[뉴스클립] Special Knowledge <430> 인공위성 어디까지 중앙일보 입력 2012.04.1700:00 업데이트 2012.04.1700:00 지면표시 [뉴스클립] Special Knowledge <430> 인공위성 어디까지 중앙일보 입력 2012.04.1700:00 업데이트 2012.04.1700:00 지면표시
박방주 기자 인공위성(인공위성·satellite)은 민수용과 군사용 등 다양한 용도로 사용되고 있는 최첨단 기기다. 우주 궤도를 돌며 지구를 손바닥 들여다보듯 내려다보며 24시간 국제간 통신을 이어간다. 또 허블 천체망원경으로 우주의 기원을 탐색할 때 길을 세밀하게 알려주는 차량 내비게이션을 사용할 때도 위성의 도움 없이는 안된다. 이처럼 위성은 이미 현대인의 일상에서 우주개발, 우주의 기원을 밝히기까지 없어서는 안 될 문명의 이기가 됐다. 지금 국제사회는 북한의 광명성 3호 위성 발사를 둘러싸고 시끄럽다. 이를 계기로 위성에 대해 알아본다. 인공위성은 주로 지구 주위를 주기적으로 돌도록 만든 인공장치를 말한다. 1957년 10월 4일 소련이 세계 최초의 인공위성(이하 위성)인 스푸트니크 1호를 발사해 1958년 1월 4일까지 지구 궤도를 도는 데 성공함으로써 위성의 시대가 열리기 시작했다. 농구공 크기의 스푸트니크 1호는 그럴듯한 과학장비 하나 탑재하지 않은 단순한 위성에 불과했지만 미국과 소련 진영으로 나뉜 냉전시대 우주개발 경쟁을 격화시키는 계기가 됐다. 이후 지금까지 위성은 수십 개국이 소유한 6200여 기가 우주로켓에 실려 발사됐으며 현재 운용 중인 위성만 994기에 이른다. 그 기능도 상상을 초월할 정도로 발전해 인류의 복지와 전쟁, 우주탐사 등 여러 분야에서 큰 역할을 하고 있다. 전파 환경을 실험 중인 한국의 다목적 위성 ‘아리랑 5호’. 윗톱니처럼 생긴 둥근 원판은 안테나이고 벽돌담처럼 긴 직사각형은 레이더 전파를 지상에 쏘는 곳이다. [한국항공우주연구원 제공] 위성은 용도별로는 군사용·통신방송용·기상용·원격탐사용·항행용·과학용 등으로 나뉜다. 돌고 있는 우주 궤도에 따라 정지궤도용·중궤도용·저궤도용·타원궤도용으로 구분하기도 한다. 정지궤도는 그 위치가 한정되어 있기 때문에 위치 선점 경쟁이 뜨겁다. 정지궤도에 비해 저궤도와 중궤도는 위성이 위치할 수 있는 위치가 매우 많아 그런 경쟁을 잘 하지 않는다. 지상 고도 300km를 도는 저궤도 위성의 경우 지구를 한 바퀴 도는 데 약 1시간 30분이 걸리고 고도 1만km라고 하면 6시간이 걸린다. 정지궤도는 지구의 자전 속도와 마찬가지로 하루에 한 바퀴 돌고 지구에서 보면 마치 위성이 정지해 있는 것처럼 보인다. 그래서 정지궤도라고 한다. 현재 세계적으로 가동 중인 위성 994대는 정찰위성으로 불리는 군사용 265대, 정부용 288대, 상업용 397대, 민간용 44대 등이지만 정부용은 대부분 군사용 겸용으로 사용하고 있다. 위성 소유국은 미국이 441기로 압도적으로 많고 러시아 101기, 중국 83기, 일본 41기 순이다. 한국은 4기를 보유하고 있다. ● 정찰위성 : 지상 장갑차 수, 자동차 종류 식별 첩보위성으로도 불리며 위성 기술이 비약적으로 발전하는 데 견인차 역할을 했다. 위성 초기에는 미국과 소련이 쏘아 올린 군사용 위성이 우주의 대부분을 주름잡았고 점차 민간에 그 기술이 이전되면서 지금의 위성 전성시대를 열었다. 적의 상공에서 사진 촬영, 적의 미사일 발사 탐지, 병력 이동 포착, 군사용 통신, 지상 위치 확인 등의 초기 위성은 군사력을 높이는 데 집중했다. 현재 미국과 중국 러시아가 수많은 정찰위성을 운용하고 있으며 일본도 4기를 발사해 한반도 상공을 감시하고 있다. 