우리얘기

한국항공우주연구원과 KAIST 인공위성연구센터가 지난 1월 30일 성공적으로 발사된 나로과학위성이 궤도 정상 진입 후 촬영한 적외선 및 열영상을 공개했습니다.

이번에 공개된 영상은 나로과학위성의 성능 점검을 위해 촬영한 적외선탑재체의 시험영상으로 2013년 2월 17일 촬영한 우리나라 상공 영상과 2월 21일 촬영한 중국 상공 영상입니다.

※ 아래 모든 사진은 한국항공우주연구원 및 KAIST 인공위성연구센터에서 제공한 것입니다.

대한민국 상공, 2013.2.17

중국 상공, 2013.2.21

2월 17일자 우리나라 영상은 약 500km 고도에서 촬영된 것으로, 정지궤도(고도 36,000km) 천리안위성 적외선영상과 비교할 때 센서가 정상적으로 동작함이 확인되었습니다.

적외선 영상센서의 해상도는 고도 300km에서 360m, 고도 1500km에서는 1800m 입니다.

나로과학위성에 탑재된 적외선 영상 센서는 지상용으로 사용되는 국산 적외선 검출기 소자 기술을 나로호탑재위성개발사업을 통해 우주급으로 개발한 것입니다.

나로과학위성과 천리안 위성 영상 비교(2.17일자)

 
적외선영상은 지표면의 온도추정이 가능해 적외선영상의 처리 및 실용화 기술 개발을 통한 산불탐지, 도시 열섬현상 및 홍수 피해지역 관측, 화산활동 감시 등과 기상ㆍ기후변화 대응, 재해재난 감시 등 다양한 분야에 활용이 가능합니다.

2.17일자 촬영영상의 온도 분포 변환 영상

 
■ 나로과학위성은 2013년 1월 31일 03시 28분 KAIST 지상국과의 최초 교신에 성공한 후, 1개월의 초기 운용을 성공적으로 수행하고 3월부터는 정상운용을 시작합니다

초기운용기간 동안은 위성의 본체 기본 기능 점검과 탑재체의 기능 시험, 적외선 영상 센서를 이용한 지구 열 영상 자료 수집, 반작용 휠을 통한 자세제어 수행, 이온층 관측센서와 방사선량 측정 센서를 통한 초기 관측 자료 수집, 펨토초 레이저 발진기의 우주 시험 등을 성공적으로 진행됐습니다.

나로과학위성은 앞으로 1년 간의 정상운용 기간 동안 지구 타원궤도(300×1500km)를 하루에 14바퀴 돌며, 탑재된 이온층 관측센서와 우주방사선량 측정센서로 지구 주변의 우주환경을 관측하는 한편 이번 시험영상 촬영에 성공한 적외선탑재체를 이용하여 지구의 열 영상 자료 수집하여 기초연구를 지원할 예정입니다.

또한 펨토초 레이저, 자세제어용 반작용 휠, 적외선영상센서, 태양전지판과 전개용 힌지 등 국산기술의 우주환경 검증을 수행하여 펨토초 레이저 발진기를 통한 우주환경에서의 절대거리 측정기술, 세계 최초의 우주 레이저 광원 기술 등을 확보할 예정입니다.

<나로과학위성 적외선 영상 센서 시험 영상> □ 적외선 영상 센서(IRS) 개요  ○ 개요    - 군사용으로 사용되는 국산 적외선 검출기 소자 기술을 나로호 탑재위성 개발사업을 통해 우주급으로 개발한 것으로 중파장 대역의 적외선(MWIR; 3~5μm) 감지 가능  ○ 주요임무    - 우주궤도 환경에서의 적외선 영상 획득을 통해 우주환경에서 운영 가능한 국산 적외선 센서에 대한 기술 검증    - 지표면 또는 해수면에 대한 주, 야간 적외선 영상 획득 □ 대한민국 영상 개요  ○ 촬영시기 : '13.2.17(일) 오후 1시 37분      ○ 촬영 시 위성 자세  ○ 촬영 영상(좌에서 우로 연속 촬영된 영상임)  ○ 2013년 2월 17일 (일) 오후 1시 37분에 촬영된 열 영상  ○ 처리영상 IRS 영상 Gray 역상 IRS 영상 Gray IRS 영상 Rainbow IRS 영상 Rainbow 역상    - 적외선 영상을 이용한 온도 분포 변환 영상  ○ 적외선 영상 촬영 시점의 나로과학위성과 천리안 영상 비교 □ 중국상공영상 개요  ○ 촬영시기 : '13.2.21(목) 오후 1시 49분  ○ 촬영영상  ○ 천리안 위성 적외선영상과의 비교

□ 일반적으로 위성방송은 다채널의 고화질 방송서비스를 제공할 수 있는 장점이 있는 반면 비가 많이 오게 되면 전파 감쇠 때문에 방송이 일시 중단되는 문제가 발생하기도 합니다.

