[뉴스 클립] Special Knowledge <430> 인공위성 어디까지 중앙일보 입력 2012.04.1700:00 업데이트 2012.04.1700:00 지면표시
[뉴스 클립] Special Knowledge <430> 인공위성 어디까지 중앙일보 입력 2012.04.1700:00 업데이트 2012.04.1700:00 지면표시
박·발쥬 기자 인공 위성(인공 위성·satellite)는 민수용으로 군사용 등 다양한 용도로 쓰이고 있는 최첨단 기기이다.
우주 궤도를 돌면서 지구를 손바닥 들여다보듯 내려다보며 24시간 국제 간 통신을 계속한다.
또 허블 천체 망원경으로 우주의 기원을 탐색할 때 길을 세세하게 가르쳐서 주는 차량 내비게이션을 사용할 때도 위성의 도움 없이는 안 된다.
이처럼 위성은 이미 현대인의 일상에서 우주 개발, 우주의 기원을 밝힐 때까지 없어서는 안 될 문명의 이기에 됬다.
지금 국제 사회는 북한의 광명성 3호 위성 발사를 놓고 시끄럽다.
이를 계기로 위성을 조사한다.
인공 위성은 주로 지구 주위를 주기적으로 돌게 만든 인공 장치를 말한다.
1957년 10월 4일 소련이 세계 최초의 인공 위성(이하, 위성)인 스푸트니크 1호를 발사, 58년 1월 4일까지 지구 궤도를 도는 것에 성공함으로써 위성의 시대가 열리기 시작했다.
농구의 크기의 스푸트니크 1호는 그럴듯한 과학 장비 하나도 탑재하지 않은 단순한 위성에 불과했으나 미국과 소련 진영으로 나뉜 냉전 시대의 우주 개발 경쟁을 격화시키는 계기가 됐다.
그 뒤 그동안 위성은 수십개국이 소유하는 약 6200기가 우주 로켓에 탑재되고 발사되었고, 현재 운용 중인 위성에만 994기에 이른다.
그 기능도 상상을 초월할 정도로 발전하면서 인류의 복지, 전쟁, 우주 탐사 등 여러 분야에서 큰 역할을 하고 있다.
전파 환경을 실험 중 한국의 다목적 위성”아리랑 5호”. 위의 톱니처럼 생긴 둥근 원판은 안테나이며 벽돌담처럼 긴 직사각형은 레이더 전파를 지상으로 쏘는 곳이다.
[한국 항공 우주 연구원 제공]위성은 용도별로는 군사용·통신 방송용·기상용·원격 탐사용·항해용·과학용 등으로 나뉜다.
돌고 있는 우주 궤도에 의해서 정지 궤도용·중 궤도용·저궤도 용의·타원 궤도용으로 구분하기도 한다.
정지 궤도는 그 위치가 한정되어 있어 위치 선점 경쟁이 뜨겁다.
정지 궤도에 비해서 저 궤도와 중 궤도는 위성이 위치할 수 위치가 매우 많아 그런 경쟁을 별로 하지 않는다.
지상 고도 300km를 돌저궤도 위성의 경우 지구를 일주하는 데 약 1시간 30분이 걸리고 고도 1만 km라고 하면 6시간이 걸린다.
정지 궤도는 지구의 자전 속도와 똑같이 하루에 한바퀴 돌아 지구에서 보면 마치 위성이 정지하는 것처럼 보인다.
그 때문에 정지 궤도로 한다.
현재 세계적으로 가동 중인 위성 994대는 “정찰 위성”로 불리는 군사용 265대, 정부용 288대 상업용 397대 민간용 44대 등이지만 정부용 대부분은 군사용 겸용으로 사용하고 있다.
위성 소유 국가는 미국이 441기로 압도적으로 많은 러시아 101기, 중국 83기, 일본 41기의 순이다.
한국은 4기를 보유하고 있다.
● 정찰 위성:지상 장갑차 수, 자동차 종류 식별 첩보 위성이라고도 불리며, 위성 기술이 비약적으로 발전하는 데 견인차 역할을 했다.
