글쓴이 : SOONDORI
아래 <아폴로 통합형 S-밴드 기술 설명, 1965년의 컨퍼런스 자료>는, 1960년대의 NASA가 어떻게 38만Km 떨어진 곳과 통신하였는지를 소개하는 문서이다.
* 문서 : NASA 아폴로 통합 S-BAND 통신시스템 기술 설명 자료 (출처 : https://www.nasa.gov)
그안에서 단맛나는 몇 가지만 꺼내서 정리함.
○ 그들의 <Unified S-Band> 통신에 있어서, 참으로 그럴듯한 모습의 아래 <아폴로 블록 2 장치>가 핵심 역할을 했다. 그리고 구현 작업에 통신 강자 모토롤라가 개입하였다고 하고. 역쒸~!
(일반적인 개발 회사가 쓰는 상용 칩은 도저히 견딜 수 없는) 동작 온도 -170도~+120도, 이득 31dBi인 25.9m 주 안테나 + 보조 9.1m 안테나, 주 안테나 RF 출력 20W, 457mm × 279 × 178, 29.5kg.
(출처 : https://apollo11space.com/the-apollo-s-band-transponder/#google_vignette)
○ 위 통신 장치는, 항공관제나 레이더용으로도 쓰이는 2Ghz S-Band 대역을 이용하여 어떤 복합 전파를 송/수신한다.
(▲ 모든 것을 한방에 설명해 주는 그림 자료. PCM = Pulse Code Modulation || DCS = Digital Communication System의 약어로 PCM을 포괄하는 상위 개념. PCM 외 ASK(Amplitude Shift Keying), FSK(Frequency Shift Keying), PSK(Phase Shift Keying), QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 등이 있다. || PM Coherent Carrier = 펄스 변조 위상 동기화 캐리어. 수신 신호 위상과 로컬 OSC 위상을 일치시키는 작용)
복합 전파에는 음성과 영상과 원격 제어 명령, 거리 측정 등 다양한 요소 항목이 들어간다. (그런 점에서 Unified 단어 사용이 타당함)
○ 더불어 지구가 동그란 공이기 때문에 필연적인, ‘글로벌 시스템 통합’이 시도되었는데… NASA 관제실의 커다란 전광판에 우주선의 현재 위치를 표시하기 위해 USB 송/수신 안테나 네크워크를 구축하였으니, NASA가 <Unified>를 강조하는 것은 너무, 너무 당연하다.
○ 상상해 보면, 1) 우주선과 지구의 이격 거리와, 2) )지구와 달의 위치를 고정 변수로 놓고) 우주선이 지구 기준 몇 도 위치에 있는지만 확인하면 된다.물론, 3차원으로.
1) 그러면 먼저, 트레킹용 도플러 신호의 취급은?
“… USB 시스템은, 단일 안테나의 빔폭 안에 있는 두 우주선(=착륙선과 달 주위를 빙빙 도는 사령선)을 추적하고 통신 데이터를 제공하는 기능을 갖추고 있습니다. 추적/통신의 기본 모드는 PM 모드입니다. 이것을 위해 5Mhz 이격 된 두 세트 주파수가 사용됩니다. USB 시스템은 이런 기본 통신 모드 외에도 두 개의 다른 주파수로 데이터를 수신할 수 있는 기능도 갖추고 있고, 주로 우주선에서 FM 데이터를 전송하는 데 사용됩니다…”
도플러 효과에 기대어 계측하려면 (우주선이든 지구 위에서든) 두 개 이상의 안테나와 각각에 맞는 스펙트럼의 주파수가 필요하다.
(▲ 빛의 속도로 날아가는 전파로도 1초 이상이 소요되는 우주 공간에 있기 때문에, 수집 USB 신호에서 수 mS, 수 uS, 수 nS, 수 pS, 수 fS의 시간차(=위상차) 정도는 쉽사리 감지할 수 있었을 것이니… 지독하게 먼 거리가 오히려 득이 되는 상황이 아닌지?)
2) 그것에 세계 이곳저곳, 거대 파라볼라 안테나를 움직이는 서보 시스템의 상태 정보(현재 지향 각도, 안테나 급전부(Feed) 각도, 지구 위 절대 위치 정보 등)까지 가필하면 좋고.
아래에서, <Remote Located>는 원격제어한다는 것이고, 그것은 NASA가 장치의 현재 상태정보를 알고 있다는 뜻과 같다.
