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관련소식 “지도제작부터 핵실험 탐지까지” … 위성의 활용
2008-07-11 15:26:43
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올해 말 우리나라는 “우리가 만든 위성을 우리의 발사체로 우리 땅에서 발사”할 예정이다. 9월, 전남 고흥에 발사대를 설치할 수 있는 ‘나로우주센터’가 완공된다. 12월 말에는 과학기술위성 2호를 소형위성발사체(KSLV-1)로 발사한다. 운용과 관제는 KAIST 인공위성연구센터에서 맡는다.

그렇다면 인공위성을 통해 우리가 실질적으로 얻을 수 있는 정보들은 무엇일까? 지난달 21일 한국항공우주연구원(이하 항우연)에선 ‘08 과학(항공우주) 디플로마 여섯 번째 강연 ’인공위성 자료의 활용‘이 열렸다. 임효숙 항우연 우주응용센터 위성운영실 위성정보처리팀 팀장은 위성자료가 ▲ 지도제작 ▲ 국토모니터링 및 도시계획 ▲ 재해재난 ▲ 기상 ▲ 해양 ▲ 기후변화 등에 활용된다고 말했다.

▲ 인공위성 자료 활용 분야 

위성영상을 이용한 지도제작 공정은 먼저 위성영상을 획득하고 기준점을 획득한다. 그 다음 수치지형도를 제작하고 영상지도를 만든다. 국토와 관련해서는 한반도의 고도분석, 토지피복분류, 3차원 지형분석 등 국토지형 분석에 위성영상을 활용한다. 또한 토지이용 변화분석과 신도시 개발과정 모니터링, 난개발 모니터링, 김 양식장 탐지 및 관리에도 위성자료가 필요하다.

미국 캘리포니아 핵토마인 지역 지진 재해 분석에서도 위성자료는 유용했다. 1999년 10월 16일에는 ERS-2 SAR를 이용해 강도 7.1의 지진에 의한 지표 지각 변화를 관찰했다. 1980년 5월엔 미국 워싱턴주의 세인트 헬렌 화산이 폭발하자 Landsat 위성영상으로 화산폭발 전후 식생 및 지형의 변화를 모니터링했다.

강연에 따르면 테러로 인한 피해지역, 토네이도 피해지역 관찰에서 역시 위성자료는 활용된다. 최근에는 IKONOS(1m 공간해상도)와 Quickbird-2(0.7m 공간해상도) 등 고해상도 상업위성영상의 보급을 기반으로 핵실험 모니터링과 SAR 위성영상을 이용한 핵실험 관련 정밀 탐지 수행을 하고 있다. 인도에서는 1974년 최초 핵실험 이후 1981, 1982, 1995년에 핵실험 징후가 포착돼 CTBT(Comprehensive Test Ban Treaty, 포괄적 핵실험금지조약)을 검증하는 데도 위성영상이 활용됐다.

기상분야에서는 구름정보, 안개탐지, 강우강도, 태풍정보를 파악하는 데 위성자료를 활용한다. 예를 들어 정지위성으로 구해진 적외 · 가시영상에서 태풍정보를 생산하는 드보락 방법을 적용한다. 현재 매 6시간 간격으로 태풍정보를 생산하지만, 우리나라 근처에 접근했을 때는 1시간 간격의 자료를 만들어낸다.

이외에도 임 팀장은 인공위성을 이용한 자연재해 모니터링 국제협력 프로그램인 UN SPIDER(The United Nations The United Nations Platform for Space-based Information for Disaster Management and Emergency Response), Sentinel Asia, GMES(GLOBAL MONITORING of ENVIRONMENT & SECURITY) 등을 소개했다.

오후에는 항우연 우주응용센터 심은섭 센터장의 ‘인공위성 운용기술’에 대한 강연이 이어졌다.

항우연 위성종합관제실은 위성초기 운용과 정상운용을 수행한다. 심 센터장은 현재 아리랑 2호를 운용 중인데 2011년에는 효율적인 관제운용 프로세스를 통해 아리랑 3호(2011년), 5호(2010년), 통신해양기상위성(2009년)을 동시에 운용할 계획이라고 밝혔다.

위성관제 업무는 궤도데이터 생성과 임무계획, 명령계획 등 다음과 같은 절차로 이뤄진다.

▲ 위성관제 업무 절차 

임무란 지구관측 목적을 위해 카메라 작동, 자세기동, 궤도조정, 카메라 조정 작업 등을 수행하는 데 필요한 일련의 작업을 뜻한다. 아리랑 2호는 28일 동안 전 지구 상에 총 409 궤적 생성해 데이터를 전송한다. 2008년 2월까지 총 7천462회 영상을 획득해 1일 평균 18회를 기록했다.

다음으로 정지궤도위성 관제시스템과 우주탐사 지상국에 대해 알아봤다. 정지궤도란 지구 표면으로부터 3만5천786km 고도에서 적도 평면 상의 원형궤도로 지구자전주기와 동일한 속도로 지구 둘레를 공전하는 궤도를 말한다. 심 센터장에 따르면 현재 약 250여 개 이상의 정지궤도가 운영되고 있다. 정지궤도는 통신 및 방송 위성과 기상 위성을 통해 24시간 서비스 및 관측에 활용된다.

▲ 항우연 위성종합관제실 
현재 우리나라는 KT에서 무궁화위성 1, 2, 3, 5호를 운영 중이다. 무궁화위성 1호는 2005년에 종료됐다. 현재 용인과 대전에서 관제역할을 하고 있다. 무궁화위성 지상국은 ▲ MAS(Mission Analysis Software) : 궤도 해석, 기동 계획, 위성 성능 모니터링 ▲ CRT(Command, Range and Telemetry) : 원격명령 전송, 원격측정데이터 수신, 거리측정(Ranging) ▲ RTS(Real-Time Software) : 원격측정데이터 처리, 위성 데이터 수집 ▲ SANE(S/C Authentication Number Evaluator) : 원격명령 암호화 ▲ Static & Dynamic Simulator : 위성 시뮬레이션, 이상상태 분석, 운영자 교육 ▲ Workstation Display Software : 위성 제어 및 모니터링을 위한 운영자 인터페이스 제공 ▲ C&M (Control and Monitoring)으로 구성됐다.

또한 강연에서는 2009년에 발사될 통신해양기상위성의 임무와 지상국 시스템 구성과, 태양계 및 우주탐사를 위한 미국의 국제적인 안테나 네트워크인 DSN(Deep Space Network)에 대한 내용이 소개됐다.

저작권자 2008.07.11 ⓒ ScienceTimes