발사 2주년 맞은 천리안, 순조롭게 임무 수행 중!
- 매일 기상영상 170여장, 해양영상 8장 지상으로 전송 -


지난 6월 27일! 국내에서 개발된 최초의 정지궤도 실용위성인 천리안이 발사 2주년을 맞이하였습니다! 현재 천리안은 안정적으로 임무를 수행하고 있는데요, 천리안은 기상영상과 해양영상을 촬영할 수 있는 두 대의 고성능 카메라와 국산화에 성공한 광대역 방송통신 중계기를 탑재한 정지궤도 위성으로, 2003년부터 7년의 개발기간을 거쳐 2010년에 발사되었습니다. 이로써 우리나라는 세계 7번째 독자 기상위성 보유국, 세계 최초 정지궤도 해양위성 보유국, 세계 10번째 통신위성 자체 개발국의 지위를 확보하게 된것이죠.

천리안은 발사 이후 목표 위치인 동경 128.2도, 고도 35,800킬로미터 적도 상공에 성공적으로 안착하여, 약 7개월의 운용시험 기간을 거친 후 지난 해 4월부터 기상/해양영상 서비스 및 방송통신서비스를 원활히 제공해오고 있는데요, 한국항공우주연구원에서는 1년 365일 천리안의 위성상태 및 궤도상태를 감시하며 각 기관에서 위성영상을 활용할 수 있도록 위성에 촬영임무명령을 송신하고 있습니다. 이 명령에 따라 천리안은 매일 170여장의 기상영상과 8장의 해양영상을 촬영하여 지상으로 전송하고 있고요.

2011년 제5호 메아리(MEARI)

2011년 제9호 무이파(MUIFA)



또, 기상청 국가기상위성센터에서는 천리안으로부터 받은 기상영상을 지난 2년간 국민 생활에 필수적인 일기예보에 활용하고 국내․외 유관기관에서 활용할 수 있도록 실시간 방송중인데요, 이에 따라 단시간에 발생하는 돌발성 호우나 한반도에 접근하는 태풍의 감시 및 분석능력이 강화되었으며, 항공, 농업, 해양 등 각 분야의 요구사항에 맞는 특화된 형태의 자료를 군기관, 방송국, 재난안전기관 등 19개 유관기관에 제공하여 활용하고 있습니다.

또한 5개국 해외 기상청 등에서 자체적으로 천리안 기상영상 수신시스템을 구축하여 활용하고 있고, 한국국제협력단(KOICA)과 협력하여 스리랑카 기상청에 천리안 기상영상 수신시스템을 지원하여 아시아 태평양지역 기상위성 활용 리더쉽 강화에 힘쓰고 있습니다.

좌측에서부터 한반도 주변 엽록소 분포(‘11.4), 백령도 유빙(‘12.02), 서해안으로 퍼진 녹조(‘11.07)


한편, 국토해양부와 한국해양연구원 해양위성센터에서는 천리안으로부터 실시간 자료를 수신한 후 해양위성자료 활용 극대화를 위해 신뢰성 있는 분석 자료를 생산하고, 한반도 연안 해양환경 감시 및 연구 등에 활용 중인데요, 정지궤도 해양위성 종주국으로써 NASA, ESA, JAXA를 비롯한 세계 39개국의 사용자에게 다양한 자료를 제공하고 검·보정 표준화 및 활용 신기술 개발 연구를 추진하며, 세계 최초로 독자 개발한 천리안 해양자료처리시스템(S/W)을 제공하여 국내외 연구자들이 활발한 연구를 수행하도록 지원하고 있습니다.

해양재해 발견 시에는 국립해양조사원, 해경, 해군 등 관련기관에 즉시 통보하여 자연 재해/재난에 조기 대응하도록 하고 있으며, 향후 해양위성자료의 현업 활용을 강화하기 위해 수치모델과 연계하여 어장정보, 해양이변 감시 등 실생활에 필요한 해양예측자료를 생산할 예정입니다.

