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  • 2022년 노벨 물리학상은 양자역학의 근본 원리를 실험으로 증명한 과학자들에게 돌아갔다. 2023년에도 양자 개념과 관련된 연구가 노벨 물리학상, 화학상을 휩쓸었다.
  • 전 세계가 6G 이동통신 서비스의 주도권을 먼저 잡기 위해 경쟁하고 있다. 이에 인공위성 통신 기술을 핵심으로 눈여겨보고 있다. 하지만 인공위성 통신 기술은 우리가 익숙하게 쓰는 유선 인터넷이나 셀룰러 통신망보다 비싸고 속도도 느리다. 이러한 통신망이 터지는 장소가 생각보다 많지 않기 때문이다. 도시가 아닌 도서·산간 지역, 더 나아가 통신망이 낙후되거나 없는 저개발 국가를 떠올려 보라. 주민들은 우리에게 공기처럼 익숙한 인터넷을 아예 사용하지 못한다. 국토가 넓은 경우에는 어느 한 지역도 빠짐없이 구석구석 거대한 통신망을 설치하는 것이 사실상 불가능하다. 또 위성 통신은 지구와 거리가 멀면 멀수록 지연 시간이 길어져 속도가 느려진다. 그림 1. 저궤도 인공위성 통신망은 4차 산업혁명의 핵심인 6G 이통통신에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 출처: Shutterstock 이런 문제를 해결하기 위해 저궤도 인공위성 통신망 구축이 나왔다. 지구와 위성이 신호를 주고받는 시간을 단축하도록 지구 저궤도를 약 해수면으로부터 1,500km 이하 정도로 낮춰 위성 통신의 속도를 높이는 것이다. 이렇게 하면 지구와의 거리가 가까우니 지연 시간도 단축되며 위성의 안테나도 소형으로 만들 수 있다. 다만 한 가지 문제가 있다. 저궤도 위성은 지구와의 거리가 가까운 만큼 하나의 위성이 서비스할 수 있는 지역은 먼 거리의 위성보다 좁다. 이건 어떻게 해결해야 할까? 단순하다. 인공위성을 가능한 한 많이 발사해서 전 지구를 연결하면 된다. 즉, 우주 인터넷을 만들어내자는 것이다. 우주 인터넷의 원리와 이를 독자적으로 구축하려는 기업들의 경쟁을 한 번 살펴보자. 어디서나 사용할 수 있는 우주 인터넷 시장을 장악하라 가장 먼저 저궤도 위성 통신망 사업을 시작한 기업은 영국의 원웹(OneWeb)이었다. 원웹은 2012년에 출범해 고도 1,000km 내외의 지구 저궤도에 소형 인공위성 600여 개를 띄워 위성망을 연결하고, 전 세계 어디에서나 초고속 인터넷 서비스를 제공할 것이라고 밝혔다. 그렇게 2020년까지 저궤도 통신위성 74개를 성공적으로 발사했다. 그림 2. 원웹의 우주 인터넷 위성 'KLS01-0007'의 모델. 출처: Flickr/NASA Kennedy 하지만 원웹은 자금난을 겪어 2020년 3월 미국 법원에 파산 보호 신청을 했다. 다행히 인도 통신기업과 손잡은 영국 정부가 10억 달러에 기업을 인수한 덕에 위기에서 벗어났다. 이후 추가 투자를 유치하고 전체 618기의 위성을 발사해 통신망을 구축하는 데 성공했다. 2023년 5월 말에는 634개의 위성을 지구 저궤도에 배치했으며, 2023년 말까지 전 세계를 서비스 범위로 구축하는 것을 목표로 사업을 본격화하고 있다. 우리나라의 한화 시스템이 이에 투자하기도 했다. 현재 우주 인터넷 선발주자로 앞서는 기업은 일론 머스크의 스페이스X라 할 수 있다. 2012년 스페이스X는 2019년에 우주 인터넷 위성 ‘스타링크’를 발사해 사업을 시작했고, 2023년 11월 흑자 전환에 성공했다. 10월 말 기준으로 지구 저궤도로 발사된 스타링크 위성 수는 5,376기이며, 이 중 4,982기가 작동 중이다. 또 현재 7개 대륙, 60여 개국에서 이용하고 있고 가입자가 2백만 명을 넘어섰다. 2024년에는 한국에서도 서비스될 예정이며, 계속해서 가입자 수가 늘고 있어 우주 인터넷 사업이 전환점에 도달했다고 볼 수 있다. 일론 머스크는 2030년까지 위성을 4만 기 이상 발사해 전 세계 어디서나 초고속 인터넷 서비스를 이용할 수 있게 만들겠다고 공언했다. 