천리안2B호 발사 성공···대기·해양 환경 실시간 감시

오전 7시 18분 발사, 55분 후 첫 교신 마쳐
3주후부터 3만6000km 정지궤도 시험운용
한반도 상공 상시 위치, 대기오염 실시간 모니터링
남미 기아나= 공동취재단 기자 kilpaper@HelloDD.com 입력 : 2020.02.19|수정 : 2020.03.02
천리안2B 위성이 19일 오전 7시 18분(한국시간) 프랑스령 남미 기아나우주센터에서 아리안스페이스의 발사체를 이용해 성공 발사됐다. 천리안2B호는 3만6000km 정지궤도 한반도 위치에 상시 머물며 환경변화를 지속적으로 관찰하게 된다.<사진= 한국항공우주연구원>천리안2B 위성이 19일 오전 7시 18분(한국시간) 프랑스령 남미 기아나우주센터에서 아리안스페이스의 발사체를 이용해 성공 발사됐다. 천리안2B호는 3만6000km 정지궤도 한반도 위치에 상시 머물며 환경변화를 지속적으로 관찰하게 된다.<사진= 한국항공우주연구원>

국내 독자 기술로 시스템과 본체 등을 개발한 해양 및 환경관측 정지궤도위성인 '천리안2B'호가 18일 오후 7시 18분(한국시간 19일 오전 7시 18분) 남미 프랑스령 기아나의 기아나우주센터에서 유럽의 우주개발기업 아리안스페이스의 주력 우주 발사체 '아리안5ECA'에 실린 채 성공적으로 발사됐다.

천리안2B호는 발사 31분 뒤인 7시 49분 발사체로부터 분리됐고, 다시 6분 뒤인 55분 호주 야사라가 관제소와 첫 교신을 했다. 발사 약 한 시간 뒤에는 태양전지판을 펼칠 예정이다.

최재동 항우연 정지궤도복합위성사업단장은 "첫 교신은 발사 성공을 판가름하는 첫 번째 관문"이라며 "첫 교신과 발사 1시간 뒤로 예상되는 태양전지판 전개가 성공적으로 이뤄지면 위성이 정상적으로 작동한다는 사실을 확인할 수 있다"고 말했다.

현재 천리안2B호는 지구 주변을 가까울 때는 약 250km, 멀 때는 약 3만5800km 떨어진 채 긴 타원형 궤도로 돌고 있다. 약 2주 뒤에는 3만6000km 상공을 도는 원형 궤도로 궤도를 수정하고, 한반도 상공인 동경 128.25도에 진입할 계획이다. 발사 약 3주 뒤부터 궤도상 운용시험에 들어간다.

임철호 한국항공우주연구원장은 "해양탑재체는 이달 10월부터, 환경탑재체는 내년 1월부터 본격적으로 관측 임무를 시작할 계획"이라고 밝혔다.

천리안2B호는 지구에서 3만 6000km 떨어진 곳에서 지구의 자전 속도와 같은 속도로 지구 주위를 돌며 한 지점을 집중 관측하는 '정지궤도' 위성으로, 2018년 12월 발사된 기상 관측 위성 천리안2A와 위성 본체는 같고 임무를 위한 센서(탑재체)만 다른 쌍둥이 위성이다. 한반도와 그 주변 바다와 대기를 24시간 관측하며 해양 환경 변화와 대기 오염물 농도 등을 10년간 집중 관측할 계획이다.

천리안2B호 운용으로 한국은 세계 최초로 한 지역의 대기와 해양 환경 변화를 마치 동영상처럼 지속적으로 관측할 수 있는 정지궤도위성을 운용하는 나라가 됐다. 환경관측센서인 젬스(GEMS)는 미세먼지와 미세먼지를 유발하는 이산화질소, 이산화황, 포름알데히드, 오존 등 20개 대기 오염 물질의 농도를 하루 8번 관측할 수 있다. 이들 가운데 상당수는 최근 큰 환경 문제로 꼽히고 있는 미세먼지를 만드는 데 관여하는 물질이다. 한반도 상공을 잠깐씩 스쳐 지나가는 저궤도 위성과 달리, 정지궤도위성인 천리안2B호는 한반도 상공에 상시 위치하며 대기오염 상황을 실시간 모니터링할 수 있다. 최근 환경문제의 주요 이슈 중 하나인 월경성 오염물질 감시에도 활용될 수 있다.

장윤석 국립환경과학원장은 "기존 다른 위성들은 하루에 1~2번 신호를 받았지만, 천리안2B호가 운용되면 12시간을 계속 받을 수 있다"며 "훨씬 자세하고 정확하게 미세먼지의 경로를 파악할 수 있다"고 말했다.