여수EXPO 주제관(좌),해양베스트관(우)에 전시된 천리안 해양관측위성


방송통신위원회와 ETRI는 순수 국내기술로 개발된 천리안 통신 탑재체를 활용하여 그동안 이용되지 않았던 Ka대역(상향 29.6∼30㎓, 하향 19.8∼20.2㎓)의 주파수 이용 및 전송기술 검증시험을 2년에 걸쳐 실시해오고 있습니다. 

정부부처, 공공기관, 산업체, 대학 등 8개 기관을 통한 기술검증 결과, 강우에 따른 전파신호 감쇠정도, 기상정보 및 재난 재해 정보전달, 영상정보 전달 등에서 만족할 만한 결과를 얻고 있는데요, 방통위와 ETRI는 천리안 발사 2주년을 기념하는 워크숍을 6월 27일 국내 위성 전문가, 일반인 등 100여 명을 대상으로 국립전파연구원(서울, 용산, 원효로 소재)에서 개최하여 천리안 통신 위성 활용 현황, 공공서비스 활용결과와 기술검증 활용결과를 발표하였습니다.
  ※ 활용기관(8): 소방방재청, 기상청, KBS, 스카이라이프, KT, 한세, 나노트로닉스, 넷커스터마이즈

천리안은 앞으로 남은 5년의 임무수명 동안 한반도 상공을 지키며 국내 기상/해양관측, 통신서비스를 지속적으로 수행할 예정입니다.

천리안의 수명이 종료되는 2017년 이후의 후속 임무 수행을 위해 교육과학기술부를 비롯해 국토해양부, 환경부, 기상청이 공동으로 기상, 해양, 환경관측을 위한 정지궤도복합위성을 개발 중에 있습니다. 이번 개발은 천리안 개발로 확보된 기술을 바탕으로 국내 주도로 개발하고 있으며, 기상예보 정확도 제고, 해양․환경 감시, 기후변화 및 재난재해 대응 등 국민 삶의 질 향상에 기여할 것으로 기대하고 있습니다.


□ 개요
○ 국내에서 최초로 개발한 2,500kg급 정지궤도위성(임무수명 : 7년)
- 궤도 : 36,000km 적도궤도/한반도 상공(동경 128.2도)
- 임무 : 기상/해양 관측, 통신탑재체 우주인증 및 공공통신
- 개발기간/예산 : 2003~2010/3,548.8억원
- 발사 : 2010.6.27(꾸르 발사장)
※ 정지궤도위성 : 지구 적도 상공 36,000km에서 지구 자전 속도와 동일한 속도로 지구 주위를 공전하므로 동일 지역의 실시간 관측과 통신 용도에 적합


출처 : 교육과학기술부 보도자료

 

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우리 생활 속 과학이야기

다목적실용위성 아리랑 3호, 오는 5월 18일 발사 예정!!
- 70cm급 고해상도 전자광학 카메라 탑재, 정밀 지상관측 가능 -

다목적실용위성 시리즈 중 하나인 아리랑 3호가 발사를 위한 준비를 정상적으로 완료하고 오는 5월 18일 새벽 1시 39분 경 일본 가고시마현 다네가시마 발사장에서 발사될 예정입니다.

아리랑 3호는?
아리랑 3호는 향후 4년간 685km 상공에서 해상도 70cm급의 고해상도 전자광학 카메라를 사용하여 정밀 지상관측 임무를 수행할 국내 최초의 서브미터급 해상도 지구관측위성입니다. ‘서브미터급’이란 해상도 1m 이하의 위성을 의미하는데요, 현재 미국, 유럽 등을 중심으로 세계 상용위성영상 시장을 주도하고 있습니다. 아리랑 3호가 정상적으로 작동하면 우리나라는 세계에서 네 번째로 서브미터급 지구관측위성을 보유한 국가가 되는 것입니다.

아리랑 3호 형상

그간 정부에서는 독자적인 위성개발능력을 확보하고 위성산업을 국가 전략산업으로 육성하고자 ‘우주개발진흥기본계획’에 따라 다목적실용위성, 과학기술소형위성, 정지궤도위성 등 다양한 위성을 지속적으로 개발하여 왔는데요, ‘99년도에는 국내최초 지구관측 실용위성인 아리랑 1호(해상도 6.6m, 개발비용 2,242억원)를 발사하였고, ’06년도에는 해상도 1m급의 아리랑 2호(개발비용 2,633억원)를 발사하였습니다. 그리고 ’10년도에는 국내최초 정지궤도위성인 천리안을 발사하여 기상정보 수혜국에서 제공국으로 국가위상을 제고하기도 했습니다.

