귀반사 기술을 적용하여 좀더 인식률을 높이는 방안이 채택되었고, 2020년 7월 1일부터 적용된다. 그런데, 일부에서 이것이 단속 카메라에 찍히지 않는다고 주장하였으나, 국토부에서 아무 문제가 없이 인식되었다며 실험 결과를 공개하자 무마되었다. #
3.2. 거리 측정
레이저를 이용한 거리 측정 장치중에는 이러한 재귀반사 장치를 세트로 사용하는 경우가 많다.4. 달 탐사 관련
달을 탐사하기 위해서 이를 사용한 것이 아니라, 인류가 달을 탐사했다는 증거로 남겨두고 온 것이다.| |
| 아폴로 11호가 설치한 반사경 |
이 재귀반사판은 아폴로 계획에 따라 3개가 설치되었으며, 인류가 달을 탐사한 명백한 증거로 인정받고 있다. 또한, 소련 역시 달에 '루노호트'라는 이름의 달 탐사차 2개를 보냈는데, 이 루노호트에도 재귀반사판이 탑재되어 있다. 그래서, 총 5개의 반사판이 존재한다.
중국이 보내 달 착륙에 성공한 창어 3호에는 반사판 이야기가 없는 것으로 봐서 가지고 가지 않은 것으로 보인다. 창어 4호는 달 뒷면에 착륙했기에 역시 반사판이 없다. 참고로 이스라엘이 보낸 베레시트 탐사선에도 반사판이 실려 있었으나 착륙에 실패했다. # 인도가 쏘아 올린 찬드라얀 2호 역시 착륙에 실패했다. #
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이대로라면 아르테미스 계획이 제대로 진행되어야, 새로운 반사판이 달에 설치될 수 있을듯 싶다.
이 반사판은 현재에도 천문학자를 비롯한 과학자들이 지구-달의 거리를 정확하게 측정하기 위해서 사용하고 있으며, 그 정밀도는 mm 수준이다. 천문학자들은 달이 지구에서 1년에 3.8 cm 씩 멀어지고 있다는 사실을 밝혀내었다. 참고로 시트콤 드라마 빅뱅 이론에서도 달에 쏜 레이저가 돌아오는 것을 측정하는 시험에 대한 내용이 나온다.