나사는 추후 우주 공간에서의 고속 무선 통신을 가능하게 만들 수 있는 기술로써 Free-space optical communication (FSO) 를 연구하고 있습니다. FSO 의 대표적인 방식은 레이저를 발사해서 정보를 전송하는 것인데, 그냥 빈공간에 레이저를 발사하는 방식이기 때문에 가로 막는 장애물이 없는 공간에서만 사용이 가능합니다. 하지만 대부분의 우주 공간이 바로 그런 '빈 공간' (엄밀하게 말하면 완전 빈공간이 아니고 희박하게 나마 물질이 존재하지만) 이기 때문에 우주 공간에서의 고속 통신에 사용하면 안성 맞춤이라고 하겠습니다.
물론 현재도 가까이 있는 우주선은 말할 것도 없고 보이저 1,2 호 처럼 멀리 떨어진 우주선과 전파를 통해 통신이 가능합니다. 하지만 그 전송 속도는 매우 느린 편입니다. 전송 데이터량을 늘리기 위해 주파수를 높이면 멀리까지 전송이 어렵다는 한계가 있죠. 예를 들어 2.4/5 GHz 듀얼 밴드 Wi Fi 공유기를 지구에 설치해 달에서도 터지게 만들기는 어려운 일입니다. 그러나 레이저는 상대적으로 적은 에너지로도 아주 멀리까지 데이터를 전송할 수 있습니다. 한마디로 광섬유를 사용하지 않는 무선 광통신이라고 할 수 있죠.
나사의 LLCD (Lunar Laser Communication Demonstration) 는 달 주변 궤도에서 레이저를 이용해서 초당 다운로드 속도 622 Mb 를 구현하는 데 성공했습니다. 무려 38만 5천 km 떨어진 거리에서 이런 데이터 수신이 가능하다는 점을 보여준 것은 고무적입니다. 향후 달 탐사와 개발에서 지구 - 달 고속 무선 통신을 가능하게 할 수 있기 때문이죠.
(LLCD 의 레이저 데이터 송수신 Credit : NASA)
(동영상 )
LLCD 의 스펙은 다운로드 초당 622 Mb, 에러가 없는 업로드는 20 Mb 입니다. 이 데몬스트레이터는 지난 9월 발사된 Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) 라는 소형 달 탐사선에 실려 있습니다. 나사는 보도 자료를 내고 LLCD 가 성공적으로 데이터를 수신했다고 발표했습니다. 지구 - 달간 고속 광통신이 성공하는 순간이었습니다.
LLCD 는 기술의 가능성을 보기위한 테스트 장치로 짧은 시간 동안만 데이터를 송수신 합니다. 현재 계획으로는 2017 년 Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) 가 장시간의 걸친 우주 레이터 통신을 테스트 할 계획이라고 합니다.
미래 달과 태양계내 다른 천체들에 대한 탐사 및 개발에서 이런 초고속 무선 통신 기술이 매우 유용하게 쓰일 날도 있을 것 같습니다. 고해상도 사진과 동영상을 대량으로 전송 가능하다면 과학적인 탐사에도 많은 도움이 될 것입니다. 물론 달 - 지구간 대용량 동영상 전송도 가능합니다. 그러면 실시간으로 지구의 기지에서 달 탐사에 나선 우주인들의 상태를 쉽게 모니터링 가능하겠죠. 이걸 이용해서 달에 초고속 인터넷을 설치하는 날도 언젠가 올지 모르겠습니다.
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