그러나 채널 적응형 위성방송 기술을 적용하면 맑은 날에는 HD(High Definition) 방송을 시청하다가, 비가 많이 내리면 기존 방송처럼 방송이 중단되는 것이 아니라 HD 방송에서 SD(Standard Definition) 방송으로 화질이 전환되어 끊김없이 해당 프로그램을 시청할 수 있는 기술이 있습니다.

이 기술은 비가 안 오는 지역에서는 HDTV가 수신되고, 비가 많은 지역에서는 방송이 중단되는 대신에 SDTV로 프로그램을 수신할 수있는 차세대 디지털 위성방송 기술입니다.

□ ETRI(한국전자통신연구원)는 KT스카이라이프와 공동으로 폭우나 폭설 등의 자연재해에도 끊김없이 위성방송을 시청할 수 있는 채널 적응형 스케일러블(Scalable) 위성방송서비스 기술 개발을 완료하고, Ka 대역 위성인 천리안위성을 통해 서비스 시연까지 성공적으로 마쳤습니다.

이 기술은 2011년 10월 스위스 제네바에서 개최되었던 ITU Telecom World 2011 전시회에 출품돼 큰 관심과 호평을 받은 바 있습니다.

또 ETRI는 국제 표준화 기구인 ITU-R에 채널 적응형 스케일러블 위성방송서비스 기술을  Ka 대역 위성방송서비스를 위한 국제 표준기술로 제안해 채택받았습니다.

그 동안 ITU-R 표준화는 일본이 주도해 왔으나, 이번 표준안 채택으로 우리나라 위성방송 기술의 우수성이 세계적으로 평가를 받은 것입니다.

Ka 대역 위성방송서비스는 현재의 Ku 대역 위성방송서비스보다 월등히 많은 채널의 HDTV(High Definition TV) 나 UHDTV(Ultra-HDTV) 서비스를 제공할 수 있는 차세대 위성방송 서비스입니다.

미국 DirecTV사는 이미 200여 채널의 Ka 대역 위성 HDTV 서비스를 제공하고 있으며, 일본 NHK에서는 초고화질 방송서비스인 UHDTV 서비스를 제공하기 위해 Ka 대역 위성방송 기술개발을 진행 중입니다.

□ 기존의 위성방송 기술로 Ka 대역 위성인 천리안위성으로 위성방송서비스를 제공 할 경우, 강우에 따라 연간 방송 중단시간이 약 13시간(가용도 99.85%) 정도였지만, 이 기술을 적용하면 방송 중단시간이 약 4시간(가용도 99.95%) 정도로 대폭 감소되는 효과를 얻을 수 있습니다.

이번 시연에 사용된 시제품은 HD/SD급의 스케일러블 비디오 인코딩 기술과 가변 변복조 기술을 연동하여 수신기 스스로 강우 상태에 따라 최적의 수신방식을 결정하는 적응형 위성방송 핵심기술이 적용됐습니다.

채널 적응형 위성방송 서비스 개념도

 용  어  설  명

Ka 대역 :
위성방송 및 통신에서 사용되는 20~30GHz 대역 주파수

Ku 대역 :
위성방송 및 통신에서 사용되는 12~14GHz 대역 주파수임.

ITU-R(국제전기통신연합) :
UN산하 국제기구로 전파, 방송 및 위성 주파수에 대한 국제권고를 개발하고 조정하는 역할을 수행하며, ITU-R은 ITU 내에서 전파통신표준화분야를 다루는 섹터임

스케일러블 비디오 인코딩 기술 :
하나의 콘텐츠를 서비스 형태에 따라 가변적으로 사용할 수 있도록 포맷을 변환하는 방식

천리안위성은 3월 11일 해당 지역 상공에 낀 짙은 구름 때문에 대지진 발생 당시의 영상을 확보하지는 못했지만, 이튿날인 3월 12일에는 8차례에 걸쳐 쓰나미 피해지역의 해양 변화를 관측하는데 성공했습니다.

천리안이 포착한 자료에는 지진과 쓰나미로 인해 육상에서 파괴된 다량의 잔존물과 탁수가 해안가에서부터 바다 쪽으로 약 10㎞가량 넓게 퍼져 있는 모습을 바다의 색을 통하여 확인할 수 있습니다.