위성 초기에는 미국과 소련이 발사한 군사용 위성이 우주의 대부분을 좌지우지하고 있어 점차 민간에 그 기술이 이전되어 지금의 위성 전성 시대를 열었다.
적 상공에서 사진 촬영, 적의 미사일 발사 탐지, 병력 이동 포착, 군사용 통신, 지상 위치 확인 등의 초기 위성의 군사력을 높이는 데 집중했다.
현재 미국과 중국 러시아가 수많은 정찰 위성을 운용했고 일본도 4기를 발사하고 한반도 상공을 감시하고 있다.
공중에서 지상의 물체나 변화를 식별할 정찰 위성의 핵심 임무이다.
이는 지상을 촬영하는 디지털 카메라와 적외선 카메라, 레이더 카메라 등의 기술 발달에 힘입어 급속히 그 성능이 향상되었다.
현재 정찰 위성 카메라는 1변이 10센치 정도의 정방형을 한점에서 표시할 만큼 뛰어난 정밀도를 자랑한다.
위성 카메라로 찍은 영상에 그런 점이 수십개 수백개가 모이면 형상이 나타나고 지상 장갑차와 자동차의 수, 자동차의 종류 등을 식별할 수 있다.
첩보 영화나 공상 과학 영화에서 가끔 나오는 지상의 사람의 얼굴을 클로즈 업하고 누구인지 맞히거나 자동차의 번호판을 읽는 것은 현재로서는 말 그대로 영화에서 가능하다.
아직 그 정도의 정밀도에는 이르지 않았다.
여러 종류의 카메라 영상을 조합하고 감시의 사각 지대를 없애는 수도 있다.
예를 들면, 일반 디지털 카메라는 구름이 들지 않은 낮에만 지상 촬영이 가능하지만 적외선 카메라와 레이더 카메라는 밤낮 없이 비가 오나 눈이 와도 지상을 촬영할 수 있다.
이런 여러 종류의 영상을 조합하면 특정 물체의 정체와 상태를 조사할 수 있다.
예를 들면, 적군이 군사용 비행장에 나무로 깎아 낸 모조 전투기를 대거 배치했던 상황을 살펴보자.디지털 광학 카메라 영상에는 진짜 전투기처럼 나타나지만 적외선 카메라 영상에는 금속과 나무의 온도 차이가 그대로 드러난다.
이런 차이를 이용하면 가짜 전투기임을 금방 알 수 있다.
또, 적외선 카메라를 활용하면 북한의 광명성 3호 발사용 로켓에 연료를 채웠는지 맞지 않는지도 파악할 수 있다.
연료를 가득 채우면 로켓의 액체 산소 연료 탱크의 온도가 영하 100도 이하로 떨어졌으며 로켓의 표면 온도도 영하로 떨어지지만 적외선 카메라는 이런 변화를 놓치지 않는다.
많은 고성능 정찰 위성은 고도를 비교적 자유롭게 조정할 수 있다.
지상을 근접 촬영하면 고도를 낮춘 뒤 다시 원위치로 복귀할 수 있다.
그러나 이런 기능을 사용하면 위성의 고도를 조절할 수 있는 연료가 지나치게 소모하고 위성의 수명도 몇개월 또는 몇일로 짧아진다.
그래서 전쟁 중이나 긴박한 상황에서만 활용한다.
정찰 위성은 주로 저궤도에서 활약한다.
● 탐사 위성=지구 대기 관찰, 재해 현장 사진 촬영 위성의 성능에 따른 사진의 선명도의 차이.왼쪽에서 해상도 6.6미터, 4미터, 1미터, 0.8미터의 인천 공항을 찍은 사진이다.
지구 관측 위성이라고도 불린다.
지구 표면과 대기 관찰, 사진 촬영을 통해서 지상의 변화를 파악하는 것이 주임무다.
한국의 다목적 위성인 아리랑 2호도 원격 탐사를 실시한다.
한국의 산불 현장 일본의 지난해 동 일본 대지진 현장 등을 사진으로 촬영하고 재해 현황 파악과 복구 등에 활용했다.
원격 탐사 위성은 주로 저궤도에 위치하고 다양한 목적으로 이용되고 있다.
세계적인 곡물 회사는 원격 탐사 위성
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