달에 인류가 발을 딛는 순간을 가정집 거실 TV에서 4K급 고해상도 화질로 볼 수 있는 시대가 열리고 있다. 현재 사용되는 전자기파 기반 통신 시스템의 100배 효율을 보이는 레이저 통신에 성공하면서다. 미 항공우주국(NASA)은 자체 온라인동영상서비스(OTT) ‘NASA+(플러스)’를 기획하는 등 2024~2025년 예정된 유인 달 탐사 프로젝트 ‘아르테미스’를 생중계할 채비를 하고 있다.

달 착륙 순간 실시간으로 본다…美 NASA, OTT로 생중계 추진
1일 과학계에 따르면 NASA는 최근 근적외선 레이저를 통해 대용량 데이터를 빠르게 보내는 심우주통신(DSOC)에 성공했다. 일명 ‘첫 번째 빛’으로 불리는 이번 실험은 최근 발사된 우주선 ‘사이키’(psyche·사진)에 장착된 DSOC 통신장비로 이뤄졌다.

사이키는 지구에서 약 3억㎞ 떨어진, 화성과 목성 사이에 있는 소행성 사이키(지름 약 226㎞)를 탐사하기 위해 지난 10월 발사됐다. DSOC 통신장비는 사이키 탐사선 측면에 돌출된 형태로 장착됐다. 지름 22㎝의 조리개를 가진 광자검수카메라 등으로 구성됐다. 지구로부터 약 1600만㎞(지구~달 사이 거리의 40배) 떨어진 우주를 항해 중인 사이키는 DSOC를 통해 미국 캘리포니아공과대 팔로마 천문대로 데이터를 성공적으로 전송했다. 이번 교신에는 약 50초가 소요됐다.

현재 우주 탐사에서 사용되는 무선주파수 통신은 전자기파다. 전자기파는 거리가 멀어질수록 세기가 급격하게 감소한다. 반면 DSOC는 레이저에 데이터를 담아 전송한다. 레이저는 적외선, 자외선, 가시광선 등 여러 파장이 섞여 있는 광원에서 특정 파장을 추출해 모아낸 뒤 증폭한 광선이다. 일반 빛보다 직진성이 좋아 먼 거리까지 쉽게 도달한다. 또 전자기파보다 진동수가 높아 담을 수 있는 데이터의 양도 많다. 통신 장비 자체 크기도 작아진다.

레이저 통신을 구현하기 위해선 높은 수준의 정밀도가 필요하다. 이번 실험 성공의 의미에 대해 NASA는 “레이저 포인터를 사용해 1.6㎞ 떨어진 곳에서 움직이는 10원짜리 동전을 조준하는 것처럼, 1600만㎞ 떨어진 곳에서 자전과 공전을 하는 지구상의 수신기를 향해 정확하게 레이저를 쏴야 한다”고 설명했다.

더욱이 우주 탐사선은 매우 빠른 속도로 이동하고 있다. 사이키가 멀리 여행할수록 레이저가 도달하는 데 걸리는 시간이 길어진다. 수십 초에서 최대 수십 분의 지연 현상이 발생한다. 레이저가 이동하는 동안 지구와 우주선의 바뀐 위치를 계산해야 했다는 게 NASA 측 설명이다.

NASA는 레이저 통신을 달 탐사 등에 적용할 예정이다. 달 탐사에 활용되는 레이저 통신은 최대 260Mbps(초당 메가비트·약 32.5MB/s)의 속도로 데이터를 주고받을 수 있을 전망이다. 지구상에 구현된 5세대(5G) 통신급의 속도다. 스티브 호로위츠 NASA 매니저는 “달에서 4K 고화질 비디오를 보낼 수 있는 통신 속도를 구현할 것”이라고 말했다.

NASA는 올해 말께 OTT도 시작할 예정이다. NASA+를 통해 우주선 발사 중계와 같은 생중계 콘텐츠와 우주 관련 다큐멘터리, 자체 제작 토크쇼와 강연을 광고 없이 무료로 제공한다. 내년 11월 유인 달 우주선 ‘아르테미스 2호’ 발사를 생중계한다는 계획도 추진 중이다.

김진원 기자 jin1@hankyung.com