NASA, 우주에서 레이저 통신·대기파 측정 실험한다

NASA가 시험할 레이저 광통신 시스템. 국제 우주 정거장은 위성을 향해 레이저를 쏘고, 위성은 이를 다시 지구로 전달한다./미 항공우주국(NASA·나사)

미 항공우주국(NASA·나사)이 23일(현지 시각) 다음 달 5일 시작하는 스페이스X의 CRS-29 임무를 통해 레이저 광통신 시스템과 대기파 측정 연구에 나설 계획이라고 밝혔다.

NASA는 아르테미스 임무를 위해 우주 정거장에서 레이저 통신을 시험할 예정이다. 정거장 외부의 레이저를 이용해 우주 궤도를 도는 인공위성과 하와이와 캘리포니아주의 지상국 사이에서 빠르게 데이터를 주고받는 방식이다. 적외선 레이저는 기존 통신에 사용했던 무선 주파수 시스템보다 더 빠른 속도로 정보를 보내고 받을 수 있다. 이번 실험이 성공하면 레이저로 양방향 통신하는 모습을 최초로 볼 수 있다.

글렌 잭슨 NASA 고더드 우주 비행 센터의 ILLUMA-T 프로젝트 관리자 대행은 “레이저 시스템은 무선 주파수 시스템보다 더 작고 가벼우며 전력을 덜 사용한다”며 “크기가 작을수록 공간 확보가 쉽고, 무게가 가벼워지면 발사 비용과 전력 사용량이 줄어 배터리 소모를 줄일 수 있다”고 설명했다. 다만 스페이스닷컴과의 통화에서 “ISS가 시속 2만 9000킬로미터의 속도로 지구를 도는 것을 고려하면 쉬운 일이 아니다”며 “화이트보드에 레이저포인터를 쏘면 약간 튀듯 우주에서도 같은 문제가 발생할 수 있다”고 밝혔다.

대기 중력파 실험을 위한 광학 장비의 모습. 기계 조립은 미국 유타주립대(USU)의 우주역학연구소(SDL) 클린룸에서 진행된다./미국 유타주립대(USU) 연구재단

이어 NASA는 적외선 이미징 장비를 사용해 대기 중력파의 특성과 분포, 움직임을 측정하는 대기파 실험도 진행한다. 대기 중력파는 지구 대기가 교란될 때 나타나는 물결파다. 기후 시스템에서 에너지와 운동량을 전달하기 때문에 중요하게 연구되고 있다. 제프 포브스 미국 콜로라도 볼더대 명예교수는 “대기 중력파는 고도에 따라 증폭되며 기후변화에 영향을 줄 수 있다”며 “대기 중력파를 관찰해 지구의 대기와 날씨, 기후에 대한 이해를 높일 수 있다”고 설명했다.

또 대기 중력파가 태양계 내의 우주 기상에도 어떤 영향을 주는지 조사할 계획이다. 포브스 교수는 “우주 가장자리에서 중력파를 최초로 측정하고 있다”며 “대기의 파동은 물론 지구 근처의 우주 날씨를 이해하는 데도 중요한 역할을 할 것”이라 밝혔다.

유럽우주국(ESA)은 막단백질 ‘아쿠아포린’을 더한 다중 여과층으로 물 여과 속도를 높일 수 있을지도 실험한다. 아쿠아포린은 세포막에서 물 이동을 돕는 단백질이다. 초기 테스트를 통해 미세 중력 아래에서도 물 여과가 가능하다는 것을 확인했다. 이외에 우주 비행이 배란 조절과 골격에 미치는 영향과 호흡기 내에 약물을 전달하는 방법에 대한 실험도 예정되어 있다.

여러 과학 실험을 담은 스페이스X 드래건 우주선은 오는 11월 5일 미국 플로리다의 케네디 우주 센터에서 발사돼 국제 우주 정거장(ISS)으로 향한다.

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