이는 쓰나미가 발생하면서 육지를 덮쳤던 바닷물이 바다로 빠져나가는 과정에서 다량의 흙탕물과 오염물질을 포함한 채 바다로 흘러 들어갔기 때문인 것으로 보입니다.

해양연은 일본의 대지진 및 쓰나미 피해가 발생하기 전인 3월 9일 관측자료도 추가로 공개했습다.

9일 자료에서는 연안의 바다색에서 특이한 징후를 발견할 수 없으나, 쓰나미 발생 이후 관측된 12일 영상에서는 동쪽 해안을 따라 탁도가 높은 것으로 판단할 수 있는 바다색이 관측됐습니다.

또한 JX니폰 오일에너지의 센다이 정유공장 인근 해안가로부터 화재로 인한 것으로 추정되는 검은 연기 띠가 종일 지속적으로 관측되고 있습니다.

천리안위성은 동북아 인근 지역을 1시간 간격으로 매일 8회 관측함으로써 해양에서 단기간에 일어나는 변화를 빠르게 관측함은 물론 이번 경우와 같이 연안재해에 대한 상황을 파악하는 데에도 도움이 되고 있습니다.

해양연구원은 오는 4월부터 천리안 해양관측위성에서 관측한 영상자료를 일반사용자에게 서비스할 예정입니다.
 

<전문>

사랑하는 항공우주연구원 가족 여러분,

2011년 새아침이 밝았습니다.
여러분 모두 새해 복 많이 받으시고 행운과 건강이 함께 하기를 기원합니다.

항공우주개발 분야에서 지난 2010년은 그 어느 해보다 다사다난했던 한 해였습니다.

우리나라가 개발한 최초의 정지궤도 위성인 '천리안'위성이 성공적으로 발사되어 세계에서 일곱 번째로 정지궤도 기상위성을 보유한 나라가 되었고,

항공분야에서는 한국형헬기의 핵심부품 개발주관기관으로서 모든 구성품의 납품과 인증시험을 무사히 완료했습니다. 
'스마트무인기' 지상통합시험도 성공적으로 수행해 본격적인 비행시험을 위한 토대를 마련했습니다.

한편 '나로호' 2차 발사의 성공을 위해 최선의 노력을 기울였음에도 불구하고 다시 한 번 국민여러분께 실망을 안겨드린 것은 가장 큰 아쉬움으로 남습니다.
'나로호' 1차 발사 이후 문제점을 보완하기 위해 최선을 다했음에도 불구하고, 우주개발의 길이 결코 순탄하지만은 않다는 것을 다시 한 번 실감해야 했습니다.

그러나 실패는 또 하나의 전진이며, 성공으로 가는 과정일 뿐입니다. 우리는 어떤 어려움이 있어도 도전을 멈추지 않을 것입니다.

저는 오늘 새해를 맞아 우리의 꿈과 목표를 다시 한 번 상기하자는 말씀을 드리고 싶습니다. 
우리의 목표는 바로 우리의 독자적인 힘으로 하늘과 우주를 누빌 수 있는 항공우주강국이 되는 것입니다.

당장 눈앞의 결과에 연연해하지 말고, 좀 더 멀리 내다보고,  하나씩 차근차근 우리의 목표를 이루어갔으면 합니다.

2011년에도 많은 일들이 우리를 기다리고 있습니다.
먼저 중반기에 있을 '아리랑위성 5호'의 발사를 성공할 수 있도록 최선의 노력을 다할 것입니다.
'아리랑위성 5호'는 영상레이더를 탑재하고 있어 구름 낀 날씨나 야간에도 관측이 가능해질 것입니다.

'아리랑위성 5호'를 성공적으로 발사하면 현재 운영 중인 '아리랑위성 2호', 그리고 '천리안'위성과 연계하여 영상 활용을 더욱 활성화할 수 있도록 노력할 것입니다.
위성정보 통합?보급체계를 구축하고 상용화를 촉진하는 한편, 위성을 이용한 국가 재난 모니터링시스템 구축도 착수하겠습니다.

발사체 분야에서는 무엇보다 한?러 간의 긴밀한 협력을 통해 '나로호'2차 발사 실패의 원인을 철저하게 규명하여 이후 3차 발사에 반드시 성공하겠습니다.

항공 분야에서는 지난해 한국형기동헬기 '수리온'의 초도비행 성공과 구성품 인증시험 완료에 이어 공격헬기와 연계한 민수헬기 탐색개발을 상반기에 착수할 것입니다. 또한 '4인승 소형항공기' 초도비행 등 항공안전인증 업무를 수행할 것입니다.

