2018년 발사 기상·환경·해양 24시간 관측… 세계 3대 정지궤도 환경위성 보유국 반열
■ 기상ㆍ해양ㆍ환경 복합위성 시대 연다
(상) 한반도의 '차세대 눈' 정지궤도복합위성
우리나라는 4년여 전인 지난 2010년 6월 27일 오전 6시 41분 '천리안위성'을 성공적으로 발사하면서 정지궤도복합위성 시대를 열었다. 천리안위성은 통신·해양·기상관측을 아우르는 다목적 복합위성으로, 국내 기술로 개발한 최초의 정지궤도복합위성이다.
발사 이후 매일 170장의 기상영상과 8장의 해양영상을 촬영해 지상에 전송함으로써 일기예보의 정확성 향상과 한반도 연안의 기후변화 등 해양감시에서 큰 역할을 담당하고 있다.
항우연 제공
하지만 천리안위성의 임무는 오는 2017년이면 끝난다. 수명이 7년이기 때문이다. 이후에는 천리안위성의 바통을 이어받아 국내 기술을 결합해 개발하고 있는 정지궤도복합위성 2기(2A호, 2B호)가 오는 2018년 각각 우주로 쏘아 올려져 '포스트 천리안위성' 역할을 하게 된다. 24시간 한반도의 기상·해양·환경을 관측·감시하게 될 '만능위성'인 정지궤도복합위성의 중요성과 세계 최초로 미국과 공동 개발하고 있는 환경탑재체 연구개발 현장을 2회에 걸쳐 소개한다.
우리나라는 4년여 전인 지난 2010년 6월 27일 오전 6시 41분 '천리안위성'을 성공적으로 발사하면서 정지궤도복합위성 시대를 열었다. 천리안위성은 통신·해양·기상관측을 아우르는 다목적 복합위성으로, 국내 기술로 개발한 최초의 정지궤도복합위성이다. 발사 이후 매일 170장의 기상영상과 8장의 해양영상을 촬영해 지상에 전송함으로써 일기예보의 정확성 향상과 한반도 연안의 기후변화 등 해양감시에서 큰 역할을 담당하고 있다.
하지만 천리안위성의 임무는 오는 2017년이면 끝난다. 수명이 7년이기 때문이다. 이후에는 천리안위성의 바통을 이어받아 국내 기술을 결합해 개발하고 있는 정지궤도복합위성 2기(2A호, 2B호)가 오는 2018년 각각 우주로 쏘아 올려져 '포스트 천리안위성' 역할을 하게 된다. 24시간 한반도의 기상·해양·환경을 관측·감시하게 될 '만능위성'인 정지궤도복합위성의 중요성과 세계 최초로 미국과 공동 개발하고 있는 환경탑재체 연구개발 현장을 2회에 걸쳐 소개한다.지구 온난화의 영향으로 기상이변이 전 세계적인 문제로 불거지면서 지구촌이 몸살을 앓고 있다. 국지성 폭우와 이상 한파, 폭염 등 이상 기상현상이 속출하면서 기후변화를 정확하고 신속하게 예측해야 하는 필요성이 어느 때보다 높아지고 있다. 여기에 개도국을 중심으로 급속한 산업화로 인한 환경오염이 심각해지면서 환경문제에 대응하기 위한 시스템적 해법의 필요성도 커지고 있다.
◇기상·환경·해양 24시간 관측= 정지궤도복합위성은 이 같은 전 지구적 문제를 불러일으키는 기상, 환경, 해양을 상시 감시·관측하는 데 가장 적합한 위성으로 활용된다. 지구 상공 3만6000㎞의 정지궤도에서 다양한 관측 임무를 수행하도록 설계된 만큼 넓은 영역을 단기간에 관측할 수 있고, 특정 지역에 대한 연속적인 반복 관측이 가능한 게 위성의 특징. 지구의 자전 속도와 같은 속도로 지구 주위를 공전하기 때문에 기상, 환경, 해양 등의 변화를 24시간 감시·관측해 관련 영상을 촬영해 제공해 준다는 점에서 한반도를 지키는 우주공간의 '차세대 눈'이라 할 수 있다.
