지구를 보는 눈! 인공위성을 체계적으로 관리합니다

저게 인공위성인가?별이였으면 좋겠다. -악동뮤지션<작은별>-

밤하늘의 수많은 별

밤하늘을 바라보며 빛나는 별을 찾고 있었고, 이런 것을 생각한 적이 있습니까?”저것은 별인지, 인공 위성인지”가수 악동 뮤지션의< 작은 별>의 가사에도 별과 인공 위성을 혼동하는 듯한 가사가 있습니다.현재까지 우주로 발사된 인공 위성은 1만대 이상에서 별과 혼동될 정도로 많습니다.인공 위성의 위치를 실시간으로 볼 수 있는 사이트(https://spaceaware.io/)로 현재의 인공 위성을 조사한 결과 정말 많은 위성이 지구를 덮고 있어요.녹색의 점은 실제로 기능하고 있는 인공 위성, 오렌지 색은 기능이 정지된 위성, 빨간 색은 로켓의 파편, 회색은 폐기된 위성을 의미한다는 것입니다.이처럼 지구를 둘러싼 많은 위성은 각각의 기능으로 우리의 생활을 편리하게 대해 주십니다.이들 대부분의 위성은 어떻게 쓰이고 관리하는 것인가요?실시간 인공위성 위치 ⓒⓒhttps://spaceaware.io/인공위성이란 무엇일까?위성(Satellite)이란 큰 질량을 가진 물체 주위를 도는 작은 질량의 물체를 말합니다. 지구 주위를 돌고 있는 달이 위성의 예입니다. 인공위성(Artificial Satellite)은 사람이 특수한 목적을 달성하기 위해 지구 주변을 돌도록 만든 물체입니다. 또한 다른 행성을 탐사할 목적으로 지구에서 멀리 떨어진 위성도 인공위성에 포함됩니다. 인공위성에는 여러 종류가 있습니다만, 각각의 위성에 대해 살펴봅시다?인공 위성의 분류① 지구 관측 위성 지구 관측 위성은 지구 상공의 궤도에서 지구 표면 대기 해양 등을 관측하는 위성의 일입니다.고해상도 카메라와 레이더, 적외선 카메라 같은 장비를 갖고 있었고, 우주에서 지구의 사진을 찍어 보냅니다.이로써 1)대기 습도 및 온도 측정, 구름의 형태량 및 상층부 온도 측정, 오존 측정 등의 대기 관측 업무, 2)지표면 온도 측정, 반사율 및 지구 반사율 측정, 지도 제작 및 도시 계획 등의 육지 관측 업무, 3)해양 색 및 해양 생태 관측, 해양풍 관측 등 해양 관측 업무, 4)빙하층 관측, 해양 빙하 특성 관측 등의 눈 및 빙하 관측 업무, 5)지구 중력 및 자기 분포 측정 업무 등을 수행합니다.② 항법 위성 항법 위성은 우리가 흔히 GPS(Global Positioning System)으로 알고 있는 위성 항법 시스템을 사용한 위성이 대부분입니다.위성 항법 시스템은 위성을 통해서 위치(Positioning)및 항법(Navigation)시각(Timing)정보(통칭 PNT정보)를 제공하는 시스템입니다.주로 위치 정보를 지상에 송신하는 역할을 합니다.이때 정확한 위치 정보를 얻기 위해서 복수의 위성을 이용하는데 1개의 위성보다 2개 이상의 위성에서 보내온 위치 정보를 비교했을 때 보다 정확한 위치가 알기 때문입니다.한국도 2035년을 목표로 제3차 우주 개발 진흥 기본 계획에 의거, 한국형 위성 항법 시스템(KPS)을 구축할 예정입니다.③ 통신 위성 통신 위성은 우리를 실시간으로 세계와 연결하는 역할을 합니다.올해 카타르에서 열리는 월드컵 경기를 실시간으로 볼 수 있는 이유도 이 통신 위성의 덕분이에요.통신 위성은 지상 통신국에서 신호를 받고 다른 통신사에 전달하는 역할을 합니다.각 통신 위성은 결정된 영역의 신호를 전담하는 방식으로 운영됩니다.통신 위성은 적도 상공 약 36,000킬로미터의 정지 궤도를 비행하는 정지 위성과 기타의 고도를 비행하는 이동 위성이 있습니다.