공중에서 지상의 물체나 변화를 식별하는 것이 정찰위성의 핵심 임무다. 이는 지상을 촬영하는 디지털 카메라와 적외선 카메라, 레이더 카메라 등의 기술 발달에 힘입어 빠르게 그 성능이 향상되고 있다. 현재 정찰위성의 카메라는 한 변이 10cm 정도인 정사각형을 한 점으로 표시할 정도로 뛰어난 정확도를 자랑하고 있다. 위성 카메라로 찍은 영상에 그런 점이 수십 개, 수백 개가 모이면 형상이 나타나 지상의 장갑차나 자동차의 수, 자동차의 종류 등을 식별할 수 있다. 첩보영화나 공상과학영화에서 가끔 나오는 지상 사람의 얼굴을 클로즈업해 누구인지 맞추거나 자동차 번호판을 읽는 일은 현재로선 말 그대로 영화에서 가능하다. 아직 그 정도의 정밀도에는 이르지 못했다. 다양한 종류의 카메라 영상을 조합해 감시 사각지대를 없앨 수도 있다. 예를 들어 일반 디지털 카메라는 구름이 끼지 않은 낮에만 지상을 촬영할 수 있지만 적외선 카메라나 레이더 카메라는 밤낮을 가리지 않고 비가 오나 눈이 오나 지상을 촬영할 수 있다. 이런 여러 종류의 영상을 조합해 보면 특정 물체의 정체나 상태를 알아낼 수 있다. 예를 들어 적군이 군사용 비행장에 나무로 깎은 모조 전투기를 대거 배치해 놓은 상황을 보자. 디지털 광학 카메라 영상에는 진짜 전투기처럼 나타나지만 적외선 카메라 영상에는 금속과 나무의 온도차가 그대로 나타난다. 이런 차이를 이용하면 가짜 전투기임을 바로 알 수 있다. 또 적외선 카메라를 활용하면 북한 광명성 3호 발사용 로켓에 연료를 채웠는지, 채우지 않았는지도 파악할 수 있다. 연료를 가득 채우면 로켓의 액체산소연료탱크 온도가 영하 100도 이하로 떨어지고 로켓의 표면온도도 영하로 떨어지는데 적외선 카메라는 이런 변화를 놓치지 않는다. 대부분의 고성능 정찰위성은 고도를 비교적 자유롭게 조정할 수 있다. 지상을 근접 촬영하고자 고도를 낮춘 후 다시 제자리로 복귀할 수 있다. 하지만 이런 기능을 사용하면 위성의 고도를 조절할 수 있는 연료가 과도하게 소모돼 위성의 수명도 수개월 또는 수일로 짧아진다. 그래서 전쟁 중이나 긴박한 상황에서만 활용한다. 정찰위성은 주로 저궤도에서 활약한다. ● 탐사위성=지구 대기 관찰, 재난 현장 사진 촬영 위성의 성능에 따른 사진 선명도 차이. 왼쪽에서 해상도 6.6m, 4m, 1m, 0.8m의 인천공항을 찍은 사진이다. 지구관측위성으로도 불린다. 지구 표면과 대기 관찰, 사진 촬영을 통해 지상의 변화를 파악하는 것이 주된 임무다. 한국의 다목적 위성인 아리랑 2호도 원격 탐사를 한다. 한국의 산불 현장, 일본의 지난해 동일본 대지진 현장 등을 사진으로 촬영해 재해 현황 파악과 복구 등에 활용했다. 원격탐사위성은 주로 저궤도에 위치하여 다양한 목적으로 이용되고 있다. 세계적인 곡물회사는 원격탐사위성 박방주 기자 인공위성(인공위성·satellite)은 민수용과 군사용 등 다양한 용도로 사용되고 있는 최첨단 기기다. 우주 궤도를 돌며 지구를 손바닥 들여다보듯 내려다보며 24시간 국제간 통신을 이어간다. 또 허블 천체망원경으로 우주의 기원을 탐색할 때 길을 세밀하게 알려주는 차량 내비게이션을 사용할 때도 위성의 도움 없이는 안된다. 이처럼 위성은 이미 현대인의 일상에서 우주개발, 우주의 기원을 밝히기까지 없어서는 안 될 문명의 이기가 됐다. 지금 국제사회는 북한의 광명성 3호 위성 발사를 둘러싸고 시끄럽다. 이를 계기로 위성에 대해 알아본다. 인공위성은 주로 지구 주위를 주기적으로 돌도록 만든 인공장치를 말한다. 1957년 10월 4일 소련이 세계 최초의 인공위성(이하 위성)인 스푸트니크 1호를 발사해 58년 1월 4일까지 지구 궤도를 도는 데 성공함으로써 위성의 시대가
