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‘천리안 2B호’, 과연 어떤 원리?

입력 : 2020-02-24 15:06:12 수정 : 2020-02-24 18:06:32

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정지궤도에선 특정 지역 지속적으로 넓게 관찰 가능 / 환경탑재체(GEMS) 초분광영상기로 오염물질 관찰
 천리안 2B호 발사 모습. 한국항공우주연구원 페이스북

[김진희 기자] 국내 독자 기술로 개발한 해양 및 환경관측 정지궤도 위성 ‘천리안 2B’호가 우리 시각으로 지난 19일 성공적으로 발사됐다. 천리안 2B호는 앞으로 10년간 정지궤도에서 한반도 주변의 해양·환경을 관측하는 임무를 수행하게 된다.

 

이번 천리안 2B호 발사와 함께 ‘정지궤도’와 위성의 ‘관측원리’가 이목을 끈다. 한국은 앞서 발사된 천리안1호, 천리안 2A호에 이어 또 하나의 정지궤도 위성을 보유하게 된 셈이고, 우주에서 지구의 미세먼지와 같은 대기 오염물질을 관측하는 원리가 또한 궁금증을 유발케 한다.

 

천리안 위성들이 잇따라 정지궤도를 선택한 까닭은 특정 지역을 지속해서 관측할 수 있어서다. 인공위성 궤도는 높이에 따라 ▲저궤도(2000㎞ 미만) ▲중궤도(2000~3만6000㎞) ▲정지궤도(3만6000㎞) ▲고궤도(3만6000㎞ 이상)로 구분된다. 

 

정지궤도에 위치할 경우 지구의 자전 주기와 같은 속도로 지구를 선회할 수 있어서 주로 기상관측이나, 통신, 해양 등 실시간 관측에 유리하다. 

 

또한 정지궤도 위성은 늘 지구의 한 방향을 넓게 바라볼 수 있는 것이 장점이다. 천리안 역시 같은 맥락에서 정지궤도에 올라 우리나라를 비롯한 동아시아 지역의 대기환경 물질의 발생량, 이동 경로 등을 지속해서 관측하게 된다.

 

 천리안 2B호를 실은 발사체 ‘아리안 5-ECA’의 발사 전 모습. 한국항공우주연구원 페이스북

천리안위성 2B호는 앞으로 약 2주간 다섯 차례의 전이궤도 변경을 통해 최초 타원형 전이궤도에서 정지궤도로 접근해 나간다. 정지궤도 안착 후에는 보다 정확한 대기 및 해양환경 관측 정보들을 확보하기 위해 몇 달씩 궤도 상 시험과정을 거칠 예정이다. 

 

대표적으로 천리안위성 2B호에 장착된 환경탑재체와 해양탑재체에 대한 영상보정 등 위성시스템 조정을 통해 성능을 최적화하고, 궤도 상 시험과정에서 관측된 정보들을 대상으로 대기 및 해양 환경을 관측하기 위해 개발된 전용 소프트웨어를 적용, 정확한 최종 산출물을 만들어 내기 위한 소프트웨어 조정과정이 이어진다. 모든 과정이 정상적으로 마무리되면 대기환경 정보는 2021년부터, 해양 정보는 2020년 10월부터 정상 서비스가 개시된다. 

 

위성이 우주에서 미세먼지와 같은 대기 오염물질을 관측하는 방법도 궁금해진다. 한국항공우주연구원에 따르면 핵심은 환경탑재체(GEMS)의 초분광영상기다. 초분광영상기는 일반 카메라처럼 영상을 촬영하고 동시에 분광 스펙트럼도 얻을 수 있는 첨단 장비다. 1㎜ 안에 500개의 선이 그어져 있는 광학면으로 이뤄진 광학 소자가 내재해 있어, 여러 파장의 빛이 섞인 백색광이 들어오면 마치 프리즘처럼 파장을 분해해 스펙트럼을 만든다. 백색광을 스펙트럼으로 바꾸는 까닭은 지구 대기에 있는 오염물질을 관측하기 위함이다.

 

purple@segye.com

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