정지 궤도는 실제로 위성이 정지하는 것이 아니라 지구의 자전 속도와 같은 속도로 적도와 함께 지구를 공전하고 지상에서 봤을 때 같은 장소에서 움직일 수 없는 궤도를 의미합니다.④ 기상 위성 기상 위성은 이름 그대로 기상 관측을 목적으로 지구 탐사에 쓰이는 인공 위성입니다.날씨 정보와 함께 허리케인, 홍수, 산불, 해일 등의 재해 정보를 제공하고 피해를 예방하는 데도 이용합니다.이런 날씨 정보를 획득하기 위해서 수증기량, 기압 등의 기상 정보를 측정할 수 있는 탑재체가 있어요.지구의 광범위한 구역의 기상 상황을 획득하는 것이 목적이므로 주로 높은 고도와 정지 궤도에 위치합니다.지구와 인공 위성 연결!우리는 그 높은 우주 공간에 떠오르고 있는 인공 위성이 수집한 정보를 어떻게 이용할 수 있을까요?정답은 “전파”입니다.전파는 전자기파의 약어로 전기장과 자기장으로 구성된 파동입니다.눈에 보이지 않고 만져지지도 못하지만, 통신부터 전자 레인지까지 사용되는 우리의 생활에 꼭 필요한 존재입니다.주파수는 1초에 진동하는 수의 일입니다.진동 횟수가 1초에 1회라면 1Hz(헤르츠), 50회라면 50Hz(헤르츠), 200회라면 200Hz(헤르츠)이라고 합니다.주파수의 표시 단위는 Hz(헤르츠)→ KHz(킬로 헤르츠)→ MHz(메가 헤르츠)→ GHz(기가 헤르츠)→ THz(테라헤르츠)의 순 있지만 각 단위는 1000배 차이가 있습니다.주파수의 세기에 따라서 그 이름과 용도가 다르지만, 위성 통신에서는 주로 3GHz~3THz의 범위를 갖는다”마이크로파”를 이용합니다.마이크로파는 주파수가 높아서 많은 정보를 전달할 수 있고, 텔레비전 중계로도 많이 이용됩니다.위성 통신의 모식도위성 통신에는 3가지 소지품이 필요합니다.지구에 설치된 기지국, 정보를 수집할 수 있는 인공 위성, 전파입니다.서로의 상호 작용을 통해서 정보를 편리하게 전달할 수 있습니다.인공 위성에서 보내는 전파를 지구의 기지국에서 받는 여러가지 정보를 얻어요.특히 지구에서 멀리 떨어진 기지국 간에 통신을 하는 경우, 전파는 하나의 기지국에서 인공 위성을 거쳐서 다른 기지국에 도착할 것입니다.이를 위성 통신이라고 합니다.인공 위성과 지구 사이에는 대기권라는 지구를 둘러싼 큰 장애물이 있습니다.대기권을 전파가 통과할 경우, 대기권에서 흡수와 반사가 일어날 수 있습니다.이를 막기 위해서, 반사가 적은 주파수를 이용합니다.기지국에서 인공 위성에 전파를 보내는 경우에는 주로 5.9GHz~6.4GHz와 14.0GHz~14.5GHz대역의 전파를 이용하고 인공 위성 기지국에 전파를 보내려면 3.7GHz~4.2GHz와 11.7GHz~12.2GHz대역의 전파를 이용합니다.이는 전술한 마이크로파에 해당됩니다.현재 지구상에서는 수많은 기지국이 수많은 위성을 사용하기 때문에 같은 주파수를 사용하는 경우 서로 영향을 미치는 “간섭”현상이 일어나게 됩니다.그 때문에 위성 통신의 경우 다른 주파수를 사용하는 전파의 간섭을 막고 원거리 통신을 가능하게 합니다.인공 위성, 이제는 한번에 관리하라!국가 위성 운영 센터우리나라 최초의 인공위성은 1992년에 발사된 ‘우리별 1호’입니다. 인공위성 역사의 시작이 올해로 30주년이 되었습니다. 우리별 1호 이후 2022년 기준 대한민국 이름으로 발사한 위성은 24개, 현재까지 운영 중인 위성은 16개입니다. 한국의 위성을 효율적으로 관리할 수 있는 ‘국가위성운영센터’가 제주도에 문을 연다고 합니다. 올해 다목적 실용위성 3·3A호 운영을 시작했고, 내년부터는 현재 가동 중인 국가 저궤도 위성 운영을 시작할 예정입니다. 앞으로 추가로 개발될 국가 저궤도 위성도 국가위성운영센터가 담당하게 됩니다. 