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세계 최초 정지궤도 미세먼지 관측 위성, 아시아 넘어 세계로 향한다
‘천리안위성 2A호’ 발사 1년만에 쌍둥이 위성 ‘천리안 2B호’ 공개… 대기·해양환경 관측 후 체계적 대응

[인더스트리뉴스 정한교 기자] 위성 ‘불모지’였던 대한민국이 전 세계 우주 분야에 이름이 아로새겼다. 세계 최초로 미세먼지와 해양환경을 관측하기 위해 개발한 정지궤도 위성 ‘천리안위성 2B호’를 공개한 것이다. ‘천리안위성 2A호’ 발사 1년만이다.

과학기술정보통신부(장관 최기영)와 환경부(장관 조명래), 해양수산부(장관 문성혁)는 지난 12월 4일 미세먼지와 해양환경을 관측하기 위해 개발한 정지궤도 ‘천리안위성 2B호’를 공개했다.

해마다 발생하는 미세먼지로 인한 국내 대기질 악화로 국민 건강이 심각한 위협을 받고 있는 상황에서 이번 천리안위성 2B호 공개는 우리에겐 매우 반가운 소식이 아닐 수 없다. 천리안위성 2B호는 미세먼지 등 대기환경과 한반도 주변의 적조·녹조 등 해양환경을 관측하는 임무를 수행할 예정이다.

최근 한국·중국·일본 정부가 공동으로 진행한 ‘동북아 장거리이동 대기오염물질 국제공동연구(LTP)’ 요약 보고서에 따르면, 미세먼지 발생이 국내뿐만 아니라 주변 국가들의 영향도 상당한 것으로 나타났다. 특히, 중국발 초미세먼지(PM2.5)가 국내에 미치는 영향은 연평균 32%에 달하는 것으로 나타났다. 이에 천리안위성 2B호는 한반도 지역뿐만 아니라 동아시아 지역 대기환경까지 관측할 예정이다.

천리안위성 2B호는 대기오염 관측과 해양오염 관측을 주요 임무로 수행한다. 사진은 천리안위성 2B호의 전자파 시험 모습 [사진=한국항공우주연구원]

미세먼지, 적조현상 등 체계적 대응

한국항공우주원이 주관하고 과기정통부·환경부·해수부가 참여해 개발한 천리안위성 2B호는 약 9년 4개월(2011년 7월~2020년 10월)의 개발기간을 거친다. 총사업비 3,867억원이 투입됐다. 미세먼지 등 월경성 대기오염물질의 이동을 감시분석해 대기오염 예보 등에 활용하고, 국제환경연구 등에도 기여하는 대기오염 관측과 적조, 유류사고 등 오염물질 이동 실시간 모니터링으로 재난대응을 지원하고, 어장탐색해양생태계관측 등 해양자원 관리를 지원하는 해양오염 관측이라는 두 가지 주요임무를 진행할 예정이다.

천리안위성 2B호는 동경 128.2°상의 정지궤도에서 임무를 수행한다. 정지궤도는 적도상공의 3만6,000km 고도에서 지구와 동일하게 회전해 항상 동일한 지역을 관측할 수 있는 궤도를 말한다. 이를 위해 세계 최초의 정지궤도 환경탑재체를 장착하고 있다. 이는 미국 NASA, 유럽 ESA보다 2~3년 먼저 발사하는 고무적인 성과다.

환경탑재체는 대기 중에 존재하는 미세먼지 등을 관측하기 위한 초정밀 광학 장비로, 동쪽의 일본부터 서쪽의 인도네시아 북부와 몽골 남부까지 동아시아 지역을 관측해 미세먼지, 미세먼지를 유발하는 이산화질소(NO2)·이산화황(SO2)·포름알데히드(HCHO), 기후변화 유발물질 오존(O3) 등 20여 가지 대기오염물질 정보를 생산할 예정이다.

또한, 미세먼지 등의 이동 경로를 추적해 국내 대기환경에 대한 국외 영향을 과학적으로 분석하고, 국내 대규모 미세먼지 발생지역을 파악해 집중적으로 관리하는 등 대기환경 개선 정책 수립에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 현재 미세먼지 예보에는 지상관측 자료만을 사용하나 향후 위성의 국내외 관측 자료를 추가하면 예보 정확도가 향상돼 국민 건강과 삶의 질 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

이와 함께 천리안위성 1호에 비해 대폭 성능이 향상된 해양탑재체를 장착하고 있다. 해양탑재체는 적조, 녹조 등 해양재해를 관측하기 위한 장비로, 2010년 발사된 천리안위성 1호보다 해상도(500m→250m), 산출 정보(13종→26종) 등이 향상됐다.

