미 우주항공국(NASA)이 지난주 달에서 공중에 떠 있는 궤도선과 지상 탐사선 간 소통에 성공했다. NASA의 달 정찰 궤도선 LRO는 작년 12월 12일 달 남극 만지누스 분화구에 착륙한 인도우주연구기구(ISRO)의 비크람 착륙선 방향으로 레이저 펄스를 5번 발신했다. 약 100km 거리를 두고 진행된 통신이었다. 비크람은 장착된 역반사기를 통해 LRO로 신호를 되돌려주었다. 비크람의 역반사기는 NASA가 제작한 제품이다.

레이저가 역반사기를 만나 다시 돌아오는 시간을 측정하면 물체의 거리와 위치를 파악할 수 있다. 레이저 고도계는 지구에서 보통 상공의 위성을 추적하는 데 사용되는 기술이다. 지표면에서 위성을 향해 발사해 좌표를 찾아내는 용도로 사용한다. 과거에도 우주에서 레이저 고도계가 사용된 적이 있다. 아폴로 계획에서 지구와 달의 거리를 측정할 때 활약했다. 조사 결과 거리가 매년 3.81 센티미터 늘어난다는 사실을 밝혀냈다.

이번 NASA 실험은 비크람 탐사선이 작은 역반사기를 사용해야 한다는 난제를 앉고 시작했다. 아폴로 계획에 투입된 역반사기는 여행 가방 크기였지만 비크람에 장착한 NASA 역반사기는 직경이 5센티미터에 불과하다. LRO는 매번 비크람과 통신할 수 있는 정교한 레이저 조준 체계를 지니지 못했다. LRO는 달 표면에서 가로 세로 9.7미터가량의 면적에 레이저를 방출한다. 또한 레이저 발산 주기 간 간격으로 LRO가 비크람 착륙선 위를 지나갈 때 역반사기와 교류할 확률은 높지 않았다. 8번의 시도 끝에 LRO는 비크람과 소통할 수 있었다.

NASA는 "고도계는 분화구, 암석, 바위를 감지하며 달의 지도를 만드는 작업에 유용하다"며 "하지만 지속적으로 신호를 얻기 위해 필요한 역반사기의 100분의 1도 이내를 조준하기에 적합하지는 않았다"고 말했다. 

파퓰러 사이언스 US는 LRO의 고도계가 달 궤도를 도는 유일한 레이저 장비라고 설명했다. 이어 역반사기로부터 일관되고 정확한 측정값을 얻으려면 레이저 도구를 더 구축할 필요가 있다고 덧붙였다. 

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 Andrew Paul 기자 & 육지훈 기자