하늘 눈이 당신을 보고 있다

당신은 모르고 있겠지만 누군가가 당신을 관찰하고 있다. 하지만 어깨 너머를 살펴 볼 필요는 없다. 그 관찰자는 920‘킬로미터’나 되는 상공에 있기 때문이다. 당신을 보고 있는 눈은 사람의 눈이 아니라 전자(電子) 눈이다. 그것은 ‘랜드샛’(Landsat)이라 불리우는 인공위성에 장치돼 있다.

사실상, 이 인공위성은 당신보다는 당신 주위의 땅에 더 많은 관심을 가지고 있다. 당신은 농부인가? ‘랜드샛’은 당신이 어떤 작물을 재배하고 있는지 또 그 작물이 얼마나 잘되고 있는지를 말해줄 수 있다. 그 자료는 당신의 수확량을 추정하는 데 사용될 수 있으며, 종종 그런 추정은 90‘퍼센트’의 정확성을 보여 준다. 당신의 땅에서 석유나 ‘우라늄’이 나올 가능성이 있는가? ‘랜드샛’은 그런 질문에 대답하는 데 도움이 되는, 포착키 어려운 지질학적 단서를 탐지해 낼 수 있다.

극(極)에서 극으로

물론 당신이 언제나 관찰되고 있는 것은 아니다. 각 ‘랜드샛’(현재 두대가 있다)은 약 18일에 한번씩 우리의 상공을 똑바로 지나면서 극궤도(極軌道)에서 전자 사진들을 찍는다. 왜 극궤도를 도는가? 거기에는 중요한 이유가 있다.

당신이 인공위성을 타고 지구의 적도 위를 나르고 있다고 하자. 처음 몇번 궤도를 돌고 나면 다소 지루해질 것이다. 광경이 항상 같을 것이기 때문이다. 궤도를 아무리 돌아봐야 밑에 보이는 것이라곤 열대지방뿐일 것이다. 이번에는, 그 대신 극궤도를 돌고 있다고 하자. 당신이 북에서 남으로 여행을 하는 동안 지구는 당신 밑에서 천천히 돌고 있을 것이다. 그러므로 똑같은 궤도를 돌게 되는 일은 결코 없을 것이다! ‘그리이스’의 ‘아테네’를 막 통과하면, 그 다음 궤도에서는 영국 ‘런던’ 위를 지나게 될 것이다. 결국 당신은 지구상 방방곡곡의 조감도를 얻게 될 것이다. 바로 그것이 ‘랜드샛’이 일을 수행하는 데 필요로 하는 것이다.

극궤도는 또 다른 이점도 가지고 있다. 극궤도이기 때문에, ‘랜드샛’ 사진의 태양각은 계절에 따른 점진적인 변화 외에는, 대체로 일정하다. 그런 일관성이 지도를 만드는 데 매우 유익하다.

초기의 성공

‘랜드샛’이 발사된 직후, 과학자들은 그것이 광물을 찾아내고 작물을 식별하는 커다란 잠재력이 있음을 깨달았다. 운항 바로 첫 주간에 ‘랜드샛’ 1호는 ‘캘리포오니아’의 한 지방에서 이전에는 몰랐던 30여 가지의 지질학적 특징을 식별해 냈다. 일찌기 1977년에 ‘랜드샛’은 10억 ‘달러’어치의 석유 매장량을 식별해 낸 것으로 추산되었다!

한편. 작물을 식별하고 수확을 예측하는 일에 ‘랜드샛’ 정보가 사용될 수 있는지 알아 보기 위한 실험적 계획이 진행되고 있었다. 밀에 국한된 특별 연구에서, 수확량이 오래 전에 예측되었는데, 그런 예측들 중 10분의 9이상이 실제 수치의 90‘퍼센트’ 정도 정확함이 판명되었다. 오래지 않아 ‘랜드샛’ 자료를 이용하여 민간 구매자들에게 작물 예보를 해 주는 민간 회사들이 생겨났다.

이런 수확 예보는 저 개발국들에게 특히 중요하다. 그들로 기근의 가능성을 예측하여 조기에 원조 요청을 할 수 있게 하기 때문이다. 그러나 얄궂게도, ‘랜드샛’의 귀중한 정보 중 많은 것을 그런 국가들이 이용하지 못하고 있다. 그 이유는 무엇인가?