유류사고, 적조, 녹조 등 발생 시 이동을 실시간 관측해 정보를 제공함으로써 사전 예방활동을 통해 해양환경 피해를 최소화할 수 있을 것으로 기대하고 있으며, 오염물질의 해양투기 감시, 해수 수질변화 모니터링 등을 통해 해양환경 보호와 수산자원 관리에도 기여할 예정이다. 또한, 해류해무 등을 관측함으로써 해상안전, 해양방위 활동 등에도 폭넓게 이용 가능할 것으로 예상된다.

천리안위성 2B호가 정지궤도에 안착되면, 대기환경 정보 제공은 2021년부터, 해양정보 서비스는 2020년 10월부터 개시할 계획이다. 사진은 태양전지판을 전개한 천리안위성 2B호의 모습 [사진=한국항공우주연구원]

아시아 넘어 세계로

천리안위성 2B호는 2020년 2월경 발사를 위한 사전점검(발사환경, 우주환경, 전자파환경시험)을 마치고 1월초 발사장인 기아나 우주센터(남미 프랑스령 기아나)로 이송될 예정이다. 발사 전 현지 최종점검 등을 거쳐 내년 2월에 아리안스페이스社의 발사체 (Ariane-5)를 이용해 발사될 예정이다.

천리안위성 2B호가 발사 후 고도 3만6,000km의 정지궤도에 안착되면, 성능 최적화 등을 위한 궤도상시험 과정 및 시범서비스를 거친 후 대기환경 정보 제공은 2021년부터, 해양정보 서비스는 2020년 10월부터 개시할 계획이다.

천리안위성 2B호에 앞서 천리안위성 2A호가 2018년 12월 성공적으로 발사된 바 있다. 2019년 7월부터 본격적인 임무를 수행 중인 천리안위성 2A호는 세계 최고 수준의 기상관측 탑재체를 이용해 천리안위성 1호에 비해 해상도가 4배 향상된 고화질 컬러 영상을 10분마다, 위험기상 시에는 2분마다 지상에 전달할 수 있다.

천리안위성 2A호의 고화질 컬러영상을 통해 구름과 산불연기, 황사, 화산재 등의 구분이 가능해져 기상분석 정확도가 향상되고, 기존에는 예보가 쉽지 않았던 국지성 집중호우도 최소 2시간 전에는 탐지가 가능해졌다는 평가를 받았다.

또한, 태풍의 중심위치 추적이 가능해짐에 따라 태풍의 이동경로 추적 정확도도 향상됐다. 기상정보산출물도 52종으로 다양화됨에 따라 강우 강도는 물론 산불, 황사, 오존, 이산화황 등도 탐지해 생활과 밀접한 서비스 제공이 확대되고 있다. 인공위성의 정상적인 작동을 방해하는 태양 흑점 폭발, 지자기 폭풍 등의 정보를 국내에서 개발한 우주기상탑재체로 획득·제공하는 국내 최초 우주기상 관측 서비스를 통해 우주기상 감시 및 관련 연구에도 기여하고 있다.

이번에 공개된 천리안위성 2B호의 미세먼지 관측정보에 천리안위성 2A호의 구름 관측 정보 등을 추가로 활용해 미세먼지 정확도를 향상시키는 등 다양한 분야로의 추가적인 활용이 가능할 것으로 미국·유럽 등 국내를 넘어 해외 선진국에서도 큰 관심을 모으고 있다.

천리안위성 2A호 및 2B호 개발운영 기관들은 상호 소통과 긴밀한 협력을 통해 관측자료가 최대한 효과적으로 활용될 수 있도록 지속적인 노력을 기울인다는 입장이다.

국립환경과학원 김영우 기후대기연구부장은 “천리안위성 2B호의 대기환경 감시는 국민들에게 실시간으로 대기환경 정보를 제공하고, 우리나라 대기환경에 영향을 미치는 국외 대기오염물질 파악을 가능케 할 것”이라며, “환경탑재체는 비록 국제 공동으로 개발됐으나 우주개발 진입 역사가 짧은 우리나라가 미국과 유럽을 제치고 세계 최초로 정지궤도 환경위성을 운영하게 됨에 따라 동아시아와 전 세계 대기환경 감시 체계 구축의 동력원으로 작용할 수 있어, 우리나라의 국제적 위상은 한층 높아질 것이다”고 밝혔다.

[정한교 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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