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"미세먼지 감시부터 해양재난 감시까지" … 세계 첫 환경관측 정지궤도위성 천리안2B 임무는

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"미세먼지 감시부터 해양재난 감시까지" … 세계 첫 환경관측 정지궤도위성 천리안2B 임무는

2020.02.18 14:09
한반도를 24시간 관측하는 천리안 2B호의 상상도. 한국항공우주연구원 제공
한반도를 24시간 관측하는 천리안 2B호의 상상도. 한국항공우주연구원 제공

천리안2B호는 지구에서 3만 6000km 떨어진 곳에서 지구의 자전 속도와 같은 속도로 지구 주위를 돌며 한 지점을 집중 관측하는 ‘정지궤도’ 위성으로 한반도와 그 주변 바다와 대기를 24시간 관측하며 해양 환경 변화와 대기 오염물 농도 등을 10년간 집중 관측할 계획이다. 특히 정지궤도위성으로는 세계 최초로 환경 탑재체를 갖춰 미세먼지 농도 변화를 실시간 모니터링하고, 국가간 이동 현상(월경)을 관측할 수 있다. 해양탑재체는 적조나 갈조, 해무 등 재해를 감시하고 어업에 유용한 정보를 제공해 수산업과 해양 분야 연구에 기여할 것으로 기대된다.


환경 관측 임무는 천리안1호에 없던 새로운 기능으로, 천리안2B호는 세계 최초로 대기 환경을 상시 관측할 수 있는 정지궤도 위성이다. 환경관측장비 젬스(GEMS)를 탑재하고 있다. 한반도와 동아시아의 미세먼지 발생과 이동을 상시 관측하며 대기 중에 존재하는 미세먼지와 미세먼지를 유발하는 물질(이산화질소, 이산화황, 포름알데히드 등)을 하루 8번 살핀다. 기후변화 유발물질(오존, 에어로졸) 등 20여 가지 대기오염물질도 들여다볼 수 있다.

 

환경탑재체의 대기오염물질 관측 방법. 태양빛을 받으면 물질마다 각각 다른 파장의 빛을 흡수한다. 이 원리를 활용해 지구 대기에 반사된 빛을 분석해 대기에서 어떤 파장의 빛이 흡수됐는지를 알아내고, 관측 지역에서 어떤 대기 오염물질이 얼마만큼 있는지 알아낸다. 과학동아DB
환경탑재체의 대기오염물질 관측 방법. 태양빛을 받으면 물질마다 각각 다른 파장의 빛을 흡수한다. 이 원리를 활용해 지구 대기에 반사된 빛을 분석해 대기에서 어떤 파장의 빛이 흡수됐는지를 알아내고, 관측 지역에서 어떤 대기 오염물질이 얼마만큼 있는지 알아낸다. 과학동아DB

관측 범위는 동쪽 일본으로부터 서쪽 인도네시아 북부와 몽골 남부까지 동아시아 지역 13개 국가를 포함한다. 우리나라를 비롯해 중국, 일본, 대만, 필리핀, 라오스, 태국, 캄보디아, 베트남, 말레이시아, 싱가포르, 인도네시아, 몽골이 여기에 속한다. 대기오염 상황을 실시간 모니터링하는 것은 물론, 최근 환경문제의 주요 이슈 중 하나인 월경성 오염물질 감시에도 활용될 수 있다.

 

해양 관측 임무는 2010년 발사된 통신 및 기상·해양관측 위성인 천리안1호의 임무 가운데 해양관측 임무를 이어 받았다. 천리안1호의 해양관측장비(탑재체)인 고씨(GOCI)의 성능을 대폭 개선한 GOCI-2를 탑재했다. 바다 위 500m 떨어진 지점을 두 점으로 구분할 수 있던 GOCC의 성능을 개량해 250m 떨어진 두 점을 구분할 수 있다. 가로 세로 거리 해상도가 2배 향상되면서, 공간 해상도는 네 배 높아졌다. 그만큼 같은 지역을 더 상세하게 관측할 예정이다.


하루 8번 관측하던 1호에 비해 하루 10회로 관측 가능 횟수가 늘었고, 관측하는 빛의 파장대 수도 8개에서 13개로 대폭 늘어나 더 다양한 해양 현상을 관측할 수 있다. 관측 가능한 데이터 종류도 13개에서 26개로 두 배 늘었다. 해무나 해빙, 저염분수나 해양오염물의 이동 양상, 적조나 갈조의 발생 등 해양 환경 정보를 동영상처럼 관측하고, 어장을 탐색하거나 양식환경을 모니터링하는 등 어장환경정보도 관측할 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.


천리안2B호는 발사 후 약 한 달간 궤도전이 과정을 거쳐 고도 3만 6000㎞의 정지궤도에 안착하면 내년부터 미세먼지 같은 대기환경 정보를 관측해 한반도에 보내게 된다. 적조·녹조 등 해양환경 정보는 오는 10월부터 제공할 계획이다.

 

세계 최초로 환경탑재체를 갖춰 미세먼지 농도 변화 모니터링하고, 해양탑재체는 적조 등 재해를 감시하는 기능을 수행한다. 한국항공우주연구원 제공
천리안 2B호는 세계 최초로 환경탑재체를 갖춰 미세먼지 농도 변화 모니터링하고, 해양탑재체는 적조 등 재해를 감시하는 기능을 수행한다. 한국항공우주연구원 제공

 

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