정지궤도복합위성은 세계 중형급 정지궤도위성의 틈새시장에 진출하기에 적합한 모델이라는 점에서 산업적 가치도 크다. 세계 정지궤도위성 시장은 미국과 유럽을 중심으로 5톤급 모델이 대부분을 차지하고 있지만, 우리 정부와 연구진, 기업이 협업해 개발하고 있는 정지궤도위성은 3.5톤에 달하는 중형위성급이다. 앞으로 늘어날 것으로 예상되는 중형위성 수요를 고려하면 관련 기술 확보를 통해 갈수록 치열해지고 있는 세계 우주시장에 진출할 수 있는 계기가 될 전망이다.
아울러 정지궤도위성은 정형화된 위성모델을 한번 확보하면 후속 위성은 수요에 맞게 탑재체 관련 부분만 수정해 개발할 수 있기 때문에 추가적인 개발비를 들이지 않고도 위성사업을 통해 막대한 부가가치를 만들 수 있어 국내 위성산업을 키우는 토대가 될 것으로 기대된다.
◇'정지궤도위성 강국' 도약한다= 정부는 천리안위성 개발 과정에서 확보한 기술을 바탕으로 정지궤도복합위성 독자 개발과 핵심 기술 자립을 위해 지난 2011년부터 오는 2019년까지 총 6697억원을 투입해 기상·해양·환경관측용 정지궤도복합위성 2기(2A호, 2B호)를 개발하는 사업을 추진하고 있다.
정지궤도위성 2A호는 기상탑재체와 우주기상 탑재체가 실려 '기상관측위성' 임무를 수행한다. 정지궤도위성 2B호는 해양탑재체와 환경탑재체를 활용한 '해양·환경관측위성'으로 발사된다. 해양·환경관측위성은 우리나라가 처음으로 개발에 나서는 것으로, 성공적으로 발사하면 우리나라는 세계 3대 정지궤도 환경위성 보유국 반열에 올라서게 된다.
2A호 발사는 2018년 상반기, 2B호는 2018년 하반기 중으로 예정돼 있다. 두 위성의 수명은 천리안위성(7년)보다 3년 늘어난 10년이며, 위성의 무게는 천리안위성(2.5톤)에 비해 1톤 무거운 3.5톤급이다.
2A호의 임무는 기상 및 우주기상을 관측하기 위한 것으로, 이를 위해 관측채널을 천리안위성(5채널)보다 3배 이상 많은 16채널(가시광선 4채널, 적외선 12채널)로 늘리고, 지구 전체를 관측할 수 있는 전구관측 시간을 30분에서 10분 이내로, 적외선 채널의 해상도를 4㎞에서 2㎞로 두 배 이상 향상시켜 정밀한 관측자료를 제공한다. 이를 통해 기상 관측 및 일기예보의 정확도를 높일 수 있고, 아시아 및 한반도 지역에서 발생하는 기상이변 현상의 감시 및 예측 기능을 한층 개선했다.
2B호는 해양과 환경감시가 주된 역할이다. 특히 초분광영상기를 장착하는 환경탑재체는 미세먼지, 황사오염물질 등이 한반도 및 동아시아 지역에 미치는 영향을 1일 8회에 걸쳐 연속·상시적으로 감시할 수 있어 오염발생 지역을 확인하고 사전에 예보할 수 있도록 해 준다. 또한 해양탑재체는 천리안위성 대비 관측채널 수를 8채널에서 13채널로 늘리고, 공간 해상도를 500m에서 250m로 2배 이상의 높여 한반도 주변의 적조나 녹조 발생상황을 파악하는 등 해양환경을 실시간으로 감시하도록 해 준다. 해양의 이산화탄소 흡수력도 계산해 한반도와 동아시아 지역의 지구온난화 수준과 영향을 분석하는 데 체계적인 데이터를 줄 수 있다.
이상률 한국항공우주연구원 정지궤도복합위성사업단장은 "미래부, 환경부, 해수부, 기상청 등 범부처 협력사업으로 추진하고 있는 정지궤도복합위성 프로젝트를 통해 정지궤도에서 운용될 복합위성을 국내 주도로 개발해 위성 관련 핵심 기술을 자립화하고 독자적인 기상·환경·해양관측 능력을 확보함으로써 세계 정지궤도위성 시장을 선점하는 발판을 마련할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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