그림 3. 스페이스X의 우주 인터넷 위성 스타링크를 실은 로켓이 발사되는 모습. 출처: Flickr/SpaceX 이에 아마존의 베이조스가 도전장을 내밀었다. 우주 인터넷을 구축하는 사업, ‘카이퍼 프로젝트’를 본격적으로 추진하겠다는 것이다. 2023년 11월 6일 아마존은 미국 플로리다주 케이프커내버럴의 케네디 우주센터에서 ‘카이퍼 프로젝트’의 시험 위성 2기를 발사해 지구 상공 500㎞ 저궤도에 성공적으로 배치했다. 아마존은 2029년까지 인공위성 3,236기를 배치하겠다는 목표를 세웠다. 아마존과 스페이스X는 아마존은 우주 인터넷에 있어 숙명의 라이벌이 되었다. 아마존은 스타링크보다 경쟁에서 우위에 서기 위해 우주 인터넷을 이용하는 비용을 저렴하게 낮출 계획이다. 스타링크가 제공하는 인터넷 서비스를 쓰려면 안테나와 모뎀 같은 단말기를 약 600달러의 비용을 지불하고 구매해야 하며 월 통신료는 120달러다. 아마존은 단말기 가격을 400달러 수준으로 책정했으며 정확한 월 사용료는 아직 제시하지 않았지만 120달러 아래가 될 것이며 기존의 아마존 배송 서비스와 결합해 시장을 장악해 나갈 계획이다. 이 두 기업을 필두로 우주 인터넷 사업 경쟁은 치열해질 전망이다. 우주 인터넷의 그림자인 ‘우주 쓰레기’ 대비해야 우주 인터넷 사업이 경쟁으로 치달으면 해결해야 할 문제도 있다. 너무 많은 위성이 난립하여 발생할 수 있는 우주 쓰레기다. 고장 나거나 통제에 실패한 위성은 사라지지 않고 우주 쓰레기로 떠돌아다니거나 다른 위성과 충돌할 수 있다. 실제로 스타링크 위성이 유럽 우주국의 위성과 충돌할 위기가 있었고 중국의 톈궁 우주정거장이 스타링크 위성과 부딪힐 뻔해 회피 기동하는 사건이 벌어지기도 했다. 유럽우주국(ESA)에 따르면 인류는 2022년 6월 기준 위성을 포함해 물체 5만 6,500여 개를 우주로 쏘아올랐다. 이 중 2만8160개가 우주 쓰레기로 남아있다고. 더 큰 문제는 이러한 우주 쓰레기를 모두 추적하지 못하고 있다는 것이다. 우주 쓰레기 데이터는 양도 부족한데다 데이터를 공유하는 플랫폼이 없다. 미국 하버드대 천문학자 조나단 맥도웰은 “우주 공간은 매우 혼잡하기에 충돌을 피하려면 정지 궤도에 죽은 위성이 없도록 철저히 관리해야 한다”고 강조했다. 우주 인터넷 위성이 이런 문제들을 슬기롭게 헤쳐 나갈 수 있다면 소외당하는 지역의 사람들이 저렴한 가격으로 통신할 수 있게 될 것이다. 진정으로 모두를 위한 인터넷이 실현될 날이 곧 오기를 기대한다. 글: 권오현 과학칼럼니스트/일러스트: 이명헌 작가 ▼ KISTI의 과학향기의 다른 과학 이야기가 궁금하다면? ▼
  • 우리나라 축산농가와 방역 당국에 비상이 걸렸다. 지난 10월 19일, 충남 서산 부석면 한우 농장에서 국내 최초로 소 럼피스킨이 발생했기 때문이다. 럼피스킨은 얼마 안 가 경기, 인천, 충북, 강원, 전북 등 전국으로 퍼져나갔으며, 11월 8일 기준으로 총 85개 농가가 양성으로 확진됐다.
  • 전 세계 고양이들은 어김없이 본능적으로 참치에 끌린다. 고양이는 1만 년 전 중동의 사막에서 진화했다고 알려졌는데, 왜 바다에서 나는 참치에 끌리는 걸까.
  • 노벨상 수상자가 발표되기 1~2주 전, 이그노벨상 시상식이 매년 이뤄지곤 한다. 이그노벨상(Ig Nobel Prizes)은 미국의 유머 과학 잡지 ‘있을 법하지 않은 연구 연감(Annals of Improbable Research)’이 제정해 1991년부터 수여하는 상이다. ‘불명예스러운’이라는 뜻의 ‘ignoble’과 노벨(Nobel)을 합친 이름에서 알 수 있듯 노벨상에 대한 패러디이다.
  • 달 남극이 화두에 오른 이유와 주요국들의 달 남극 탐사 도전 일대기에 대해 알아보자.
  • 마라톤 풀코스 완주 2시간을 돌파하려면 어떤 조건이 필요할까. 신기록을 세우기 위해 과학이 어떤 도움을 줄 수 있을지 알아보자.