또한, 이번에 발사되는 아리랑 3호 이외에도 아리랑 5호(레이더영상), 아리랑 3A호(적외선채널 포함), 아리랑 6호(레이더영상) 등 실용급 관측위성 기술 자립화를 위한 후속위성 시리즈들이 개발 중에 있으며, 천리안 위성의 후속으로 기상ㆍ해양ㆍ환경 관측용 정지궤도복합위성 개발에 착수하였습니다.

아리랑3호 위성 장착이 완료된 발사체 상/하단페어링 조립작업(’12.5.3)

아리랑 3호는 지난 3월 16일, 발사준비를 위해 일본 다네가시마 발사장에 도착한 이후, 동승위성인 일본우주항공연구개발기구(JAXA)의 GCOM-W1위성 등과 함께 기능점검, 연료주입, 발사체와의 접속시험 및 페어링 내 탑재를 정상적으로 완료하였습니다.

아리랑 3호가 정상적으로 발사돼 궤도에 진입하면 약 3개월간 위성체 및 탑재체의 기능시험 등 시험운영을 거치게 되며, 오는 9월부터는 본격적으로 공공안전, 재해재난, 국토ㆍ자원관리, 환경감시 등에 활용될 고해상도 지구관측 위성영상 서비스를 제공하게 됩니다. 무엇보다도 아리랑 3호는 기존 위성들과 대비할 때 기동성능이 현저히 향상되어 능동적으로 원하는 지역의 영상을 확보할 수 있는 장점이 있어 현재 운영 중인 ‘아리랑 2호’ 및 금년 하반기 발사 예정인 레이더위성 ‘아리랑 5호’와 상호보완적으로 사용되어 영상정보의 확보와 활용 측면에서 상당한 시너지 효과를 낼 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

H-2A발사체 하단 페어링에 장착된 아리랑 3호의 모습(’12.05.01)

한편, 이번 아리랑 3호 개발사업은 고해상도 전자광학카메라를 이용하여 지구를 정밀관측하는 실용위성 개발을 목표로 교육과학기술부, 지식경제부, 기획재정부 등 범부처 협력을 통해 2004년 8월부터 추진한 것으로, 총 2,826억원의 사업비가 투입되었으며 한국항공우주연구원의 주관 하에 대한항공, 한국항공우주산업, 두원중공업, 한화, AP우주항공, 세트렉아이 등 다수의 국내기업이 개발에 참여했습니다.

자료 및 사진 | 교육과학기술부 보도자료 및 한국항공우주연구원 제공

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화성탐사선 포보스-그룬트(Phobos-Grunt), 지구추락 중

지난 해 11월, 러시아에서 발사된 화성탐사선 포보스-그룬트(Phobos-Grunt)가 정상궤도 진입에 실패하여 1월 중순 경 지구 대기권에 진입할 것으로 예상됨에 따라, 지난 1월 9일부터 한국천문연구원 내에 상황실을 설치하고 추락상황 분석 및 대국민 알림서비스를 실시하고 있습니다.

포보스-그룬트, 화성과 포보스(출처:ROSCOSMOS)

포보스-그룬트 탐사선
포보스-그룬트는 포보스(화성의 달 가운데 하나)의 토양을 채취해 지구에 귀환하는 임무를 띠고 2011년 11월 9일(2011년 11월 8일 20:16 UTC) 바이코누르 우주기지에서 발사됐습니다. 포보스-그룬트(Fobos-Grunt 또는 Phobos-Grunt, 러시아어: Фобос-Грунт)는 ‘포보스의 땅’이나 ‘포보스의 흙’을 의미하는데요, ‘포보스’는 원래 소행성이었는데 오래 전 화성 인력에 끌려 주위를 공전하는 달이 됐다고 알려져 있습니다. 참고로, ‘그룬트’는 땅과 흙(토양)에 해당하는 ‘ground’ 혹은 ‘soil’을 뜻한다고 합니다. 포보스-그룬트 탐사선은 화성 위성인 포보스의 흙을 채취, 귀환캡슐에 담아 지구로 돌아오는 것이 주 임무였기 때문에 이런 이름이 붙었습니다.