해양관측센서는 더 강력해졌다. 이미 2010년 발사된 천리안1호를 이용해 적조나 갈조, 괭생이모자반 번성 등을 관측해 왔지만, 앞으로는 해빙과 해무, 기후변화 등 보다 많은 해양 환경 변화를 더 상세히 관측할 수 있게 됐다. 천리안2B호의 해양관측센서인 GOCI-2는 바다 위 250m 떨어진 두 점을 구분할 수 있다. 이는 천리안1호에 비해 거리 해상도는 2배, 공간 해상도는 4배 개선한 것이다. 그만큼 같은 지역을 더 상세하게 관측할 수 있을 것으로 기대된다.

하루 8번 관측하던 1호에 비해 하루 10회로 관측 가능 횟수가 늘었고, 관측 가능한 데이터 종류도 13개에서 26개로 두 배 늘었다. 저염분수나 해양오염물의 이동 양상 등 해양 환경 정보를 동영상처럼 관측하고, 어장을 탐색하거나 양식환경을 모니터링하는 등 어장정보도 측정할 수 있다. 하루 한 번씩 지구 전역을 관측할 수 있는 기능도 추가돼 바다의 온도가 수 년에 걸쳐 천천히 오르내리는 엘니뇨나 라니냐 등 대양의 해양 환경을 연구하는 데에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 환경센서와 함께 미세먼지 등을 공동 관측해 성능을 높이는 연구도 가능할 전망이다.

천리안2A호와 2B호를 개발하면서 한국은 정지궤도위성을 개발할 수 있는 독자기술을 확립했다. 위성구조체와 열제어부분품, 전력분배장치 등 핵심부품을 국산화했다. 비행 소프트웨어와 관측영상기하보정시스템 등 소프트웨어도 독자 개발했다. 이렇게 확보된 정지궤도 국산화 플랫폼은 향후 공공 또는 민간에서 국내 정지궤도 임무위성을 개발할 때 기본 플랫폼으로 활용할 예정이다.

정병선 과학기술정보통신부 제1차관은 "항우연이 주도한 공공연구 결과를 민간이 활용할 수 있도록 항우연이 개발한 플랫폼 기술을 민간에 이전하도록 추진하겠다"라며 "민간기업이 적극적으로 참여할 수 있도록 정부에서 수요를 만들겠다"고 말했다.
천리안2B 위성이 성공적으로 발사됐다. 사진은 성공 발사를 축하하는 관계자들. 앞줄 오른쪽에서 두번째가 정병선 제1차관, 세번째는 임철호 항우연 원장. <사진= 한국항공우주연구원> 천리안2B 위성이 성공적으로 발사됐다. 사진은 성공 발사를 축하하는 관계자들. 앞줄 오른쪽에서 두번째가 정병선 제1차관, 세번째는 임철호 항우연 원장. <사진= 한국항공우주연구원>

천리안2B호는 과학기술정보통신부와 환경부, 해양수산부가 다부처 협력사업으로 2011년부터 개발됐다. 한국항공우주연구원이 총괄 주관하고 한국해양과학기술원과 한국항공우주산업, 미국 볼에어로스페이스사, 프랑스 에어버스사 등이 개발에 참여했다.
 
아래는 일문일답 인터뷰.
◆ 정병선 제1차관
Q. 천리안2B호 발사가 성공했습니다. 이번 성공의 의의를 말씀해 주십시오.

-지난 10년간 우리 연구자 헌신적인 노력의 결과로 오늘밤(현지시간) 천리안2B호가 남미 프랑스령 기아나우주센터에서 성공적으로 발사됐다. 2B호는 세계 최초로 정지궤도에서 미세먼지를 측정하는 위성이다. 이를 통해서 미세먼지의 발생 지역과 이동경로, 미세먼지 원인이 되는 물질을 관측해서 향후 국민들에게 큰 고통을 주는 미세먼지 문제 해결에 기여할 것이다. 이 위성은 또 해양도 관측한다. 해양 오염물질 이동경로를 관측하고 유류 사고가 일어났을 때 이동경로를 관측해서 앞으로 해양문제 재난 해결에 크게 기여할 것으로 기대한다.

Q. 위성 또는 우주산업 분야에서 정부 차원의 향후 계획은 무엇인가.
-그간 우리 위성 산업이 빠르게 발전했다. 그러나 아직도 한국항공우주연구원 중심의 공공연구가 주도하고 있는 게 현실이다. 앞으로 민간이 공공연구 결과를 활용할 수 있도록 항우연이 개발한 플랫폼 기술을 민간에 이전할 것이다. 또 민간기업이 적극적으로 참여할 수 있도록 안정적으로 정부 수요를 만들 것이다. 현재 2022년까지 6기의 위성을 발사할 예정이다. 향후에는 오늘 천리안2B호를 발사한 아리안5처럼 한국만의 독자적인 발사체를 갖고 우리 위성을 더 많이 쏠 수 있도록 정부도 지원하겠다. 민간이 더 많이 적극적으로 참여해줬으면 좋겠다.

