우주에서 보내는 그림
[한국항공우주연구원 제공]
밤하늘을 올려다보면 은은하게 빛나는 별들 사이로 유난히 빛나는 별을 볼 수 있습니다. 사실 별인 줄 알았는데 그게 인공위성이라는 걸 알고 있었나요? 우리가 하늘에서 바라보는 별들은 도시의 빛에 의해 밝기를 잃지만 인공위성 빛의 세기는 육안으로 쉽게 확인할 수 있기 때문입니다. 그러한 인공위성은 우주에서 인간을 위해 많은 일을 하고 있습니다. 인공위성은 인간의 필요에 따라 과학실험, 정찰, 통신 등의 목적으로 만들어져 지구 주위를 돌고 있으며 유용한 정보를 보내오고 있습니다. 인공위성은 먼 우주에서 고성능 카메라로 지구를 돌고 영상을 촬영해 지구에 정보를 전송합니다. 인공위성이 보내온 정보가 우리에게 어떻게 유용한 자료가 되는지 자세히 알아볼까요? 인공위성 영상 제작 방법
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인공 위성은 전자 광학 카메라, 레이더 센서, 적외선 센서를 통해서 영상을 촬영합니다. 이 중 가장 많이 활용되고 있는 것이 “전자 광학 카메라”입니다. 주로 육상 관측에 활용되고 아리랑 1호 위성에 탑재된 카메라입니다. 인공 위성은 이러한 전자 광학 카메라로 촬영한 영상은 지상 송신국에 주파수 형식으로 변화하고 전달됩니다. 인공 위성 카메라도 촬영 대상에서 나온 빛을 광학 기구로 모아 초점 면에 상을 만들일반 카메라 방식과 같습니다. 상 만드는 방법은 일반 카메라와 같지만 우주에서 지구를 찍는 것은 아주 먼 거리여서, 완벽하고 좋은 화질의 영상을 얻는 것은 어렵습니다. 원하는 색과 온도 차이를 확실히 표현하기 어렵고 구름 같은 이물질이 촬영을 방해하기도 합니다. 지구가 둥글다는 특성 때문에 평면에 사진을 투영하는 과정에서 생기는 왜곡도 생깁니다. 촬영 중에 화질을 저해하는 다양한 원인이 발생합니다. 함께 위성 영상은 사람의 눈으로 인지할 수 있는 가시 광선 파장 영역 외에 다양한 영역도 촬영이 가능하므로 이에 대한 다음 보정 작업이 필수입니다. 이를 보통 검사 바오딩 단계라고 부르며 위성 발사 전의 준비, 발사 후의 초기 운영 기간 검사 바오딩 완료, 그리고 정상 운영 기간은 지속적인 영상 품질 유지 3단계로 진행됩니다. 특검 바오딩의 “검”은 위성이 지상에 보낸 자료가 정상 품질 기준에 맞는지 확인하는 검정(Validation)이며,”보정(Calibration)”은 과학적 방법으로 자료를 정확하게 만드는 겁니다. 위성 영상 보정 방법[한국항공우주연구원 제공]위성 이미지 보정 방법에는 크게 4가지가 있습니다. 방사 보정, 대기 보정, 기하 보정, 정사 보정이 그것입니다. 먼저 방사 보정은 영상 촬영 당시 태양광, 대기, 지형 등에서 발생하는 왜곡을 보정하는 작업입니다. 둘째, 대기 보정은 지상과 카메라 사이에 존재하는 대기로 인한 영향을 제거하는 작업이고, 셋째 기하 보정은 인공위성이 대상 지역을 촬영할 당시 위성의 움직임과 지구 자전으로 인한 차이를 보정하는 작업입니다. 마지막으로 정사 보정은 위성 영상을 공중에서 수직 방향으로 내려다본 것과 같은 형태를 취하도록 투영하는 작업입니다. 이러한 방법으로 보정한 후 최종적으로 검수를 통해 다시 검정하여 보정이 잘 되었는지 재확인하는 작업을 진행합니다. 인공위성, 지구를 관찰해 우리에게 편리한 삶을 선사한다[한국항공우주연구원 제공]인공 위성이 촬영한 위성 영상은 지도를 제작하거나 지리 정보 시스템(GIS)를 구축하는 데 이용됩니다. 뿐만 아니라 위성 화상은 도시, 농경지, 산림의 관리는 물론 적조, 황사, 산불, 산사태, 폭설, 해양 유류 사고 같은 재해·재난을 감시하는 데도 이용할 수 있습니다. 여기 위성 화상은 적조, 산사태, 전염병, 지진 같은 재해·재난을 감시하고 대처하는 데도 도움이 됩니다. 