포보스-그룬트 탐사선 형상(출처:ROSCOSMOS)


러시아연방우주청(ROSCOSMOS)은 탐사선을 화성궤도에 진입시키기 위해 여러 차례 연료분사를 시도 했지만, 모두 실패로 돌아갔습니다.

당초 계획됐던 포보스-그룬트의 궤도 (출처:CNES)

계속된 시도에도 불구하고, 포보스-그룬트가 화성궤도 진입에 실패하자 러시아연방우주청은 포보스-그룬트의 임무 실패를 공식 발표하기에 이르렀는데요, 현재 포보스-그룬트는 지구 저궤도를 공전하고 있으며, 오는 15일경 지구대기에 재진입할 것으로 보입니다. 물론 몸체는 대기권에 진입하면서 타버리겠지만 약 2~30조각의 파편(총 중량 200kg 이하)이 지표면에 도달할 것으로 예측되면서 전세계 각국이 예의주시하고 있습니다.

우리나라로 추락할 확률은 40만 분의 1, 거주 지역에 떨어질 가능성은 더 낮다고 하는데요, 박장현 한국천문연구원 우주감시사업센터장은 우리나라 도시 지역에 떨어질 가능성이 약 백만 분의 1 정도로 추정된다고 밝혔습니다.

2012년 1월 11일 09시 00분 00초(KST) 위성의 위치와 지상궤적

한편, 파편이 떨어지는 정확한 시점과 위치는 탐사선이 대기권에 완전히 진입한 후에 알 수 있는데다가, 탐사선에 독성물질과 방사성물질이 실려 있는 것으로 알려져 한때 불안감이 확산되기도 했으나 러시아연방우주청에서는 방사성 물질 ‘코발트-57’의 양이 10 마이크로그램을 넘지 않기 때문에 방사능 오염 위험은 없으며, 독성물질 '하이드라진' 역시 대기권 진입 과정에서 연소되어 인체엔 별 영향은 없을 것이라고 강조했습니다.

포보스-그룬트의 임무

포보스-그룬트는 러시아연방우주청 주관으로 NPO 라보슈킨(NPO Lavochkin)과 러시아우주연구소(Russian Space Research Institute)가 공동 개발한 화성위성 탐사선인데요, 포보스-그룬트는 마스 96(Mars 96)이 실패한 뒤 러시아가 주도한 첫 행성탐사 임무였습니다.
(러시아가 성공적으로 끝낸 마지막 태양계탐사 임무는 1985-1986년 핼리혜성에 접근한 베가 2(Vega 2)였으며 그 이후, 러시아는 1988-1989년 포보스 2(Phobos 2) 임무를 통해 부분적인 성공을 거두었습니다.)

NASA의 바이킹 탐사선 영상을 이용해 제작한 포보스의 사진지도(출처:NASA)

포보스-그룬트는 1976년 루나 24 이후 처음 외계 물질을 채취해 지구로 귀환하는, 러시아 입장에서는 무척 중요한 임무를 가지고 있었습니다. 귀환캡슐은 2014년 8월, 포보스의 표토 200g을 싣고 지구에 도착할 예정이지만 결국 실패로 돌아갔습니다.

현재 교육과학기술부와 국방부는 위성추락으로 인한 비상사태 발생에 대비하여 한국천문연구원, 한국항공우주연구원과 공동으로 추락 예정일 1주 전인 지난 1월 9일부터 천문연구원 내에 상황실을 설치하고 추락상황 분석 및 대응체계를 구축하고 있습니다.
한국항공우주연구원과 공군은 국제협력체계를 활용하여 관련정보를 수집하고, 한국천문연구원은 수집된 정보를 바탕으로 포보스-그룬트의 궤도와 한반도 통과시각, 추락시각 및 장소 등 위성추락상황을 종합 분석하여 관계부처 및 기관에 전파하고 있으며, 위성추락상황을 상황이 종료될 때까지 인터넷과 트위터를 통해 시시각각으로 공개할 예정이라고 합니다.

