[지금은 우주] 12월 4일 ‘우주 광통신’ 시작된다

[아이뉴스24 정종오 기자] 정보가 많아지면 데이터 처리 속도가 빨라져야 한다. 자동차가 많아지면 도로가 넓어져야 하는 것과 같다. 전 세계는 지금 ‘뉴 스페이스(New Space)’ 시대를 맞고 있다. 수많은 소형위성을 우주에 쏘아 올려 관련 데이터를 처리하겠다는 것이다. ‘우주 자동차’가 많아지니 통신을 할 수 있는 ‘우주 도로’도 한계에 부닥칠 수밖에 없다.

지금의 우주 통신은 전파통신이다. 전파만으로는 폭발적으로 늘어날 인공위성과 통신량을 감당할 수 없을 것으로 분석됐다. 이를 해결할 수 있는 대안 중 하나가 적외선 레이저를 이용한 광통신에 있다. 지상과 위성 사이 우주 광통신은 실용화 단계에 이르지 못했다.

미국 항공우주국(NASA)은 오는 12월 4일 LCRD(Laser Communications Relay Demonstration)를 우주로 보낸다. LCRD는 ‘우주 광통신 전용 실험 모듈’로 12월 4일 STPSat-6 위성에 실려 미국 플로리다주 케이프 커내버럴 우주기지에서 발사한다.

전 세계 통신시스템은 데이터 처리 속도에 주목하고 있다. 인터넷 역사만 보더라도 그렇다. 인터넷·인트라넷 환경이 급속도로 발달하면서 멀티미디어화에 대응하기 위해 랜의 고속화와 광역화 요구가 커졌다.

이동통신은 1세대부터 지금의 5G(세대)까지. 앞으로 인공위성을 통한 6세대(6G)를 준비하고 있다. 음성통신에서 데이터 통신으로 바뀌고 있고 앞으로 다가올 6G는 소형위성을 통한 입체적 데이터 처리 시스템으로 발전할 것으로 보인다.

무선 통신의 발전은 통신 속도의 발전과 다름없는 셈이다. NASA 측은 “LCRD는 통신을 위한 대역폭을 높이는 광통신”이라며 “반면 크기와 무게 등은 획기적으로 줄일 수 있다”고 설명했다. NASA 측은 “LCRD는 기존의 전파통신보다 약 10~100배 더 빠른 데이터 처리가 가능하다”며 “레이저 통신시스템인 LCRD는 미래 우주 통신에서 획기적 데이터 처리능력을 해결할 시스템”이라고 설명했다.

이번 실험에서 NASA는 우주에 있는 LCRD와 캘리포니아 테이블 마운틴, 하와이 할레아칼라에 있는 광학 지상국과 데이터 전송을 목표로 하고 있다. 거리는 약 2만2천 마일(약 3만5천405km)에 이른다.

하와이 할레아칼라에 있는 광학 지상국은 약 3천m 높이에 있다. 이는 레이저 광통신의 특성 때문이다.

우주 광통신에서 사용할 적외선 레이저는 전파와 비교했을 때 파장이 짧다. 대기권의 날씨, 구름이 잔뜩 끼어있는 등 여러 상황으로 짧은 파장은 손실이 많이 일어나기 마련이다. 대기를 통과하면서 일어나는 손실을 얼마나 줄이느냐가 관건이다. 광통신의 핵심기술은 레이저가 대기를 통과하면서 겪게 되는 흔들림과 왜곡 현상을 바로잡는 적응 광학(AO, Adaptive Optics) 기술에 있다.

우리나라도 최근 서울대 천문우주연구센터와 우주 전문 기업인 에스이티시스템, 메타스페이스가 손을 잡고 레이저 광통신 기술 개발과 사업화를 진행하기로 합의한 바 있다.

◆우주 레이저 광통신 시대 온다(https://youtu.be/KcBQclXOj7Y)