서울대 천문학과 선후배들이 뭉쳤다…‘초고속우주광통신’ 개발 협력

[이데일리 김현아 기자]

임명신 서울대 천문우주센터 센터장(물리천문학부 교수), 사진=2021 봄 카오스 강연 유튜브캡처

한미 미사일 협정 종료로 우리나라에서도 민간 우주 시대가 열리면서 저궤도 위성을 활용해 영상이나 데이터를 서비스하려는 회사들이 늘고 있다.

하지만 가장 큰 고민은 위성에서 지상으로 신호를 쏠 때 전파를 이용하면 시간이 오래 걸린다는 점이다. 실시간 관측이 가능해야 하는데, 현재 기술로는 쉽지 않다.

이러한 문제를 레이저 광통신을 통해 해결하려고 뭉친 사람들이 있다. 바로 서울대 천문학과(현 물리천문학부)출신 선·후배들이다.

이들은 천문기술인 적응광학 기술 등을 활용해 초고속우주광통신에 도전한다. 임명신 서울대 천문우주센터 센터장(물리천문학부 교수), 김정훈 에스이티시스템 대표, 메타스페이스 박순창 대표가 힘을 합친다. 여기에 이강환 객원교수(물리천문학부)도 힘을 모은다.

최기영 전 과기정통부 장관 정책보좌관을 지낸바 있는 이강환 교수는 천문학과 89학번으로 박순창 대표와 동기다. 김정훈 에이티시스템 대표는 86학번이다.

11월 8일(월) 서울대학교 천문우주연구센터와 ㈜에스이티시스템, ㈜메타스페이스가 <초고속 우주광통신 기술 개발>을 위해 협약식을 진행했다.

기술원리는?…적외선 레이저 이용한 광통신

이들이 저궤도 위성에서 지상으로 영상이나 데이터를 보낼 때 전파 대신 사용하려는 것은 적외선 레이저다.

하지만, 적외선 레이저는전파에 비해 파장이 짧아 대기를 통과하면서 손실이 많이 일어난다. 즉, 레이저가 대기를 통과하면서 겪게 될 흔들림과 왜곡 현상을 보정하는 적응 광학(AO, Adaptive Optics)이 중요한 것이다.

레이저는 넓게 퍼지는 전파와 달리 지향성이 강해 인공위성을 정확하게 겨냥해야 통신이 가능하다. 그래서 움직이는인공위성의 정밀지향 및 추적(PAT, Pointing, Acquisition and Tracking) 기술도 중요하다.

하지만 이런 난제들만 극복하면 훨씬 빠른 우주통신이 가능하다.



100배 이상 빠르고 기지국 수도 줄여주는 레이저 광통신

현재 위성과의 통신은 수십기가 헤르츠 대역의 전파를 이용하는데, 레이저 광통신은 수백테라 헤르츠 대역을 사용하기 때문에 100배 이상 빠른 통신이 가능하기 때문이다.

이강환 객원교수는 “전파통신의위성-지상간통신속도는보통 10~1,000 Mbps인데 반해, 광통신을 이용하면 10Gbps 이상의 속도로 통신을 할 수 있게 될 것”이라면서 “지름 수 미터 이상의 안테나를 사용하는 전파통신과 달리, 레이저 광통신은 수 센티미터에서 1미터 이내의 망원경을 사용하기에 기지국 규모도 크게 줄일 수 있다”고 설명했다.

3개 기관 협력…스타트업 설립도 추진

이 같은 우주광통신 기술 확보를 위해 서울대 천문우주연구센터(센터장 임명신물리천문학부 교수)와 우주사업 전문기업인 (주)에스이티시스템 (대표김정훈), (주) 메타스페이스(대표박순창)가 8일 기술협약식을 체결했다.

서울대 45동천문우주연구센터에서 열린 이날 협약식에서는 레이저 광통신 기술의 개발과 사업화를 진행하기로 했다.

이 교수는 “우주통신기술에 천문학이 기여할 수 있다는 걸 이야기하고 싶었다”면서 “적응광학기술에서 앞서는 서울대 연구센터와 함께 에이이티시스템은 기기 쪽을 제작하고 메타스페이스는 추적 기술 등을 제공하게 된다. 스타트업 설립도 추진중이며 2년 내 기술 개발을 마치는 게 목표”라고 설명했다.

어떤 회사들인가?

㈜에스이티시스템는 우주상황인식(SSA, Space Situational Awareness) 분야에 특화된 우주기업으로, 태양활동이 지구 및 우주탐사에 미치는 영향 분석과 예측, 그리고 레이더를 이용한 우주 감시분야에 전문적인 기술을 축적하고 있다.

㈜메타스페이스는 천문학관측기기 설계 및 개발에 독보적인 기술을 가지고 국내외에 천문대를 건설해 오고 있다. 위성추적플랫폼, 광통신용망원경 공급 등을 진행했다.

레이저광통신 개발 과정에서 서울대가 보유한 광학망원경을 활용할 계획이다. ㈜에스이티시스템와 ㈜메타스페이스는 NASA에서 발사 예정인 우주광통신실험위성(LCRD) 연구에도 참여를 계획하고 있다.