기술과 정치

저개발국들에게는 ‘랜드샛’ 자료로 믿을 만한 작물 예보를 하는 데 필요한 ‘컴퓨터’ 체계와 훈련된 전문가 및 돈이 없는 것이다. 이런 국가들이 ‘랜드샛’ 사진들로부터 ‘컴퓨터’력(力)이 아닌 인력(人力)으로 동일한 정보를 얻어 낼 수 있게 하기 위한 기술이 실험 단계에 있다. 그러나 작물 추산에는 그러한 기술이 쓸모가 있겠지만, ‘랜드샛’ 사진들이 광물을 발견하는 데 이용될 때에는 여전히 ‘컴퓨터’ 분석이 필요하다. 이것이 문제를 야기시키고 있다.

저개발국들은 자기네 나라를 찍은 ‘랜드샛’ 사진들로부터 최대의 유익을 얻기 위한 기술 및 ‘컴퓨터’ 인력을 갖추고 있지 못하지만, 다른 측들—커다란 석유 및 광물 회사들은 갖추고 있다. “다수의 이런 회사들은 잘 설비된 영상 분석 연구소들을 보유하고 있는데, 거기서 저개발국의 국토를 찍은 ‘랜드샛’ 사진들이 기계적으로 정밀 조사되고 있다”고 유명한 잡지인 「테크놀러지 리뷰우」지는 말한다. “그리하여 이런 회사들은 저개발국의 자원에 관해 저개발국 자신들보다도 더 많이 알고 있는 상태에서 차용권 협상을 할 수 있게 된다.” 그 결과는 어떠하였는가? “이러한 억울한 상황으로 인하여 유발된 불신감은 어떤 저개발국들로 하여금 산업의 국유화 같은 조치를 취하게 만들었다.”

‘랜드샛’의 해상력(解像力), 즉 ‘랜드샛’ 사진으로부터 얼마나 상세한 정보를 끌어낼 수 있는가 하는 문제에 정치도 끼어 들고 있다.

현재 ‘랜드샛’ 전자 “필름”상의 “입자(粒子)들”의 크기는 약 1‘에이커’, 즉 4,000평방 ‘미터’이다. 그러나 해상도를 크게 개선하는 일은 가능하다. 사실상, 다음 세대의 ‘랜드샛’은 900평방 ‘미터’ 곧 불과 약 4분의 1‘에이커’ 이하의 “입자들”을 갖게 될 것으로 기대된다. ‘프랑스’에서는 40분의 1‘에이커’의 “입자”를 산출할 100평방 ‘미터’의 해상력을 지닌 인공위성을 발사하려는 계획이 진행 중에 있다.

그러나, 이런 고해상도 사진을, 농부나 탐광업자(探鑛業子)가 아닌, 적대국의 정보 기관이 이용한다면 어떻게 될 것인가? “민간 조사 인공위성들에게 어느 수준의 해상력 보유를 허용할 것인지의 문제가 국제 연합 내에서 열띠게 논쟁되어 왔다”고 「테크놀러지 리뷰우」지는 말한다. 어떤 나라들은 ‘랜드샛’ 사진들을 “자국의 천연 자원을 관리하는 데보다도 이웃 나라의 천연 자원을 감시하는 데” 사용해 왔다.

기술과 지혜

인간의 업적을 올바로 사용하지 못하는 것—이것은 인류 역사 수천년을 소급해 올라가는 논쟁점이다. 흥미롭게도, 성서는 바로 이러한 문제에 대해 말하고 있다. 과거 약 4,000년 전 ‘바벨’탑을 건축할 때 그런 문제가 있었다. 비록 그것은 당시의 공학적 경이이기는 했지만, 그것은 분명히 거짓된 종교적 목적으로 오용되고 있었다.—창세 11:5-9.

‘랜드샛’ 같은 지질학적 인공위성의 경우, 유익한 면뿐 아니라 해로운 면으로도 커다란 잠재력이 있다. 투기업자들이 작물 예보 정보를 물품 시장을 교묘히 조종하는 데 사용할 것인가, 아니면 식품을 필요로 하는 사람들을 돕는 데 그런 정보가 사용될 것인가? 광물 조사는 현명한 국가적 자원 정책의 새로운 장을 열어 줄 것인가, 아니면 고급 기술 회사들에게 국제적인 돈벌이의 문을 열어 주게 될 것인가? ‘스파이’ 행위에 대한 두려움으로 인해 장래의 인공위성들의 유용도가 제한을 받게 될 것인가? 이런 질문들에 대한 답에는 인간의 기술보다도 인간의 본성이 더 깊이 관련되어 있을 것이다.

[15면 네모]

짧고 슬픈 ‘시이샛’ 이야기

1978년 6월 미국은 ‘시이샛’(Seasat) A호라 불리우는 야심에 찬 실험 인공 위성을 발사했다. 사물을 보는 데 광파 대신 고해상력 ‘레이더’를 사용한다는 점을 제외하고는 ‘랜드샛’과 비슷한 것이었다. 따라서 ‘시이샛’ A호는 구름의 양에 관계없이 밤낮으로 대양의 상태를 관측할 수 있었다.

