통신 위성 — 하늘에서 먼 곳의 통신을 이어 준 기술
한눈에 보기
통신 위성은 지구 둘레를 돌며 방송과 전화, 인터넷 신호를 다른 곳으로 전달하는 우주 중계소이다. 통신 위성은 어떻게 지상의 신호를 중계할까? 지상에서 올린 신호를 위성이 받아 더 강하게 만든 뒤 다른 지역으로 내려보낸다. 바다나 산 때문에 통신선을 잇기 어려운 곳도 하늘을 거쳐 연결한다. 위치를 계산하는 GPS 위성과 달리 사람들 사이의 정보를 나르는 역할을 한다.
등장하기 전의 세상
위성 통신이 없던 때에도 국제전화와 해외 소식은 오갔다. 다만 바다 밑 케이블은 한꺼번에 연결할 수 있는 통화 수가 적었고, 해외의 움직이는 영상을 곧바로 보내기는 어려웠다. 1953년 영국 여왕의 대관식을 미국에 전하려고 방송 관계자들은 촬영한 필름을 비행기로 운반했다. 먼 나라의 현장을 보려면 필름이 도착하고 방송될 때까지 기다려야 했다.
탄생과 발전
높은 하늘에 신호를 되받아 보내는 장치를 두면 먼 지역을 함께 바라볼 수 있다. 이 생각은 실제 위성 실험으로 이어졌다. 1962년 발사된 텔스타 1호는 대서양을 건너 텔레비전 영상을 중계했다. 초기 통신 위성은 신호를 전달할 수 있는 시간에 제약이 있었다. 이후 지구의 자전과 보조를 맞춰 도는 위성이 등장했고, 1965년 얼리 버드는 상업 통신 위성 시대를 열었다.
작동 원리
지상 안테나는 소리와 영상을 전파에 실어 위성으로 보낸다. 전파는 공간을 지나 정보를 옮기는 전자기파이다. 위성 안의 중계 장치는 먼 길을 오며 약해진 신호를 받아 키우고, 송신 안테나로 지상을 향해 다시 보낸다. 다른 지역의 안테나는 이를 받아 전화나 영상으로 되살린다. 적도 위 약 3만 6천 킬로미터의 정지궤도 위성은 지구가 자전하는 속도에 맞춰 돌아 지상에서 같은 방향에 있는 것처럼 보인다.
세상을 바꾼 방식
하나의 위성이 넓은 지역에 신호를 보내면 여러 곳에서 같은 방송을 받을 수 있다. 국제 스포츠 경기와 중요한 현장이 멀리 떨어진 나라에도 생방송으로 전해졌다. 전화와 데이터 통신에도 하늘의 연결 경로가 더해졌다. 산간 마을이나 바다 위의 배처럼 긴 통신선을 놓기 힘든 곳에서도 정보를 주고받을 수 있게 되었다. 거리는 여전히 멀지만 소식을 기다리는 방식이 달라진 것이다.
흥미로운 이야기
텔스타 1호의 몸체는 지름이 약 87센티미터였다. 작은 위성의 신호를 받기 위해 지상에는 거대한 안테나가 필요했다. 또 텔스타가 한 지상국의 통신 범위에 머무는 시간은 약 18분뿐이었다. 위성 하나를 띄웠다고 하루 내내 방송할 수 있었던 것은 아니다. 계속 연결하려면 위성이 도는 길과 지상 안테나의 움직임도 함께 해결해야 했다.
오늘날 남은 영향
오늘날 위성 통신은 방송뿐 아니라 외딴 지역의 인터넷과 원격 교육에도 쓰인다. 지구 가까운 저궤도에서는 신호가 이동하는 거리를 줄일 수 있다. 대신 위성이 하늘을 빠르게 지나가므로 여러 위성 사이에서 연결을 넘겨주어야 한다. 정지궤도는 넓은 지역을 한 방향에서 계속 잇는 데 유리하다. 서로 다른 궤도의 위성과 지상의 광케이블이 함께 통신망을 이루며 더 많은 장소의 연결을 돕는다.