[스크랩] [미소풀이] 아리랑 3A호 발사! 대한민국을 비추는 새로운 별이 되다!

[미소풀이] 적외선 센서로 아리랑 3호보다 더 똑똑해진 지구관측위성

아리랑 3A호, 대한민국을 비추는 새로운 별이 되다!

 

 

 

▲아리랑 3A호(출처: 한국항공우주연구원)

“반짝 반짝 작은 별~ 아름답게 비치네.” 유명한 동요 <작은 별>의 노래 가사처럼 캄캄한 밤하늘을 아름답게 수놓은 많은 별들이 있는데요. 그 중에는 지구 주위를 도는 인공위성도 있다는 사실을 알고 계셨나요? 현재 2000여개가 넘는 지구 관측 위성이 태양에서 오는 빛에 반사되어 별처럼 보이기도 한답니다. 그만큼 전 세계적으로 정보통신기술의 발전과 함께 우주에 대한 관심이 커지고, 원격탐사기술이 활발히 개발되어왔다는 뜻이지요. 특히 고해상도 위성영상을 얻기 위해 미국의 NASA, 유럽의 ESA, 일본의 JAXA 등 우주선진국 뿐만 아니라 민간 기업에서도 고해상도 위성을 지속적으로 개발하고 있습니다.

우리나라도 2015년 3월 26일, 고해상도 광학 카메라와 고성능 적외선 센서를 탑재한‘다목적 실용위성 3A호(이하 아리랑 3A호)’를 쏘아 올렸습니다. 아리랑 3A호는 처음으로 민간 기업이 한국항공우주연구원(원장 조광래, 이하 항우연)에서 축적된 기술을 받아 본체 개발을 주도한 위성인데요. 지난 해 10월에 제작ㆍ조립ㆍ시험 완료하여 11월에 러시아의 야스니 발사장에 이송돼 위성기능을 점검했습니다. 그  후, 위성체와 발사체를 결합하는 것부터 발사체 3단에 연료를 주입하는 것까지 철저한 준비를 거쳐 당일 오전 3시 8분경(한국시간 오전 7시 8분경)에 러시아 야스니(Yasny) 발사장에서 발사되었습니다.

 

▲아리랑 3A호 26일 당일에 나올 위성 발사사진

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1992년 우리별 1호 이후 궤도 진입에 실패한 과학기술위성 2호를 포함하면, 이번 아리랑 3A호는 우리나라가 발사하는 13번째 위성이라고 할 수 있는데요. 주관 연구기관인 항우연과 미래창조과학부(장관 최양희)가 2006년부터 8년간 무려 2359억원을 들여서 개발한 실용급 위성입니다. 2012년에 발사된 다목적 실용위성(이하 아리랑 3호)과 설계가 비슷한 쌍둥이 인공위성으로 앞으로 528km 상공에서 지구관측 임무를 수행하게 됩니다. 서울에서 제주도까지의 직선거리보다 약 100km 더 먼 거리라는 것을 감안하면, 짐작만으로도 얼마나 높은 궤도에서 지구를 돌고 있는지 알 수 있겠죠?

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▲아리랑 3A호와 아리랑 3호의 특징 비교

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국내 최초 적외선 관측센서 및 국내 최고 해상도 광학렌즈를 탑재하였다는 점에서 현재 운용중인 아리랑 3호보다 더 똑똑해졌다고 할 수 있습니다. 아리랑 3A호는 현재 운용 중인 다목적 실용위성 2호, 3호, 5호와 더불어 앞으로 4년간의 임무 기간 동안 주·야간 광학·적외선 영상을 수집하여 지리정보시스템 구축, 환경·농업·해양분야 정밀 영상, 국가 재난 환경 감시 등에 활용될 것입니다.

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국내 최초 고성능 적외선 센서 탑재
적외선 센서를 추가 장착해 열을 감지하여 야간에도 영상을 관측할 수 있다는 점이 아리랑 3A호의 신기능입니다. 이 기능을 통해 낮과 밤에도 현재 운용 중인 광학위성(다목적실용위성 2ㆍ3호), 영상레이더위성(다목적 실용위성 5호)과 더불어 지형정보기술, 산불탐지, 화산활동 감시, 폐수 방류 감시, 홍수 분석, 열섬현상 분석 등의 환경감시 역할을 추가적으로 수행할 수 있습니다. 특히 열추적으로 지상에서 이동하는 차량이나 항공기 이착륙 등도 탐지할 수 있어 국가 안전 분야에도 활용할 수 있습니다.

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▲ BIRD* 위성 LA 화재 관측 이미지
(출처 : 독일 항공우주연구소, 중적외선(MIR, 3.2㎛~4.2㎛) 탑재체의 Hot Spot 이미지)

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뿐만 아니라 위의 그림과 같이 화재나 화산 활동과 같은 고온 현상을 식별하고 관찰하여 위기 상황에 대처하는 등 지구를 지키는 데에도 적외선 기능이 중요한 역할을 합니다. 햇빛에 관측을 의존해야 했던 이전과는 달리, 이번 아리랑 3A호를 통해서는 밤낮 구분 없이 각종 자연 재해와 지구온난화로 인한 환경 문제들에 대한 실시간 정보를 얻을 수 있기 때문입니다.