◆ 장윤석 국립환경과학원장
Q. 위성으로 미세먼지를 관측하는 의의를 설명해 달라. 특히 정지궤도위성을 이용하는 이유는 무엇인가.
-환경부에서 이미 다양한 방법으로 미세먼지를 관측하고 있다. 백령도 집중측정소를 비롯해 전국 400~500개 측정소가 있다. 항공기와 선박도 운영하고 있다. 이를 바탕으로 다양한 요인, 특히 국외 요인에 의한 미세먼지를 관측하고 예보도 하고 있다. 이번에 정지궤도 위성이 발사돼 성공적으로 데이터를 수신하게 되면 훨씬 많은 정보를 얻을 수 있다.
정지궤도위성을 쓰는 이유는 한반도 위주로 관측을 하다 보니 24시간, 물론 주로 낮이 되겠지만, 계속 감시를 할 수 있다는 점이다. 기존 다른 위성들은 하루에 1~2번 신호를 받았지만, 천리안2B호가 운용되면 12시간을 계속 받을 수 있다. 훨씬 자세하고 정확하게 미세먼지의 경로를 파악할 수 있다.

Q. 환경 관측에 어떻게 활용할 계획인가.
-이번 위성은 에어로졸과 미세먼지 이외에 질산화물과 황산화물, 오존 등을 관측한다. 향후에는 알고리즘을 통해 다른 미세먼지를 유발하는 화학정보를 분석할 수 있을 것으로 기대한다. 추가 위성을 이용해 기후변화에 대응하기 위한 연구도 할 예정이다.

◆ 임철호 한국항공우주연구원장
Q. 천리안 2B호가 발사됐다. 이후 운용 계획은 무엇인가.
-우선 발사 성공이 정말 기쁘다. 하지만 발사에 성공했더라도 아직 해야 할 일이 많다. 우선 발사 뒤 짧을 때엔 250km 상공, 멀 때는 3만 6000km 상공을 도는 타원궤도에 들어갔다. 앞으로 2주간에 걸쳐 정지궤도인 3만 6000km 상공까지 가야 한다. 이 임무를 우선 잘 마쳐야 한다. 다음에는 궤도상에서 환경탑재체와 해양탑체제의 성능을 최적화하는 시험을 약 6개월간 한다. 해양탑재체는 올해 10월부터 실제 임무를 수행할 것이고, 환경탑재체는 내년 1월부터 미세먼지 측정의 임무를 수행할 수 있을 것으로 기대한다.

Q. 정지궤도위성을 개발할 향후 계획이 있는가.
-정지궤도위성 가운데 통신위성은 대부분 외국에서 만들어서 운용해 왔다. 하지만 우리도 정지궤도위성에 대한 기본적인 설계 등을 할 수 있는 기술을 확보한 만큼 통신위성이나 항법위성인 KPS 등도 기획사업을 통해 국내에서 개발할 가능성이 높아질 것으로 예상한다.

◆ 김민성 해양수산부 해양영토과장
Q. 새로운 해양 탑재체 고씨2(GOCC-2)를 통해 어떤 서비스, 임무를 계획 중인가.
-천리안1호에 탑재됐던 기존 해양탑재체(센서)의 경우 250m 떨어진 두 점을 구분하는 해상도가 나오지 않았다. 이번에 250m까지 볼 수 있는 좋은 탑재체를 개발해서 발사에 성공했다. 앞으로 적조, 녹조, 갈조 등 해양의 생태계 변화를 관찰하는 임무 외에 해양 쓰레기 등 다양한 해양 문제를 심도 있게 관측할 수 있으리라 생각한다. 특히 기존 탑재체는 한반도 주변만 볼 수 있었던 데 반해 이번 탑재체는 전 지구적인 현상을 살펴볼 수 있는 기능이 추가됐다. 앞으로의 연구에 큰 성과가 있을 것으로 기대한다.

Q. 새로운 해양탑제체는 전 세계 바다를 볼 수 있다고 했는데. 관련된 국제협력도 계획돼 있는가.
-천리안2B가 한반도 외에 지구 전체(전구)를 볼 수 있는 기능을 갖추고 있기 때문에 동남아나 호주 등과 협력해서 영상도 공유하고 데이터를 보정받을 부분은 받을 예정이다. 장기적으로는 미국이나 유럽과도 협력을 할 계획이다.
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