향후 개발될 새로운 위성을 현재의 한국항공우주연구원의 대전 본원 시설에서는 받아들일 수 없는 문제가 있기 때문에 새로운 위성 센터를 구축했습니다.국가위성통합운영센터에 설치된 위성관제실 ⓒ한국항공우주연구원과학 기술 정보 통신부는 “국가 위성 운영 센터”의 위성 운영을 위한 장비 및 시설 구축을 담당하는 이는 부처 협력 사업으로 합동 운영됩니다.내년부터 본격적인 운영이 시작되고 보다 효율적이고 안정된 국가 위성 운영이 가능할 것으로 예상됩니다.위성 관제 시설에 머무르지 않고, 위성 화상 검사 보정 시설에서 위성 정보의 품질을 향상시킬 수 있습니다.또 2030년까지 70여의 위성 운영이 예정되어 있어 위성 정보 빅 데이터 센터의 확장으로 기대됩니다.국가 위성의 증가에 의한 다수의 국가 위성을 통합 관리하는 한국의 우주 산업 발전에도 기여할 수 있는 시설이 될 것입니다.그동안 인공 위성이 어떤 것인지, 어떻게 쓰이고 있는지, 앞으로 한국의 인공 위성을 관리하는 “국가 위성 운영 센터”까지 소개했습니다.생각보다 인공 위성의 사용이 보다 다양하다는 사실과 인공 위성의 역사가 그리 길지 않는데도 많은 위성이 사용되고 있다는 점에 놀랐습니다.”국가 위성 운영 센터”에서 국가 차원의 통합적 관리로 더욱 발전하는 인공 위성 기술과 한국의 우주 산업의 미래를 함께 응원합시다!과학기술정보통신부에서는 ‘국가위성운영센터’의 위성운영을 위한 장비 및 시설 구축을 담당하며, 이는 부서협력사업으로 합동 운영됩니다. 내년부터 본격적인 운영이 시작되어 보다 효율적이고 안정적인 국가 위성 운영이 가능할 것으로 예상됩니다. 위성의 관제 시설에 머무르지 않고, 위성 화상 검보정 시설로 위성 정보의 품질을 향상시킬 수 있습니다. 또한 2030년까지 70여 개의 위성 운영이 예정되어 있어 위성정보 빅데이터 센터로의 확장을 기대할 수 있습니다. 국가위성의 증가로 다수의 국가위성을 통합적으로 관리하여 우리나라 우주산업 발전에도 기여할 수 있는 시설이 될 것입니다.지금까지 인공위성이 어떤 것인지, 어떻게 사용되고 있는지 앞으로 한국의 인공위성을 관리할 ‘국가위성운영센터’까지 소개해드렸습니다. 생각보다 인공위성의 사용이 더 다양하다는 사실과 인공위성의 역사가 그리 길지 않음에도 불구하고 많은 위성이 사용되고 있다는 점에 놀랐습니다. ‘국가위성운영센터’에서 국가적 차원의 통합적인 관리로 더욱 발전하는 인공위성 기술과 한국 우주산업의 미래를 함께 응원합시다!과학기술정보통신부에서는 ‘국가위성운영센터’의 위성운영을 위한 장비 및 시설 구축을 담당하며, 이는 부서협력사업으로 합동 운영됩니다. 내년부터 본격적인 운영이 시작되어 보다 효율적이고 안정적인 국가 위성 운영이 가능할 것으로 예상됩니다. 위성의 관제 시설에 머무르지 않고, 위성 화상 검보정 시설로 위성 정보의 품질을 향상시킬 수 있습니다. 또한 2030년까지 70여 개의 위성 운영이 예정되어 있어 위성정보 빅데이터 센터로의 확장을 기대할 수 있습니다. 국가위성의 증가로 다수의 국가위성을 통합적으로 관리하여 우리나라 우주산업 발전에도 기여할 수 있는 시설이 될 것입니다.지금까지 인공위성이 어떤 것인지, 어떻게 사용되고 있는지 앞으로 한국의 인공위성을 관리할 ‘국가위성운영센터’까지 소개해드렸습니다. 생각보다 인공위성의 사용이 더 다양하다는 사실과 인공위성의 역사가 그리 길지 않음에도 불구하고 많은 위성이 사용되고 있다는 점에 놀랐습니다. ‘국가위성운영센터’에서 국가적 차원의 통합적인 관리로 더욱 발전하는 인공위성 기술과 한국 우주산업의 미래를 함께 응원합시다!