[재미있는 과학] 언제나 한반도 3만6000 상공… 미세먼지 24시간 관측하죠 – 조선일보

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최근 기온이 점점 오르면서 봄기운이 완연해집니다. 그런데 매년 봄이면 황사나 미세 먼지 걱정도 큽니다. 만약 높은 하늘 위에서 지구 대기를 내려다보면 미세 먼지가 왜 생기고 어떻게 퍼져 나가는지 더 잘 파악할 수 있지 않을까요? 지난 6일 미세 먼지를 비롯한 대기오염 물질을 관측하기 위해 우리나라가 쏘아 올린 인공위성 천리안 2B호가 목표 궤도에 안착했다는 소식이 전해졌어요. 인공위성은 무엇이고, 우리나라가 만든 인공위성은 어떤 것들이 있을까요?

용도에 따라 궤도 달라지는 인공위성

인공위성은 지구 주변을 공전하는 인공적인 장치나 인공적인 천체를 가리켜요. 용도나 크기, 공전 궤도 등에 따라 여러 가지 종류로 분류할 수 있지요. 정찰, 항법, 통신 등의 기능을 수행하며 주로 군사 목적으로 이용되는 군사위성, 지구를 관측해 그 결과를 다양한 분야에서 이용할 수 있게 해주는 관측위성, 지구의 대기 현상을 측정하는 기상위성, 지상에서 보내는 통신이나 방송 신호를 수신해 다시 지상의 다른 기지국으로 재송신하는 통신위성, 과학 연구 목적으로 쏘아 올리는 과학위성 등이 있어요.

공전궤도 높이에 따라서는 저궤도 위성, 중궤도 위성, 고궤도 위성, 정지궤도 위성으로 나눌 수도 있어요. 저궤도 위성은 고도 250~2000㎞의 상대적으로 낮은 높이에서 돌기 때문에 지구 표면을 관찰하기 위한 관측이나 첩보 목적의 위성들이 주로 해당합니다. 고도 2000~3만6000㎞ 사이를 도는 중궤도 위성은 위치 정보를 송신하는 항법위성이 대표적이에요.

이번에 발사한 천리안 2B호는 정지궤도 위성에 속해요. 정지궤도 위성들은 3만6000㎞의 높이를 유지하며 공전하는데, 위성이 지구 주변을 도는 공전 속도가 지구의 자전 속도와 같아서 지구에서 위성을 보면 항상 정지해 있는 것처럼 보여요. 3만6000㎞는 물리적으로 위성이 지구 자전 주기와 같은 공전 주기를 유지할 수 있는 고도입니다. 지구의 같은 곳을 계속 바라볼 수 있고, 중궤도보다 높아 더 넓은 범위를 관측할 수 있다는 장점 때문에 주로 통신위성과 기상위성, 방송위성 등이 정지궤도를 따라 이동하고 있지요.

한편 고궤도 위성은 3만6000㎞보다 높은 고도에 있는 위성을 가리켜요. 특정 지역 중심의 통신위성이나 과학위성이 해당됩니다.

천리안 1호는 국내 첫 정지궤도 위성

2010년 6월 첫 천리안위성인 천리안 1호가 발사에 성공합니다. 천리안위성 1호는 우리나라 최초 정지궤도 위성입니다. 이 위성엔 기상 탑재체와 해양 관측 탑재체, 통신 탑재체가 실려 있어 한반도 주변 기상과 해양 상황을 관찰하고 있어요.

2018년 12월에 발사된 천리안 2A호와 지난 2월에 발사돼 3월 현재 궤도에 안착한 천리안 2B호도 정지궤도에 있습니다. 둘은 같은 형태면서 실려 있는 탑재체만 다른 쌍둥이 위성이에요. 2A호에는 기상과 우주 기상 탑재체가 실려 있어 한반도와 주변 지역 기상 정보를 수집하고, 지구뿐만 아니라 우주 폭풍이나 우주 방사선 등 우주에서 일어나는 기상 현상을 관측할 수 있어요.

2B호에는 해양 탑재체와 환경 탑재체가 실려 있어요. 2B호는 지난 6일 지상과 교신에 성공했고, 10월부터는 해양오염 물질, 해무·해빙, 염분 농도 등 해양 관측 정보를 한국해양과학기술원으로 송신할 예정이라고 해요. 또한 내년 1월부터는 한반도 주변 대기 환경을 상시 분석하여 미세 먼지와 대기오염 물질을 정밀하게 측정한 정보를 지구에 보낼 예정입니다. 이 정보를 이용하면 그동안 우리를 괴롭혀 왔던 미세 먼지의 원인과 해결책을 파악하는 것이 훨씬 수월해지겠지요.

현재 운용 중인 인공위성은 총 5362기

지난해 유엔우주업무사무소(UNOOSA)의 발표에 따르면 지금까지 인류가 쏘아 올린 인공위성은 8836기입니다. 그중 현재 지구궤도를 돌고 있는 인공위성은 5362기라고 해요. 가장 많은 인공위성을 보유한 나라는 초창기 위성 개발에 적극적으로 참여했던 미국과 러시아예요. 미국은 2097기, 러시아는 1528기를 운용 중입니다. 우리나라가 31기라는 것과 비교하면 상당히 많은 수치이지요.

우리나라는 1989년 항공우주연구소를 설립한 이래 위성 개발을 위해 끊임없이 노력해 왔어요. 우리나라 최초 위성인 우리별 시리즈가 1992년 8월 1호의 발사 이후 3호까지 발사에 성공하였고, 1999년 12월에는 다목적 실용위성인 아리랑 1호가 발사되었어요. 아리랑위성은 이후 2호, 3호, 5호를 거쳐 3A호까지 발사되어 지구 관측 임무를 수행하고 있지요. 6호와 7호는 현재 개발 중이라고 합니다. 2003년 9월에 발사가 시작된 과학기술위성 시리즈도 있어요. 우리나라 최초 천문 우주 관측위성인 1호 발사 성공 이후, 2호의 실패를 거쳐 2013년 1월 나로과학위성이 발사됐고, 2013년 11월에는 3호가 발사되었어요. 많은 사람이 오랜 시간 우주를 향한 꿈과 희망을 품고 노력해온 덕분에 오늘날 우리가 더욱 손쉽게 위성 정보를 이용하고, 위험을 대비하며 생활할 수 있게 되었어요.