인터넷 : event.kasi.re.kr(천문연), www.kari.re.kr (항우연)
    트위터 : @kasi_news(천문연), @mest4u(교과부) 

최근 우주물체의 지구 대기권 진입사례가 증가하고 있는데요, 한국천문연구원은 ‘우주물체 전자광학 감시체계 기술개발사업(사업책임자 : 박장현 박사)’을 추진 중이며, 한국항공우주연구원에서는 국가위성을 우주파편으로부터 보호하기 위한 시스템을 개발 중이라고 하니 너무 걱정하지 않으셔도 될 것 같습니다.


2012년 1월 12일 03시 11분 48초부터 106초간의 Phobos-Grunt위성궤적
(대전 천문연구원 대덕관측소 기준 북서쪽에서 남동쪽으로 이동, 최대고도각 32도)


포보스-그룬트 탐사선에 대한 자세한 정보와 추락상황은 http://event.kasi.re.kr 를 참고하시길 바랍니다.

포보스-그룬트를 로켓 상단에 조립하는 장면 (출처:ROSCOSMOS)

발사장으로 이동하는 제니트 로켓 (출처:ROSCOSMOS)

포보스-그룬트 발사장면 (출처:ROSCOSMOS)


 

자료 및 사진 제공 : 한국천문연구원(http://www.kasi.re.kr/)

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우리 생활 속 과학이야기

 

                              하늘로 띄운 꿈, 우주에서 찾는 미래!
                                  한국항공우주연구원을 다녀오다.

 지난 10월 13일 국가과학기술위원회 기자단이 대전역에 모였습니다. 대전역에서 차를 타고 얼마 후 도착한 곳은, 바로 '항공우주연구원'입니다. 넓은 대지에 노오란 은행나무들이 가득해 연구원은 마치 넓은 정원 같았습니다. 도착하자마자 홍보실 노형일 행정원과 만나 점심식사를 하고 간단하게 간식을 먹으며 항우연이 어떤 일을 하는 곳인지 설명을 들었습니다.

한국항공우주연구원 KARI

아리랑 3호

아리랑 3호

항우연은 1989년 설립된 대한민국의 항공우주 전문 연구기관입니다. 우리나라 최고 인재들이 모여 첨단항공기, 인공위성, 우주로켓 등 항공우주과학기술을 연구 개발하고 있습니다.

연구기관으로 설립된 이래 다목적실용위성 개발을 위시한 선진국수준의 위성기술 확보, 나로우주센터 건립과 국내 첫 우주발사체인 나로호 개발, 그리고 한국형 헬기사업과 스마트 무인기 사업까지~! 짧은 역사에 비해 적지 않은 성과를 이루고 있답니다.

 

 

 

 

 

미국 TRW사와 협력해 본격적으로 실용위성을 시대를 연 1999년 ‘다목적실용위성 아리랑1호',  우리나라가 주도적으로 개발한 인공위성 ‘다목적실용위성 아리랑 2호’, 그리고 앞으로 발사 예정인 ‘아리랑 5호’와 ‘아리랑3호’까지, 아마 익히 들으셨으리라 생각됩니다.

이것 외에도 우리나라 인공위성의 역사인 ‘우리별1호’와 민간분야의 첫 상용위성‘무궁화위성1호’ 소형과학실험위성인 ‘과학기술위성1호’까지~ 와! 위성의 종류가 참 많은데요. 이번 국가과학기술위원회 기자단의 견학에는 ‘아리랑 3호’와 ‘아리랑5호’에 집중했답니다! 

 우선 항우연 연구원 안에 전시된 모형들부터 살펴보았습니다. 가장 먼저 모습을 드러낸 건, ‘스마트 무인기’군요. 조종사가 타지 않은 이 무인기는 앞으로 재난재해 지역 같은 위험한 곳에서 안전하게 임무를 수행하게 되는데요. 국토의 70% 정도가 산인 우리나라에서는 특히 쓸모가 많을 것이라고 합니다. 1000억 정도의 예산이 쓰인 이 스마트 무인기는 내년에 완성된다고 하네요.

