중국, 지구와 달 사이 자국 최초의 고속 양방향 레이저 통신 시연

중국이 지구와 달 사이 40만 킬로미터가 넘는 거리에서 자국 최초의 고속 양방향 레이저 통신을 시연했다. 이번 성과로 중국의 우주 레이저 통신 역량은 지구 저궤도를 넘어 지구와 달 사이의 우주 공간으로 확장됐다.

실험에서 확인된 초기 전송 속도는 지구에서 보내는 상향 통신이 초당 1.25메가비트, 지구로 돌아오는 하향 통신이 초당 100메가비트였다. 이 하향 전송 속도라면 달 표면의 8K 이미지를 약 12초 만에 전송할 수 있다. 기존 마이크로파 통신으로는 약 4~5분이 걸린다.

이처럼 먼 거리에서 좁은 레이저 빔을 유지하려면 위성과 지상 망원경이 움직이는 동안에도 정밀한 정렬 상태를 유지해야 했다. 연구진은 궤도의 불확실성, 망원경 설치 오차, 대기 굴절, 레이저의 이동 시간 등을 고려했다. 돌아오는 신호가 극도로 미약했기 때문에 단일 광자까지 감지할 수 있는 검출기와 유효 데이터를 배경 잡음에서 분리하는 알고리즘도 활용했다.

레이저 통신은 높은 대역폭, 빠른 전송 속도, 정밀한 지향성, 더 높은 기밀성을 제공할 수 있지만, 빔이 좁아 정확한 조준이 특히 까다롭다. 이번에 시연한 기술은 향후 유인 달 탐사, 달 연구 시설, 심우주 탐사에서 대용량 데이터 통신을 지원할 수 있다.