청취자 여러분 안녕하십니까? 여러분들을 세계의 첨단과학과 기술의 세계로 안내하는 북한에서 온 박사 김흥광입니다. 오늘은 깜짝 놀랄 세계의 첨단 과학기술 성과를 알려드리겠습니다.
달 표면 알갱이 하나하나를 4K 초고화질(UHD)로 실시간 들여다볼 수 있는 날이 머지 않았습니다. 이른바 첨단 심우주통신기술 시대가 도래하고 있습니다. 앞에서 4K 초고화질 영상이라고 하였는데 이 숫자는 텔레비전이나 비디오 영상의 질을 나타내는 지표입니다.
4K영상은 여러분들이 시청하는 조선중앙텔레비젼 영상 화질의 4배에 가까운 선명도와 섬세성을 가지고 사진과 영상을 볼 수 있게합니다. 남한에서는 텔레비전이나 통용되는 대부분의 영상이 이제는 기본적으로 4K이기 때문에 세계 여러 나라 동물들이나 국제스포츠 그리고 드라마나 영화를 볼 때 화질이 너무 좋아서 사람들의 땀구멍까지 다 들여다 보입니다.
4K 영상은 가로 해상도가 대략 4,000개 픽셀을 가지고 있기 때문에 그렇게 이름지어졌습니다. 조선중앙텔레비전은 그나마 2015년 9월경 부터 숫자식 고화질 방송을 시작했는데 4K와 비교한다면 대략적으로 1,080개 픽셀정도입니다. 그러니 4K영상이 얼마 선명한지 어떻게 상상이 가실까요?
그런데 말이지요, 달에 4K카메라를 설치하여 우주비행사들이 달에 발을 내딛는 모습과 달의 모든 것을 4K영상으로 찍어서 실시간으로 지구에 보낸다고 하니 이건 정말 대단한 발전이 아닐까요?
초고화질 영상을 달에서 지구로 실시간으로 보내는 통신기술 이른바 심우주통신기술은 미국항공우주국(NASA)이 개발을 완료하여 가고 있는 최첨단 통신기술입니다. 이 기술의 핵심은 기존 전파통신과 달리, 레이저를 이용한 광통신입니다. 이 기술은 미국이 주도하고 있고 남한도 참여하는 유인 달 탐사계획 '아르테미스'에 활용됩니다.
미국의 NASA가 2025년 유인 우주선으로 달에 다시 한번 날아가 사람들이 달의 여기 저기를 질주하면서 완벽하게 재조사 하고 각종 희귀한 실험들을 하게 되는 거대한 계획입니다. 지금까지는 유인 우주선과의 통신에 무선 전파를 이용해 왔습니다. 우주선이나 인공위성이 전파를 쏘고 이를 지상 기지국의 안테나가 송신하는 식입니다. 전파는 향하는 거리의 제곱에 반비례해 그 밀도가 줄어듭니다.
거리가 멀어지면 전파 세기가 크게 감소하는 것이지요. 그러다보니 심우주 탐사 때는 사용이 힘든 통신법입니다. 무선통신으로 심우주통신을 하는 게 얼마나 어려운지 한가지만 말씀드리겠습니다.
화성 탐사 우주선에서 화성의 지도 데이터를 보내는 데 얼마나 걸릴까요? 9주 걸린다고 합니다. 그런데 레이저로 지상과 우주선이나 인공위성 등 우주 물체 간에 데이터를 주고받는 우주 레이저광 통신은 기존 통신 방식보다 이론적으로 100배 빠릅니다. 때문에 앞에서 얘기한 화성지도 데이터도 9시간면 완전하게 보낼 수 있다고 합니다.
레이저광 통신의 정말 중요한 우점은 통신장비가 무선통신 장비보다 훨씬 간단하고 부피가 적은 것입니다. 때문에 우주선이나 위성의 통신장비 크기와 무게를 줄여 더 많은 과학 장비를 탑재하거나 동력과 비용을 아낄 수 있다고 합니다.
그러면 심우주 레이저광 통신기술은 어디까지 연구가 진척되었을까요? 실제로 미국의 NASA는 최근 연달아 우주 레이저광 통신 실현 가능성을 입증했습니다. 2021년 12월, 지구 궤도 및 심우주 임무에 레이저 통신 기술을 시연했습니다.
3만6,000Km 정지궤도에서 레이저광 통신장비를 탑재한 실험위성을 쏘아올리고 지상의 기지국과 우주 레이저 통신 기술을 몇차례 진행했는데 매우 성공적이었습니다. 이에 앞서 지난해에는 'TBIRD'란 시스템을 큐브위성에 탑재해 쏘아올렸습니다.
TBIRD는 레이저 통신기술로 1.4 TB(테라바이트) 다운로드에 성공했습니다. 아시는 것처럼 1테라는 4,096기가바이트 용량의 정보량입니다. 영화 한편의 파일 크기는 보통 1기가정도라고 친다면 영화 5천편이 넘는 정보를 단숨에 전송했다고 합니다.
NASA 계획대로면 우주 레이저광 통신은 2024년으로 예정된 달 유인궤도 비행계획인 '아르테미스 II'에서 먼저 사용됩니다. 여기서 거듭 성공하면 최종 유인 달탐사 계획인 '아르테미스 III'에 쓰일 예정입니다.
아르테미스 2호가 발사되어 4K 밝은 영상으로 달을 섬세하게 감상할 수 있는 그날이 하루 빨리 오기를 고대하면서 오늘 방송을 여기서 마치겠습니다.
진행 김흥광, 에디터 이진서, 웹팀 이경하