이 중에서도 최근 원형 복원에 성공한 국보 230호 혼천시계(渾天時計)에 대한 관심이 커지고 있다. 혼천시계는 태양의 위치와 계절을 알려주는 혼천의와 시간을 알려주는 시계장치가 결합된 것. 지난 1669년 조선 현종 때 천문학자 송이영이 만들었던 혼천시계는 홍문관에 설치돼 시간 측정과 천문학 교습용으로 사용돼 왔다.
조선시대에 만든 천문시계 중에서 유일하게 남아있는 혼천시계는 물레바퀴를 돌려 동력을 만드는 수격식(水擊式) 장치 대신 서양식 진자시계의 원리를 응용한 게 특징이다. 시계장치의 동력원으로 무거운 추를 이용한 것.
하지만 서양식 진자시계가 추의 좌우이동에 의한 방식으로 동력을 발생시키는 반면 혼천시계는 무거운 추가 고점에서 저점으로 내려갈 때 발생하는 에너지를 동력원으로 활용한다는 점에서 차별성을 갖는다.
혼천시계는 크게 혼천의와 시계장치로 구성돼 있지만, 이를 세밀하게 보면 모두 7개 부분으로 나눠볼 수 있다.
먼저 혼천의 바로 옆에 2개의 추가 있다.이들 추에서 만들어진 에너지는 왼쪽의 혼천의, 오른쪽의 시계장치에 각각 전달돼 2가지 기구 모두를 돌린다. 혼천시계의 작동 메커니즘은 다음과 같다.
우선 중력에 의해 윗부분의 추가 아래로 내려가면 추에 달려 있는 수평축이 돈다. 그리고 여기서 발생된 에너지는 가장 아래에 있는 톱니바퀴에 전달되며, 여러 톱니바퀴가 맞물려 탈진장치로 연결된다.
탈진장치란 시계의 톱니바퀴 속도를 일정하게 해 주는 장치로 시계의 정확도를 높이는데 필요하다.
이 부분이 바로 서양에서 1657년 처음 개발된 것으로 동양에서는 혼천시계에 처음 도입된 것이다.
톱니바퀴는 시보장치를 회전시키는 바퀴와 연결돼 있다. 시보장치란 오늘날의 시계 판에 해당한다. 여기에는 자, 축, 인, 묘 등이 새겨진 시패가 있는데, 시패란 시계 침이라고 보면 된다.
타종장치는 아래의 추와 연결돼 있으며, 타종장치에 종을 치도록 신호를 보내는 것이 구슬장치다. 이 장치에는 쇠구슬 4개가 장착돼 있는데, 특정 시간이 되면 아래로 떨어져 긴 막대기를 건드리면서 종을 치게 된다.
김영식 국립중앙과학관장은 "혼천시계는 세계 최초로 추력을 이용했을 뿐 아니라 동서양 시계의 원리를 결합해 만든 자랑스러운 과학 문화재"라며 "이는 시계 기술사에 조선의 과학기술이 커다란 발자취를 남긴 것으로 평가된다"고 말했다.
구본혁기자 nbgkoo@sed.co.kr
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