스마트 무인기

스마트 무인기를 살펴보는 기자단

이번에는 여러 가지 위성입니다. 인공위성의 종류에는 지구관측위성, 항법위성, 기상위성, 과학위성, 통신위성이 있는데요. 지금 우주에는 우리나라의 아리랑위성 2호와 천리안위성이 지구를 돌면서 원격탐사와 기상관측을 하고 있습니다. 그 덕분에 우리가 더욱더 편리하고 안락한 생활을 할 수 있는 거겠죠? 우리나라는 앞으로도 아리랑 위성 5호와 3호를 쏘아 올려 더 많은 정보와 혜택을 얻게 될 것입니다.

우리 인공위성을 설명하는 노형일 행정원

자, 그럼 우리 함께 아리랑 위성 5호와 3호를 보러 가볼까요?

잠깐, 아리랑 5호를 보러 들어가기 위해 우리 모두 하얀 옷(?)을 입고 밀폐된 공간에서 바람 같을 것을 쐬었는데요, 바로 전자파를 차단하고 먼지를 털어내기 위해서라고 합니다. 이런 과정을 거쳐, 드디어 아직 공개되지 않은 아리랑 5호를 우리 기자단이 눈앞에서 직접 보게 되었습니다! 아리랑 5호의 웅장함 앞에서 우리들은 귀를 쫑긋 세우고 김진희 다목적실용위성5호 체계팀장의 설명을 듣기 시작했습니다. 아리랑 5호는 영상레이더(SAR)를 달아 밤과 낮, 기상상태 등에 아무 관계없이 전천후로 영상을 얻을 수 있는 위성으로, 이전의 아리랑 2호와 3호가 밝고 맑은 날에만 사진을 찍을 수 있었다면 이 5호는 원하는 때에 지상의 영상을 얻을 수 있는 능력을 가진 위성이랍니다.

아리랑 5호

김진희 다목적실용위성5호 체계팀장

이번엔 아리랑 3호입니다. 헛~! 이 뾰족하게 생긴 것은 무엇일까요? 바로 ‘언에코’라는 건데요. 탄소 코팅되어서 모든 걸 반사하지 않고 흡수한다고 합니다. 아리랑 3호는 2호보다 사진촬영 능력이 높아진, 해상도 70cm급의 고해상도 관측 위성입니다. 이 위성으로 지상의 자전거 정도까지 확인할 수 있다고 하는데요, 지금은 전자파 시험을 하며 위성이 잘 작동하는지와 우주에서 노출되었을 때의 상황을 실험하고 있다고 하네요.




 

벽에 뾰족뾰족 붙어있는 '언에코'


 이렇게 아리랑 5호와 3호를 신나게 구경한 후 위성종합관제실로 발걸음을 옮겼습니다. 관제실 안에서는 실시간으로 영상이 바뀌면서 여러 명의 연구원들이 모니터링을 하고 있었습니다. 백현철 선임연구원의 말씀에 따르면 다목적 실용위성이 한반도 지도제작을 위한 촬영을 100% 완료했고, 또한 국토 모니터링과, 대기와 해양 감시, 재해감시, 북한영상 및 세계주요 도시 영상에 대한 다량의 데이터도 구축했다고 합니다. 이와 같은 위성영상자료들이 앞으로의 연구업무의 중심역할을 수행할 테니, 그 중심축에 자리한 이 위성종합관제실의 역할이 무엇보다 크다는 생각이 들었습니다.

자, 이렇게 항우연 견학을 모두 마쳤습니다. 평소에는 접해보지 못했던 많은 정보를 한꺼번에 보고 들어서인지 다들 머릿속에 과부하가 오기 시작했답니다. 하지만, 항우연이라는 곳에 대해서 속 깊이 들여다 볼 수 있는 좋은 기회였던 것 같습니다.

경험만큼 값비싼 지식과 지혜는 없다고 하죠! 항우연에서 보고 배운 것들을 다른 친구들에게도 알려 우리나라 항공우주연구에 관심이 많아졌으면 하는 바람입니다.

글 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 조선율
사진 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 최형일, 하상윤

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