  • 1 'We will rock you' 'Bohemian rhapsody' 'Somebody to love' 등 숱한 히트곡으로 유명한 록밴드 퀸(Queen)은 음악뿐만 아니라 공부까지 잘한 ‘엄친아(엄마 친구 아들)’ 밴드였다. 세상을 떠났지만, 전설로 남은 보컬 프레디 머큐리는 일링예술대학교에서 그래픽 디자인을 전공했다 드러머 로저 테일러는 퀸 메리 런던 대학교에서 치의학을, 베이시스트 존 디콘은 킹스 칼리지 런던에서 전기 전자공학을 마쳤다. 모두 각 분야에서 알아주는 명문대들이다. 하지만 이들 중 최고는 단연 기타리스트 브라이언 메이다. 브라이언 메이는 작곡, 연주, 보컬까지 능한 멀티플레이어다. 심지어 아버지와 함께 기타 ‘레드 스페셜’을 직접 만들어 사용하기도 했다. 동시에 그는 임페리얼 칼리지 런던에서 천체물리학을 전공한 과학자이기도 했다. 음악성과 손재주는 물론, 과학적 소양까지 갖춘 ‘팔방미인’이라 할 수 있겠다. 이런 브라이언 메이의 과학적 소양은 숨겨진 명곡 <’39>에서 잘 드러난다. 환경 변화로 위기에 빠진 지구에서 새로운 행성을 찾아 떠난 탐사대가 1년 만에 돌아왔다는 노래다. 희망찬 소식을 품고 온 탐사대는 곧 깊은 절망에 빠지게 된다. 상대성 이론에 따른 시간지연 현상으로 지구에선 무려 100년이 지난 것이다. 크리스토퍼 놀란 감독의 영화 <인터스텔라>에서도 비슷한 내용이 전개된 바 있다. <’39>를 통해 과학과 예술을 융합한 브라이언 메이는 바쁜 와중에도 천체물리학에 대한 열정을 잃지 않았다. 2007년 8월에는 37년의 연구 끝에 ‘황도광의 티끌 구름’을 소재로 박사 학위를 받았다. 황도광은 태양의 이동 경로(황도면)를 따라 분포하는 먼지‧입자가 반사하는 빛이다. 그 변화를 분석하면 보다 먼 우주의 천체 분포를 예측할 수 있어 천문학자들이 연구 중인 주제다. 이후 브라이언 메이는 모교인 임페리얼 칼리지 런던의 천문학 연구소에서 객원 연구원으로 활동했다. 2016년엔 화성과 목성 사이 위치한 ‘소행성 17473’에 프레디 머큐리라는 명칭을 붙이자고 제안해 국제천문연맹(IAU)의 승인을 받았다. 2019년에는 우주 탐사선 ‘뉴호라이즌스(New Horizons)’의 업적을 기념해 헌정곡을 발표하기도 했다. 브라이언 메이는 실제 NASA가 진행하는 뉴호라이즌스 명왕성 탐사 임무에 참가했다. 올해에도 브라이언 메이는 과학 이슈로 세간의 이목을 끌었다. 세계 최초로 3차원(3D) 소행성 지도책을 출간한 것이다. 제목은 ‘베누 3-D: 소행성의 구조(Bennu 3-D: Anatomy of an Asteroid)’ 이는 탐사선 ‘오시리스-렉스(OSIRIS-REx)’가 보내온 소행성 베누의 자료를 바탕으로 만들어진 책이다. 브라이언 메이는 단테 로레타, 카리나 A. 베넷 등 천문학자 4인과 함께 당당히 저자로 이름을 올렸다. 놀라운 점은 2020년 내한 공연, 2022년 솔로 2집 재발매 등 음악 활동도 여전히 활발하다는 것이다. 지난 3월에는 음악적 성과와 함께 오랫동안 진행해 온 동물권 향상 활동을 인정받아 기사 작위를 받기도 했다. 예술과 과학. 두 영역에서 재능을 드러낸 이는 많지만, 동시에 성과를 내는 것은 매우 힘들다. 전설적 기타리스트이자 훌륭한 과학자, 두 마리 토끼를 잡은 브라이언 메이야말로 진정한 의미의 ‘르네상스 맨’이라 부를 만하다. ▼ KISTI의 과학향기의 다른 과학 이야기가 궁금하다면? ▼
  • 미국 노스웨스턴대학교와 산타페 연구소 공동 연구팀은 일주기 리듬을 모방하는 수학적 모델을 개발해, 빛과 음식 같은 외부 신호가 시차 피로도에 어떤 영향을 미치는지 ‘카오스(Chaos)’에 발표했다. 시차 피로의 원인과 아침 식사가 시차 적응에 어떻게 도움이 되는지 알아보자.
  • 그런 아레시보 천문대가 지난 8월 14일을 끝으로 문을 닫았다. 2020년 안테나 붕괴에 더해 허리케인과 지진, 팬데믹을 차례로 겪은 천문대는 원래의 위상을 되찾지 못했다. 한때 우주 연구의 첨단에 섰던 아레시보 천문대의 역사를 돌아보며 이곳에서 이루어진 대표적인 연구를 살펴보자.
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