올해는 그 동안 수행해 온 수직이착륙 '스마트무인기' 개발사업을 완료해야 하는 시기입니다.
'스마트무인기' 비행시험을 성공적으로 수행하면 우리나라는 미국에 이어 세계에서 두 번째로 틸트로터 기술을 개발하는 나라가 됩니다.

2011년은 이러한 국가사업들을 성공적으로 완수하는 동시에 새로운 국책사업과 핵심기술 개발을 본격적으로 시작하는 한 해가 될 것입니다.

상반기 중에 '아리랑위성 5호'의 후속위성으로  '아리랑위성 6호' 개발에 착수하겠습니다.
국내주도로 개발하게 될 '아리랑위성 6호'는 더욱 향상된 해상도의 영상레이더를 탑재하여 한층 정밀한 전천후 관측이 가능하게 될 것입니다.

'천리안'위성에 이어 기상, 해양, 환경 관측 탑재체를 탑재하는 '정지궤도복합위성'의 개발도 시작하겠습니다.

또한 발사체 핵심기술의 본격적인 개발을 위해 '한국형발사체(KSLV-II)'의 시스템설계를 수행하고,
고성능 75톤급 엔진 개발을 위한 준비를 시작하겠습니다.
우주센터의 엔진 지상시험시설 구축도 착수할 것입니다.

항공 분야에서는 상반기 중 국제 공동 '중형항공기' 선행연구를 종료하고 본격적인 사업에 착수할 것입니다.

사랑하는 항공우주연구원 가족 여러분,

짧은 항공우주개발역사에도 불구하고 우리는 이미 세계와 어깨를 나란히 할 수 있는 위치에 올라섰습니다.
이제 더 이상 도움을 받기만 하는 나라가 아니라 세계와 동등한 위치에서 협력을 논의하고,
나아가 다른 나라에 도움을 줄 수 있는 나라가 됐습니다.

이러한 새로운 국제적 위상에 걸맞게 2011년에는 국제협력에 더욱 적극적으로 동참해나갈 것입니다. 
'국제재난헌장(International Charter - Space and Major Disaster)'에 정식 가입하여 세계 재난 발생 지역에 우리의 위성 영상을 제공하는 등 국제 재난 모니터링의 주요 당사자로 기여할 것입니다.
또한 올해는 우리나라가 국제우주연맹(IAF) 아태지역 그룹 의장국이 됨으로써 아태지역의 우주국제협력을 주도하는 전기가 마련될 것입니다.
상반기 중에는 지난해 처음 실시해 좋은 반응을 얻었던 KARI 국제우주교육을 개최해 지속적으로 수출네트워크를 확보하고, 해외 선진기업과의 기술협력을 추진하여 글로벌 사업화 체계를 구축할 것입니다.

이처럼 우리에게 주어진 임무들을 달성하기 위해서는 더욱 체계화된 조직과 인력 운영이 필요합니다.
우수 인력 확보 및 육성계획을 수립·시행하고, 산학연 협동체제를 강화하여 국가적으로 가용한 항공우주 분야의 인력을 총동원하는 한편, 품질관리 강화, 사업관리 절차 정비 등을 통해 연구사업 수행체계를 정립해 나가겠습니다.
또한 보고체계 확립과 더불어 평가, 인사 등을 통한 책임제도를 정립하겠습니다.

또한 노사화합의 기반 아래 직원에 대한 직무교육을 강화하고, 창의성 제고와 재충전을 위한 연가와 휴양지 이용을 연중  확대하는 등 직원 사기를 높이기 위한 교육 및 복지제도를 늘려나가겠습니다.

전 직원의 화합과 공통 구심점을 강화하기 위해 자유로운 토론과 경험 공유의 장인 워크샵과 청어람회의를 정례화 하겠습니다.

사랑하는 항공우주연구원 가족 여러분,

유지경성(有志竟成)이라는 말이 있습니다.
이루고자 하면 반드시 성공한다는 뜻입니다.
우리는 지금까지 어떤 어려움에도 불구하고 계획한 바를 해내지 못한 적이 없습니다.

선진국보다 훨씬 늦게 항공우주 분야에 도전한 우리가 지금 이만큼 발전한 것은 바로 반드시 이루어야겠다는 마음이 있었기 때문입니다.

어떤 어려움이 있더라도 우리는 극복할 수 있습니다. 
그리고 반드시 항공우주강국으로 우뚝 설 것입니다.

2011년, 유지경성의 마음으로 희망과 자신감을 가지고 우리의 꿈을 향해 힘차게 나아갑니다. 

올 한해도 항공우주연구원 모든 가족 여러분의 변함없는 노력과 단합을 당부 드립니다.

새해 복 많이 받으십시오.
감사합니다.

2011. 1.
한국항공우주연구원장 이주진