올 여름에 시작되는 새로운 우주 임무는 레이저 빔을 사용하여 달의 고화질 비디오를 포함하여 대량의 데이터를 빠르게 전송함으로써 우주 통신에 혁명을 일으키려고 시도할 것이다.

NASA의 레이저 통신 릴레이 데모는 레이저를 사용하여 궤도에서 지구로 정보를 전송하는 가장 좋은 방법을 탐구한다. 그리고 LINCS로 알려진 국방부를 위한 별도의 데모는 두 개의 작은 위성 사이에 레이저 통신을 전송하는 데 초점을 맞출 것이다.

또한 올해 말 비 승무원 달 탐사를 준비중인 NASA의 오리온 우주선은 향후 임무에 레이저를 사용하여 달의 고화질 비디오를 지구로 다시 보낼 예정이다.

미국 정부의 두 가지 임무는 보이지 않는 적외선 광선을 사용하는 이러한 레이저를 테스트할 것이다.

NASA의 레이저 시연 우주선의 주요 목표는 지구 대기, 특히 구름이 표면에 대한 레이저 링크에 어떻게 영향을 미치는지 확인하는 것이라고 NASA의 탐사 및 우주 통신 설계자 David Israel이 인터뷰에서 말했다.

레이저는 "하루 종일 분량의 비디오 또는 관찰 데이터를 단 한 번의 빠른 패스로 폭발시킬 것"이라고 Israel은 말했다.

Israel은 3억 1천만 달러의 새로운 임무를 수행했다. NASA에 따르면 올 여름 발사 예정인이 우주선은 수신기와 레이저 송신기로 구성되며 킹 사이즈 매트리스보다 크지 않다.

발사 공급자 ULA는 로켓 엔진 문제를 평가하기 위해 6월 23일 목표 날짜를 연기했으며 아직 새 날짜를 설정하지 않았다.

중계 시연 위성은 수년간 지구 궤도를 돌며 결국 국제 우주 정거장에서 하와이와 뉴 멕시코의 지상국으로의 대량 데이터 전송을 테스트 할 것이라고 Israel은 밝혔다.

예정된 지상국에서 구름이 너무 두꺼우면 다른 수신기를 찾기 위해 레이저 송신기를 조정할 수 있다고 그는 말했다.

Israel은 "우리는 모델과 예측을 가지고 있지만 날씨의 영향이 얼마나 나쁜지를 실제로 특징 짓는 실제 데이터가 많지 않다."고 말했다. "우리는 좋은 전송 조건을 더 잘 예측할 수 있도록 날씨의 영향을 측정할 것이다."

적외선 레이저의 광선은 전파보다 빠르지 않지만 레이저는 비교적 빠른 광선에 10~100배 더 많은 데이터를 압축할 수 있다. 이러한 밀도는 전파의 경우 9개월에 비해 약 9일 만에 화성의 전체 표면에 대한지도 전송을 허용할 것이라고 NASA는 말했다.

레이저 통신은 SpaceX 및 Blue Origin과 같은 민간 기업의 새로운 우주 비행 시대를 지원할 것이라고 미국 국방부의 싱크탱크인 비영리 캘리포니아에 기반을 둔 Aerospace Corp.의 통신 기술 및 엔지니어링 총괄 관리자인 Debra Emmons는 말했다.

Emmons는 "우리가 달과 그 너머의 시야를 설정함에 따라 우주 자산 간에 상호 교환적으로 통신하고 작동하는 능력은 매우 중요 할 것"이라고 말했다.

"순전히 거리는 레이저 기반 통신을 필요로 한다. 속도가 아니라 더 큰 무선 주파수 [장비]에 비해 크기, 무게 및 광 터미널 페이로드의 전력이 더 작다."

레이저 통신은 더 조밀하고 좁은 데이터 빔으로 인해 무선 전송보다 더 안전하다고 Emmons는 말했다.

"레이저 빔을 차단할 가능성은 훨씬 적다."고 그녀는 말했다. "데이터를 가로 채기 위해서는 레이저 빔의 경로에 있어야 하지만 전파는 산란되므로 더 쉽게 가로 챌 수 있다."

이러한 레이저에 대한 연구는 급속도로 확대되고 있다고 센트럴 플로리다 대학의 물리학, 광학 및 포토닉스 교수인 Peter Delfyett는 인터뷰에서 말했다.

"우리는 몇 초 또는 몇 분 내에 신속하게 전송되는 엄청난 양의 정보에 대해 이야기하고 있다."라고 Delfyett는 말했다.

그는 광섬유를 사용하지 않고 레이저 통신을 지상의 광섬유와 비교했다.

적외선 레이저는 대부분의 상황에서 사람들에게 심각한 위험을 초래하지 않으며 누군가가 적외선 고글을 착용하지 않으면 보이지 않을 것이라고 Delfyett는 말했다.

NASA가 달에 아르테미스 임무를 보낼 때 레이저 덕분에 대중은 통신의 개선을 목격할 수 있다고 NASA의 Israel은 말했다.

그는 "달의 첫 비행이 일어나고 고화질 비디오가 다시 스트리밍 될 때 광학 [레이저] 링크를 통해 올 것"이라고 말했다.

우주에서 본 세상 밖의 이미지

이미지 출처: NASA