[157일][06월05일][365매일글쓰기] 영화 마션을 보다가 든 생각, 시간

[157일][06월05일][365매일글쓰기] 영화 마션을 보다가 든 생각, 시간

 

우리 집 텔레비젼은 거의 대부분의 시간동안 꺼진 상태이지만, 식사할 때와 남편이 집에 있을 때는 불이 들어온다. 오늘도 점심을 먹는 동안 TV는 자신이 할 수 있는 일을 해주었다. 무심코 눈을 들어보니 화면에는 영화 마션이 나오고 있었다. 아이에게 물었다. 곧 있으면 달 정착지가 만들어질 텐데, 달에서의 시간은 지구와 동일할 건가? 만약 지구와 동일하다면 지구도 12개의 시간대가 있는데, 달은 어느 시간대를 택할 것인가? 이후에 화성에도 정착지가 만들어질텐데, 화성의 시간과 지구의 시간은 다를 것인가? 같을 것인가? 만약 화성 기준시간을 만든다면, 지구와 화성 사람이 온라인 회의를 할 수 있을까? 한다면 어느 곳의 시간에 맞춰야 하는가? 화성 정착이 성공하면 인간은 토성의 위성, 예를 들면 타이탄에도 정착지를 만들 것이다. 타이탄의 시간은 어떻게 운영될 것인가?

 

화성은 행성이기 때문에, 자전도 하고 공전도 한다. 지구의 시간 측정 단위를 기준으로 보면 화성의 하루는 24시간 39분 35.244초이다. 지구의 하루보다 약40분 더 길다. 화성의 1년은 686.98일이며 지구 1년의 1.88배이다. 따라서 화성의 시간대는 엄연히 존재한다. 화성도 지구와 마찬가지로 구(求)이기 때문에, 지구처럼 12시간대 나누어야 할지는 아직 정해지지 않았다. 지구도 하나의 시간대로 통일하려다가 지금의 12시간대가 되었기 때문에, 미래의 어느 날 1개의 시간대로 통일될 가능성도 있다.

 

위성은 행성의 시간대를 따를 것이다. 그러므로 달은 지구의 시간을 공유하는 것이 적절하다. 동일한 논리를 따른다면, 타이탄은 토성의 시간을 따라야 할 것이다. 참고로 토성의 1년은 지구의 29.5년(10,759일)이며, 자전 주기는 현재까지 정확히 측정된 바가 없다. 2007년에 발표된 토성의 자전주기는 10시간 32분 35초인데, 이 수치는 보이저 호, 파이오니어 탐사선, 카시니 호가 수집한 자료를 근거로 분석된 수치이다. 인류는 토성에 대해 점점 더 많이 알아가고는 있지만, 충분치 않다.

 

지구와 화성 간의 단방향 통신은 평균 15분 걸린다. 화성의 궤도가 지구보다 타원형이기도 하고 두 행성 모두 공전을 하고 있기 때문에 두 행성 간의 거리는 가까워졌다 멀어졌다를 반복하게 된다. 어떤 때는 3분 걸리지만 어떤 때에는 22분 걸린다. 현재 화성 탐사 로봇이 NASA에 보내는 자료를 수신하는 시간이 약 15분이므로 단방향 통신 시간을 15분으로 잠정한다. 만약 지구와 화성 간에 대화를 한다면 질문을 한 후 답을 듣기까지 약 30분이 걸린다. 현재의 기술로는 두 행성 간에 실시간 회의는 불가능하다.

 

과학자들은 이 문제를 해결하기 위해 새로운 우주 통신 기술을 개발 중이다.

 

현재는 NASA 산하의 제트추진연구소(JPL)이 1958년부터 운영하는 심우주통신망(DSN, Deep Space Network)을 사용하고 있다. 거대한 우산처럼 생긴 전파송수신기를 지구 곳곳에 설치하여 태양계 내에 있는 각종 탐사선과 통신을 한다. 이때 사용되는 전파는 마이크로파이다. 8.4~8.5GHz의 주파수 대역을 사용하는데, 주파수가 높을 수록 파형이 짧기 때문에 빠르게 직진이 가능하다. 그러나 광활한 우주에서 거리가 멀어질 수록 속도가 급격하게 느려져 데이터를 받는데만도 수개월이 걸리는 문제가 있다.

 

현재 개발 중인 우주 통신 기술은 ‘우주 공간 광학 통신(FSO, Free Space Optical communication)인데, 레이저를 이용한 통신이다. 레이저를 이용하면 3THz~3PHz의 고속통신이 가능해진다. THz는 TeraHz로 1 THz=1,000 GHz이고, PHz는 PetaHz로 1 PHz=1,000 THz=1,000,000 GHz이다. 지구는 대기의 저항과 대기 위의 각종 장애물(예, 빌딩, 나무)로 인해서 레이저가 산란되기 때문에 통신에 이용하지 않는다. 우주에서는 장애물이 지구 위보다는 훨씬 적다. FSO를 이용하면 지구와 화성간 실시간 대화가 가능하게 된다. 앞으로 진행될 우주 통신의 진화도 눈여겨 봐야 겠다.

 

참고자료

- 나무위키의 화성, 토성, 심우주 통신망 참조

- 화성탐사선은 지구와 어떻게 통신할까(BLOTER) http://www.bloter.net/archives/122784

- 지구는 5G, 우주의 차세대 통신 기술은?(TechWorld)

http://www.epnc.co.kr/news/articleView.html?idxno=92491