한국의 출연자인 한국 항공 우주 연구원(이하 항우연)은 1999년 12월 21일 처음으로 우주에 아리랑 인공 위성 1호를 발사했다. 다목적 실용 위성인 아리랑 위성은 자체 위성 개발 기술의 확보와 공공 수요의 위성 화상의 확보를 목표로 추진되었습니다. 다목적 실용 위성은 저궤도 지구 관측 위성으로 전자 광학 카메라, 영상 레이더, 적외선 카메라 등의 탑재체를 통해서 다양한 위성 데이터를 확보했으며 국토·해양 모니터링, 기상, 지질, 농업, 수자원, 재해 대응 등에 활용하고 있습니다. 항우연은 1999년에 한국 최초의 다목적 실용 위성인 아리랑 위성 1호를 개발하고 아리랑 위성 1호의 개발 경험을 바탕으로 2006년에는 세계 7번째로 해상도 1m급의 아리랑 위성 2호를 개발했습니다. 또 항우연은 해상도 70cm급 광학 관측 능력을 갖춘 아리랑 위성 3호, 영상 레이더를 탑재하는 기상 조건에 관계 없이, 그리고 밤낮을 불문하고 지구 관측이 가능한 아리랑 위성 5호, 해상도 55cm급 광학 및 적외선 관측이 가능한 아리랑 위성 3A호를 개발 운영하고 있습니다. 이어 항우연은 아리랑 위성 5호의 후속 위성으로 영상 레이더 성능이 향상된 아리랑 위성 6호와 초정밀 광학 및 적외선 센서를 탑재하는 아리랑 위성 7호와 아리랑 위성 7A학위를 개발하고 있습니다. 국제 천문학계를 주도하는 한국 항공 우주 연구원[한국항공우주연구원 제공]아리랑위성 7호는 2022년 발사 예정이며 아리랑위성 7A호는 2024년 발사를 앞두고 있습니다. 한국의 인공위성 개발 개시는 선진국보다 40년 정도 늦었지만 오늘날 항우연은 지속적인 투자와 연구개발로 현재 세계 6~7위권의 인공위성 개발 기술력을 가지고 있다는 평가를 받고 있습니다. 세계 최첨단 수준의 인공위성 설계, 해석, 조립, 시험기술을 확보하고 위성개발에 필수적인 첨단 위성시험시설과 위성운용 인프라와 기술, 위성정보 활용기술 등도 보유한 항우연의 우주 도전은 끝없이 이어지고 있어 매우 기대됩니다. 항우연의 고성능, 고감도 기술을 탑재한 인공위성에 의해 지원받을 수 있어 대한민국 국민으로서 자부심을 갖게 합니다. 곧 항우연이 국제 천문학계를 주도하는 연구원이 되기를 응원합니다!아리랑위성 7호는 2022년 발사 예정이며 아리랑위성 7A호는 2024년 발사를 앞두고 있습니다. 한국의 인공위성 개발 개시는 선진국보다 40년 정도 늦었지만 오늘날 항우연은 지속적인 투자와 연구개발로 현재 세계 6~7위권의 인공위성 개발 기술력을 가지고 있다는 평가를 받고 있습니다. 세계 최첨단 수준의 인공위성 설계, 해석, 조립, 시험기술을 확보하고 위성개발에 필수적인 첨단 위성시험시설과 위성운용 인프라와 기술, 위성정보 활용기술 등도 보유한 항우연의 우주 도전은 끝없이 이어지고 있어 매우 기대됩니다. 항우연의 고성능, 고감도 기술을 탑재한 인공위성에 의해 지원받을 수 있어 대한민국 국민으로서 자부심을 갖게 합니다. 곧 항우연이 국제 천문학계를 주도하는 연구원이 되기를 응원합니다!아리랑위성 7호는 2022년 발사 예정이며 아리랑위성 7A호는 2024년 발사를 앞두고 있습니다. 한국의 인공위성 개발 개시는 선진국보다 40년 정도 늦었지만 오늘날 항우연은 지속적인 투자와 연구개발로 현재 세계 6~7위권의 인공위성 개발 기술력을 가지고 있다는 평가를 받고 있습니다. 세계 최첨단 수준의 인공위성 설계, 해석, 조립, 시험기술을 확보하고 위성개발에 필수적인 첨단 위성시험시설과 위성운용 인프라와 기술, 위성정보 활용기술 등도 보유한 항우연의 우주 도전은 끝없이 이어지고 있어 매우 기대됩니다. 항우연의 고성능, 고감도 기술을 탑재한 인공위성에 의해 지원받을 수 있어 대한민국 국민으로서 자부심을 갖게 합니다. 곧 항우연이 국제 천문학계를 주도하는 연구원이 되기를 응원합니다!