KOMPSAT

왜 배우는가: 다목적실용위성은 국내 지구관측 자료를 공급해 온 실용위성 계열이며, 국가 우주기술 자립의 출발점이 되었다. 지도제작과 국토관리에 쓰이는 영상의 원천이므로 체계와 활용을 묻는 문제로 자주 출제되는 개념이다.

출제 이력: 제134회 1교시 10번, 제128회 2교시 3번, 제125회 3교시 4번, 제108회 1교시 13번, 제98회 1교시 7번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

다목적실용위성(KOMPSAT)은 한국항공우주연구원이 주도하여 개발한 국내 지구관측 실용위성 계열이다.

다목적실용위성은 지구 관측을 주 임무로 하면서 지도제작, 국토관리, 산림과 환경 감시, 재난 분석 등 여러 응용 분야에 영상 자료를 제공하는 위성 시리즈이다. 국민 공모를 통해 아리랑이라는 이름을 얻었으며, 이를 따라 아리랑위성이라고도 부른다. 답안의 첫 줄에는 위 정의를 그대로 쓰고, 이어서 아래 핵심 키워드를 본문에서 풀어 쓴다.

• 다목적실용위성(KOMPSAT): 한국형 실용 지구관측위성 계열의 정식 명칭이다. 세대마다 번호를 붙여 아리랑 1호, 아리랑 2호처럼 부른다.
• 아리랑위성: 다목적실용위성의 별칭이다. 이름이 국민 공모로 정해졌다는 점에서 계열의 상징성이 있다.
• 광학위성: 가시광선과 근적외선 영역의 태양 반사광을 전자광학 카메라로 촬영하는 위성이다.
• SAR 위성: 합성개구레이더를 탑재해 마이크로파를 쏘고 되돌아온 신호로 영상을 만드는 위성이다.
• 지상 해상도: 영상의 한 화소가 지표에서 차지하는 크기로, 판독 능력을 좌우하는 핵심 지표이다.
• 국산화율: 위성의 설계·제작·조립 가운데 국내 기술로 수행한 비율이다.
• 원격탐사: 대상과 직접 접촉하지 않고 위성이나 항공기의 센서로 지표를 관측하는 기술이다.

2. 개념 풀이

정식 정의는 다음과 같다. 다목적실용위성은 한국항공우주연구원의 주도 아래 개발되어 지구 관측 영상을 획득하고, 그 자료를 지도제작과 국토관리 등에 제공하는 실용 위성 계열을 말한다. 개발은 한국항공우주산업 등 국내 기관과 해외 기업의 협력으로 추진되었으며, 계열 전체가 국가 우주개발 계획의 일부이다.

원리는 다음과 같다. 위성은 일정한 궤도를 돌며 센서로 지표에서 반사되거나 방출되는 전자기파를 받아 영상을 만든다. 광학 위성은 태양 빛이 지표에서 반사된 세기를 측정하므로 낮 시간과 맑은 날씨에서 촬영 효율이 높다. 아리랑 2호도 광학 카메라를 쓰기 때문에 밤 시간대이거나 구름이 끼어 있으면 촬영이 불가능하다. 이 한계를 보완하는 것이 합성개구레이더(SAR)이며, 자체 마이크로파를 쏘아 되돌아온 신호로 영상을 만들므로 주야간과 기상 조건의 영향을 덜 받는다.

지상 해상도는 영상의 한 화소가 지표에서 차지하는 크기이다. 지상 해상도가 작을수록 지표 물체를 세밀하게 식별한다. 다목적실용위성 계열은 세대가 바뀌며 이 값을 낮춰 왔다. 아리랑 2호는 전정색 영상 1m, 다중분광 영상 4m급 해상도를 가졌다. KOMPSAT-3는 흑백 0.7m, 컬러 2.8m 수준이었다. KOMPSAT-3A의 광학 해상도는 흑백 0.55m, 컬러 2.2m이다. 이는 KOMPSAT-3의 값보다 향상된 것이다.

KOMPSAT-3A에는 중적외선 대역을 관측하는 적외선 센서도 탑재되었다. KOMPSAT-3A의 적외선 센서는 3.3~5.2μm 대역을 관측한다. 이 대역은 지표 물체가 내보내는 열을 감지하므로, 낮과 밤, 날씨와 관계없이 열 영상을 얻을 수 있다.

아리랑 2호는 685km 상공에서 약 100분에 지구를 한 바퀴 돈다. 한반도는 2분 정도면 촬영이 가능하다. 아리랑 1호의 위성 관제는 S 밴드, 위성자료 수신은 X 밴드를 이용하였다. 원시 영상은 센서 자세와 지형 기복에 따른 왜곡을 포함하므로, 지도제작에 쓰려면 기하학적 보정과 정사보정을 거쳐야 한다.

3. 등장 배경과 필요성

대한민국은 1995년 다목적실용위성 사업을 시작하였다. 목표는 국내 지구관측 영상 산업을 육성하고 원격탐사 응용 서비스를 공급할 기반을 마련하는 것이었다. 사업의 첫 결실은 1999년 12월에 발사된 아리랑 1호이며, 이 위성은 국내 엔지니어가 주로 개발한 최초의 위성이다.

지도제작과 국토관리는 넓은 영역의 최신 영상을 주기적으로 필요로 한다. 항공사진은 촬영 비용이 크고 기상 조건의 제약을 받지만, 위성은 궤도를 따라 반복 관측할 수 있어 국토 전역의 변화를 주기적으로 파악하는 데 적합하다. 아리랑 1호 자료는 3차원 지형도 제작, 토지 이용도 분석, 산림변화 감시, 연안 관리 기본자료 추출 등에 활용할 수 있게 되었다.