“‘시이샛’ A호의 1차 임무 수행 기간은 1년간”이라면서 미 국립 항공 우주국(NASA)은 이렇게 발표했다. “그러나 비행 기간을 2년 더 연장시킬 수 있도록 연료와 다른 소모품류를 충분히 탑재시키고 있는 중이다.” 하지만 계획대로 되지는 않았다.

발사된 지 4개월도 채 못된 10월 9일, 그 인공 위성은 기능이 마비되고 말았다. 커다란 누진적 단락 회로의 희생물이 된 것이다. 이 수백만 ‘달러’짜리 최신식 인공 위성이 실패로 끝난 이유는 무엇이었는가? NASA 조사단은 ‘시이샛’ 기술자들이 너무나 많은 것을 당연시 하였을 것이라고 결론 지었다.

그 조사단은 “합당한 승인없이 한 가지 시험이 철회되었고, 중요한 구성상의 결함이 그 계획 간부진에게 보고되지 않았고, 설계 명세서에 일치시키는 점이 약했고, 비행 관제사들이 자신의 임무와 태세를 적절하게 갖추지 않았음”을 알게 되었다.

기술은 그것을 발휘시키는 책임을 가진 사람들의 노고 정도 이상으로는 작용하지 않는다.

[16면 네모]

우주에서 사진을 찍는 일

‘랜드샛’에 ‘텔레비젼’ ‘카메라’가 장비되어 있기는 하지만 정작 고해상력 사진을 찍는 것은 ‘카메라’가 아니라 다분광 주사기라 불리우는 장치다. 그 장치는 어떻게 작동하는가?

그 인공 위성은 앞뒤로 움직이면서 아래쪽 땅을 한 조각씩 “바라보는” 거울을 한개 갖고 있다 땅에서 올라온 빛은 거울에 반사되어 망원경으로 들어가며, 거기서 그 빛은 네 ‘세트’의 광선 검출기에 초점이 맞추어진다. 이것은 전자식 ‘카메라’ 대용품의 ‘필름’이라 할 수 있다. 네 ‘세트’의 검출기는 각기 다른 종류의 광선에 대해 감광성을 지니고 있다. 하나는 단지 초록색 광선만을 골라 보며 또 다른 하나는 붉은색 광선만을 골라 보고, 그밖의 다른 두개는 각기 다른 주파수의 적외선을 골라 본다.

네대의 검출기는 모두 아래쪽의 동일한 작은 정방형 땅에서 올라오는 빛을 보게 된다. 하지만 각 검출기가 보는 것은 각기 다른 종류의 광선이기 때문에 탐지기들은 각기 다른 반응을 나타낸다. 예를 들어, 물은 적외선을 쉽사리 흡수한다. 따라서 ‘랜드샛’이 아래쪽의 작은 정방형 내의 물을 보게 되면 적외선 검출기들은 보는 일을 별로 많이 하지 않는다. 적외선 검출기로는 물이 검게 보인다. 하지만 초록색 광선 검출기의 경우에는 그렇지 않다! 이 검출기는 물에서 반사되는 다량의 초록색 광선을 보기 때문에, 이것으로 보면 물이 매우 밝게 보인다. 사실상 심지어 그 초록색 검출기를 사용해서 약 20‘미터’ 깊이까지의 수심을 상당히 정확하게 측정할 수도 있다.

면적이 약 1‘에이커’의 이런 작은 정방형들이 ‘랜드샛’이 볼 수 있는 것으로는 가장 작은 것들이다. 그 정방형들은 보통 ‘필름’의 입자에 해당한다. ‘랜드샛’ 사진이 아무리 크게 확대된다 해도 그 해상력은 “픽셀”(Pixel)이라 불리우는 이런 작은 점들에 의하여 제한을 받는다. 각 ‘픽셀’에는, 그것이 찍는 각 파장의 진행 중에 얼마나 밝게 나타나는지를 알려 주는 번호가 있다. 이들 네 가지 번호들은 지문과 같아서 보는 이로 하여금 자기가 보고 있는 것이 호수인지 도시의 거리인지, 아니면 불법적인 ‘마리화나’ 밭인지를 판정할 수 있게 해 준다.

그러므로 ‘랜드샛’이 실제로 “보는” 것은 수자들 뿐이다! 이 수자들을 통해 사람들은 보통 ‘카메라’ ‘스냅’ 사진을 통해 알게 되는 것보다 훨씬 더 많은 것을 알 수 있게 된다.