국내 최고 고해상도 광학 센서 탑재

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▲해상도에 따른 인공위성 촬영 영상(출처 : Satellite imaging cooperation)

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아리랑 3A호는 전자광학카메라를 탑재해 길 위의 사람은 물론이고 강아지도 구별할 수 있는 수준의 55cm급 해상도를 가지고 있습니다. 해상도란 어느 길이를 가진 물체까지 식별해낼 수 있는지를 말하는 데요. 해상도 값이 작을수록 고해상도이고 훨씬 더 상세한 정보를 얻을 수 있습니다. 우리나라에 세계 4번째 서브미터급(가로와 세로 각 1m인 물체도 파악하는 정도) 위성 보유국의 영광을 안겨줬던 아리랑 3호는 해상도가 약 70cm 정도였는데, 이번 아리랑 3A호가 길이로는 30%, 면적으로는 60%이상 정교해진 것입니다. 국내 최고의 해상도를 가진 위성이며, 세계적으로도 이보다 좋은 해상도를 가진 민간 위성은 손에 꼽을 정도라고 합니다.

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그 이유는 아리랑 3A호에 탑재된 카메라와 같은 고성능 탑재체(인공위성 내부에 위치해 있으면서 부여된 임무를 실제적으로 수행하는 개체)를 개발하는 과정 자체가 매우 까다롭기 때문인데요. 반사경 등 광학계를 조립할 때는 사람 머리카락의 5000분의 1 이상의 초정밀기술이 필요하고, 사람의 움직임이나 건물 주변 자동차의 이동이 만들어 내는 매우 미세한 진동에 의해서도 성능 측정에 오류가 발생할 수 있습니다. 또, 이렇게 민감한 장치가 수십 배의 중력이 가중되는 발사 환경과 우주공간에서의 진공 및 백도이상의 온도 차이를 견디며 3~7년 운용되도록 만들어져야 합니다. 이러한 기술력이 있어야하기 때문에 현재 미국ㆍ러시아ㆍ프랑스 등 몇몇 국가만이 아리랑 3A호의 카메라와 같은 수준의 최첨단 인공위성 전자광학카메라 기술을 갖고 있습니다. 이 정도면 자부심 가질 만도 하겠죠?^^

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우리나라는 지구관측위성 분야에서 지금까지 비교적 빠른 속도로 큰 발전을 이루어 왔습니다. 1999년 해상도 6.6m급의 아리랑 1호를 발사한 이래 7년만인 2006년 광학 카메라의 성능이 무려 40배 좋아진 아리랑 2호를 발사했고, 다시 6년 만에 2호보다 관측 성능이 두 배 좋은 아리랑 3호를 발사했습니다. 이후 다양한 지구관측 위성개발을 추진해 세계적으로도 인정받는 성과를 얻어, 2015년 현재 우리나라는 공간해상도 70㎝급의 광학위성 등 저궤도 관측위성과 기상 해양 관측을 위한 정지궤도위성인 천리안 위성을 동시에 운영하고 있으며, 공간해상도 50cm급의 새로운 지구관측위성인 아리랑 3A호까지 쏘아 올렸습니다.

 

▲아리랑 2호, 3호 5호의 비교(출처:한국항공우주연구원)

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뒤늦게 우주 개발에 뛰어든 우리나라가 이토록 비약적인 발전을 할 수 있었던 데에는 산업 전반의 기술 혁신과 더불어 우수한 과학기술 인재들의 밤낮을 가리지 않는 성실성, 그리고 정부의 지속적인 관심과 지원이 큰 역할을 했습니다. 물론 아리랑 1호와 2호는 외국으로부터 기술이전을 받거나 해외 산업체와 공동개발을 했지만, 아리랑 3호부터는 국내기술로 개발하였으며 선진국의 고성능 위성에 견주어 손색이 없는 기술을 갖추어왔습니다.

특히 아리랑 3A호를 도입하면서 광학, 레이더, 적외선의 세 가지 방식으로 지구관측을 실시하여 다양한 유형의 영상을 획득하는 것이 가능해졌는데요. 이번 아리랑 3A호의 성공을 통해서 우리나라가 우주 선진국 문턱에 좀 더 가까이 왔다고 해도 틀린 말은 아닙니다.  우리 민족의 멋과 얼을 담아서 이름 붙인‘아리랑 인공위성 시리즈’처럼, 이제는 이름뿐만 아니라 우리의 우주개발 기술도 아리랑 고개를 넘어서 우주 강국으로 도약하는 모습을 기대해도 좋을 것입니다.

   

 

▲국가 우주 개발 로드맵(출처:한국항공우주연구원)

[아리랑 3A호 CG 영상]​

 

 

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출처 : 미래창조과학부

글쓴이 : 미래창조과학부 원글보기

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