심우주 광통신, 최장거리 송수신 달성했다

소행성 탐사기 사이키(Psyche)에는 황금색 레이저 송수신기가 붙어 있다. 이 장치가 11월 14일 달을 훨씬 뛰어 넘는 영역에서 처음으로 레이저로 데이터 송수신을 실시해 첫 전송을 달성했다.

미항공우주국 나사(NASA) 발표에 따르면 심우주광통신 DSOC(Deep Space Optical Communications) 실증 실험으로 데이터를 부호화한 근적외선 레이저를 1,600만km 떨어진 심우주로부터 캘리포니아주 샌디에이고에 위치한 팔로마 천문대 헤일 망원경으로 송신했다.

광토인은 지구 궤도와 달로부터 데이터 전송에 사용되어 왔지만 나사는 심우주로의 미래 미션에 앞서 통신 기술 미세 조정을 하고 있으며 이번 실험은 레이저 광선에 의한 가장 먼 거리를 기록한 것이었다.

나사 측 관계자는 퍼스트 라이트(first light) 달성은 대단한 성과라고 강조한다. 지상 시스템은 사이키에 탑재된 DSOC 비행 송수신기에서 심우주 레이저 광자를 성공적으로 감지했으며 좀더 많은 데이터를 보낼 수 있었다. 빛으로 주고받은 것이다.

DSOC 송수신기는 화성만큼 멀리서 실시하는 광통신 첫 기술 실증으로 탐사기 사이키에 적재되어 10월 13일 발사됐다. 사이키의 첫 번째 목적은 금속을 풍부하게 포함하는 소행성 푸시케를 탐사, 연구해 행성 형성과 중심핵 역학에 대한 지견을 얻는 것이다.

레이저 통신 시스템은 데이터를 레이저 광파 진동으로 채우고 메시지를 광신호로 인코딩해 사람 눈에 보이지 않는 적외선 레이저를 통해 수신기로 전송한다.

나사는 달까지 미션 교신에는 전파를 사용하고 있지만 근적외선 쪽이 데이터를 훨씬 짧은 파장에 담아 더 많은 데이터를 송수신할 수 있다. 발표에 따르면 DSOC 실험 목적은 현재 우주기가 사용하는 현행 무선 주파수 시스템보다 10∼100배 높아진 데이터 전송 속도를 실증하는 것이다. 하지만 광통신은 거리가 길어질수록 레이저광을 향하는 정밀도가 요구되어 더 어려워진다. 사이키가 목적한 소행성을 향해 가면서 레이저 광자는 희미해진다. 더구나 광자는 목적 지점에 도달할 때까지 시간이 걸리게 되어 사이키 최원 거리라면 20분 이상 시간이 생겨 버리는 일도 있다. 데이터가 지구에 도달할 무렵에는 지상관제는 탐사기 새 위치로 조정할 필요가 있다. 이번 실험은 지상 자산과 비행 송수신기를 완벽하게 맞추는 첫 기회로 DSOC와 사이키 운영팀이 함께 작업을 진행했다.

첫 실험을 달성하고 팀은 송수신기에 쌓인 다운링크 레이저 방향을 제어하는 시스템 개선을 위해 노력하고 있다. 광통신은 우주 미션에서 더 많은 성과를 얻으려는 과학자나 연구자에게 혜택이 될 수 있으며 심우주 유인 탐사를 가능하게 한다. 데이터가 늘면 그만큼 발견도 늘어난다는 것이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.