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Advanced Science Division Special Report "Project Cyclops" - sub-project of Project SETI (Search for ExtraTerrestrial Intelligence)
1. 외계 문명을 찾는 것에 있어서는 우주선이나 탐사선을 보내 탐사하는 것보다 신호를 송수신하는 것이 훨씬 비용 면에서 효율적이며, 이는 현재 기술 발전 정도에 따른 판단이 아닌 우주적 물리 법칙에 따른 판단이다.
2. 서로 통신이 가능한 문명 간의 평균 거리에 대한 불확실성이 너무나도 크기 때문에 신호 탐색 시스템은 확장 가능한 시스템이어야 한다. 탐색 시스템은 인접한 항성계의 신호를 탐지할 수 있는 최소한의 시스템에서 시작해 기술의 발전에 따라 외계 문명의 탐지에 성공하거나 새로운 탐색 시스템이 구축되기 전까지 계속 범위를 확장할 수 있어야 한다.
3. 현재 사용 가능한 통신 수단 중에서 마이크로파가 가장 효율적이며, 이는 마이크로파의 송신에 드는 에너지가 가장 적을 뿐만 아니라 수신 시스템의 구축에 드는 비용 또한 가장 적기 때문이다.
4. 마이크로파 대역 중에서 외계 문명 탐지에 가장 좋은 대역은 마이크로파 대역 중 저주파수 대역으로, 약 1 GHz 에서 3 GHz 대역이 이에 해당한다. 이는 해당 대역이 주파수 안정성이 높고 도플러 지수가 낮으며 전파의 방사각이 높고 고주파수 대역보다 수신 시설 구축 비용이 낮기 때문이다.
5. 자연 상태에는 우연하게도 성간 통신에 최적화된 주파수 대역이 존재하는데, 이는 수소의 스펙트럼 선 (1420 MHz)와 하이드록신 라디칼의 스펙트럼 선 (1662 MHz) 사이에 위치한다.
6. 현재 기술 상태로는 1 ~ 3 GHz 대역을 관측할 수 있고 컬렉팅 에리어 (원주율*(지름/2)^2) 가 100제곱 킬로미터 이상인 위상 안테나 배열의 제작이 가능하며, Site-14은 이 규모에 육박하게 확장될 것이다
7. 수 킬로미터의 직경을 가진 안테나 배열이 송신자와 수신자 모두에게 있는 경우 성간 마이크로파 통신이 가능하며 매우 긴 성간 거리의 경우에도 고속 통신이 가능하다. 따라서 두 문명 간의 통신 연결이 확인되었을 경우 매우 빠른 속도로 통신이 가능할 것이다.
8. 신호를 탐색할 때 우리는 신호가 우리에게 직접 올 것이라 기대할 수 없지만 이 가능성 또한 간과할 수 없다. 1000광년 정도의 거리에서 관측할 수 있게 사용되는 장거리 신호기의 경우 한 방향으로 전파를 쏠 것이라 예상되며 매우 고출력 (10의 9승 와트 이상) 일 것으로 예상된다.
9. 신호기의 신호는 원형 편광 신호일 것으로 예상되며 매우 높은 확률로 단색 즉 일정한 주파수 영역에서 반복될 것이다. 스펙트럼 폭은 1 Hz 또는 그 미만일 것이며 신호는 정보를 매우 느리게 운송될 것이며 피탐지 가능성이 낮아지지 않는 방법으로 송신될 것이다. 이 신호에 답변하는 가장 적절한 방법은 신호를 해석하여 알아낼 수 있을 것이다
10. 효과적으로 외계 문명의 신호를 찾아내기 위해서는 신호 대역을 매우 높은 해상도 (1 Hz 미만) 으로 탐색해야 할 것이다. 최근 S.H.I.E.L.D. 첨단과학부는 100 MHz의 주파수 대역을 동시에 0.1 Hz의 해상도로 탐색할 수 있는 데이터 처리 방법을 고안하였으며, 연구가 지속된다면 수 년 이내에 200 MHz까지 동시 탐색 대역을 확장할 수 있을 것이다. 그럴 경우 보고서 1에서 언급된 최적 주파수 대역을 지속적으로 모니터링할 수 있게 될 것이다.
11. 앞서 언급된 방법으로 효과적으로 외계 신호를 탐지할 수 있는 시설 (Site-14의 대규모 개조) 등의 구축을 위해서는 15년간 최소 60억 달러의 예산이 필요할 것으로 예상된다. 이는 15년 안에 외계 문명의 신호의 탐지에 실패하여 계속 탐색 범위를 확장하였을 경우를 상정한 워스트 케이스 시나리오이다. 이 비용의 대부분은 안테나 구조물의 구축에 사용되며, 최대 주파수 제한을 10 GHz 대신 3 GHz로 줄인다면 약 절반의 비용만이 필요할 것으로 추산된다.
12. 이 탐색은 수 년간은 물론 수 세기의 시간이 필요할 수도 있다. 이 프로젝트의 지속을 위해서는 절차를 자동화하는 것뿐만 아니라 지속적인 자금의 조달이 필요하며, 이는 우리 모두가 믿음을 가져야 함을 의미한다. 이 긴 여정이 의미가 있을 것이라는 믿음이, 인류가 성공의 이익을 보기 위해 그 때까지 살아남을 것이라는 믿음이, 그리고 다른 문명들 역시 우리만큼 믿음을 가지고 서로를 찾으려는 노력을 하고 있다는 믿음이 필요하다. 서로를 찾으려고 노력한 최초의 문명들은 자신들의 신호를 발신함과 동시에 신호 수신 노력을 계속해 왔을 것이며, 다른 문명들 역시 같은 절차를 거쳤을 것이다. 그들의 인내는 우리의 신호 탐지에 매우 큰 도움이 될 것이며, 우리의 인내 역시 그들이 우리를 찾을 수 있게 해 줄 것이다.
13. 외계 문명을 찾기 위한 시도는 적법한 과학적 시도이며 이 역시 우주 프로그램의 일부로 실행되어야 한다. 태양계의 탐사는 우주 탐사의 매우 중요한 첫 발짝이었지만 이것이 우리의 궁극적 목표가 되어서는 안 된다.
14. 이 프로젝트에 대해서는 아직도 연구할 주제들이 많이 남아있다. 이 보고서에 제안된 탐색 방법보다도 더욱 효율적인 방법이 있을 수 있기 때문에 이 문제와 탐색 시스템 설계에 더욱 많은 자원이 투입되어야 한다.
15. 마지막으로 프로젝트 사이클롭스와 유사한 시스템들이 세계 곳곳에 설치되어야 지구 전역을 커버할 수 있는 수신 범위와 연속적 신호 수신 등이 이루어질 수 있으며 따라서 이 사안에 대해서는 일정 단계 이상에서는 국제적 협력이 필수적일 것으로 예상된다. 외계 문명을 향한 도전은 한 국가만의 도전이 아닌, 인류 전체의 도전이어야 할 것이다.
S.H.I.E.L.D. 첨단과학부 부장 @@@@ @@@@
Site-1, 트라이스켈리온, 도쿄
당분간 S.H.I.E.L.D.의 특무부대 지출은 별로 많지 않을 것으로 예상되네. 뭐 자금이 필요하면 땡겨올 곳은 꽤 많고 말이야. 프로젝트를 승인하네. Site-14의 대대적 리모델링을 실행할 걸세. 더 기술이 발전되고 시행착오를 겪은 후 완전한 탐색 시스템 모델이 정립되면, 그때 동맹국들에 한해 이 프로젝트를 공개하는 안을 추진하겠네. - S.H.I.E.L.D. 최고 평의회
