빛으로 데이터를 주고받는 시대가 머지 않았다. 미국 항공우주국(NASA)이 국제우주정거장(ISS)에서 레이저로 지상에 동영상을 전송하는 실험에 성공했다고 6월6일(현지시각) 발표했다.
NASA는 ISS에 실린 '레이저 통신 과학을 위한 광학 탑재물(OPALS·Optical Payload for Lasercomm Science)’이 약 22MB 크기 동영상을 캘리포니아 테이블산 관측소로 3.5초만에 전송했다고 밝혔다. 전파를 쓰는 기존 통신 기술로는 10분 넘게 걸릴 일이었다.
NASA가 우주 통신에 레이저를 쓰려는 이유는 위성이나 우주선에서 대용량 관측 자료가 쏟아지기 때문이다. 지난 40년 동안 우주에서 주고받는 통신 데이터는 2년마다 곱절로 늘었다. 마이클 코코로스키 OPALS 프로젝트 매니저는 “인간은 끔찍할 정도로 많은 데이터를 모으는 과학 장비를 만들고 있다”라며 “이 데이터를 지금 쓰는 무선 전파 통신 기술로는 도저히 전송할 길이 없다”라고 말했다.
레이저는 전파보다 더 많은 정보를 담을 수 있다. 주파수가 크기 때문다. 주파수는 정해진 시간 동안 얼마나 많은 파동이 생기는지를 일컫는 말이다. 통신기술은 파동을 왜곡해 그 속에 정보를 담는 것이다. 레이저는 전파보다 1천배 이상 주파수가 크다. 덕분에 훨씬 많은 정보를 더 빨리 주고받을 수 있다.
레이저로 정보를 주고받을 때 가장 큰 걸림돌은 정확도다. ISS는 시속 2만7천킬로미터 속도로 하루에 지구 주위를 15번바퀴 넘게 돈다. 이렇게 빨리 움직이는 곳에서 지상 한 곳에 정확히 레이저를 쏘기란 만만찮은 일이다. NASA는 이를 “걸어가면서 30피트(9m) 떨어진 사람의 머리카락 끝에 레이저 포인터를 겨냥하는 것과 같다”라고 설명했다.
▲국제우주정거장에서 지상 관측소에 레이저로 데이터를 보내는 OPALS 실험 개념도(출처 : NASA 웹사이트)
NASA는 정확하게 레이저를 조준하기 위해 먼저 지상 관측소에서 쏜 레이저 신호를 ISS에서 받고 그 위치를 조준해 레이저를 쐈다. 처음에는 2.5W 정도로 약하게 신호를 보내서 신호를 조정했다. ISS는 148초 동안 지상 관측소에 레이저로 데이터를 보내는데 성공했다. 실험 도중 최고 속도는 50Mbps였다. 1초에 6.25MB를 전송한다는 뜻이다. NASA는 '헬로우 월드!'라는 영상 메시지를 3.5초만에 지상으로 보냈다.
매트 아브라햄슨 NASA 제트추진연구소 OPALS 임무 매니저는 “훗날 먼 우주 탐사 임무에 쓰일 광학 통신 기술을 손에 넣기 위해 앞으로 몇 달 동안 OPALS로 더 많은 실험을 할 것”이라고 말했다.