천문연 임형철 박사팀은 자체 개발한 인공위성 레이저추적 시스템(SLR·Satellite Laser Ranging)을 통해 지난달 12일 오후 7시52분 위성 추적에 성공했다. 이번 추적으로 계산된 천문연 관측소와 나로과학위성까지의 거리는 156만27.804ｍ였으며 오차범위는 ±1㎝ 수준이다. 천문연은 관측데이터 자료처리를 통해 정밀도가 밀리미터(mm) 수준으로 향상될 것이라고 밝혔다.

천문연이 지난 2008년부터 개발해 온 SLR은 200∼2만4000㎞ 고도상의 반사경이 장착된 인공위성을 밤낮으로 추적할 수 있는데 지상에서 위성체에 레이저를 발사하고 반사돼 돌아오는 빛을 수신한 뒤 시간을 계산, 위성체까지의 거리를 측정하게 된다. mm 단위까지 측정할 수 있어 현재까지 개발된 위성 추적방법 중 가장 정밀하다.

나로과학위성에 대한 SLR 추적은 지난달 29일 중국의 장춘관측소에서 처음 성공한 데 이어 천문연에서는 7번째로 레이저 추적에 성공했다. 임형철 박사는 "위성에 대한 궤도정보는 북미항공우주방위사령부(NORAD)로부터 받고 있으나 오차가 큰 편이어서 정밀하게 추적, 관측하기 어려웠다"며 "관측데이터 자료 처리를 통해 정밀도가 mm 수준으로 향상될 것이며 이번 관측자료는 국제기구 ILRS(International Laser Ranging Service)에 보고해 위성의 정밀 위치파악에 활용될 예정"이라고 말했다.

현재 인공위성 레이저추적 시스템을 갖춘 나라는 미국·중국·일본 등 20개국이며, 천문연은 지난해 10월부터 SLR을 운영해 20여기의 인공위성을 추적하고 있다.

▲천문연이 개발한 이동형 SLR 시스템(왼쪽)과 이동형 SLR 시스템에서 레이저가 발사되는 모습.    ⓒ2013 HelloDD.com

인공위성 레이저추적 시스템(SLR·Satellite Laser Ranging)은 레이저로 위성을 추적해 위성까지의 거리를 측정하는 시스템으로 지난해 국내 독자기술로 개발돼 10월부터 본격적인 가동에 들어갔다. 천문연이 전체 시스템을 설계·총괄하고 한국기계연구원이 망원경 구동부, 한국표준과학연구원이 광학부 개발에 참여했다.

SLR은 지상에서 위성체에 레이저를 발사하고 반사되어 오는 빛을 수신한 후 시간을 계산하여 위성체까지의 정확한 거리를 측정하는 시스템으로, 위성까지의 거리를 mm 단위까지 측정할 수 있는 현재까지 개발된 위성 추적 방법 중 가장 정밀한 방법이다. 천문연이 지난 2008년 개발에 착수한 인공위성 레이저추적 시스템은 주야에 관계없이 한반도 상공의 레이저 반사경이 설치된 위성의 정밀한 위치를 측정할 수 있다.

또한 나로과학위성처럼 레이저 반사경이 장착된 위성의 정확한 위치측정이 가능하다. 또 위성의 정밀한 위치 측정은 위성 추적과 관제뿐 아니라 지구의 정확한 중력상수 결정, 지각 및 해수면의 변화 등 지구물리 분야에도 활용될 수 있다. 천문연은 이동형 SLR 시스템 개발에 이어 2015년까지 고정형 SLR 시스템을 개발할 계획이다.