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  •  나날이 진화하는 인공위성들… 쓰레기 ‘콕’ 찾아내고, 몸집 ‘쑥’ 줄이고!
  • 권세희 기자
  • 2022-01-17 13:24:00
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지구의 날씨, 해양 및 기후 변화 정보를 제공하기 위한 극궤도위성 JPSS-1의 가상 이미지. NASA 제공

지금 이 시간에도 지구의 주위를 공전(한 천체가 다른 천체의 둘레를 주기적으로 도는 일)하고 있는 인공위성. 각국이 지구 상공으로 쏘아올린 통신위성, 과학위성, 방송위성 등 수많은 인공위성들은 지구를 시시각각 내려다보며 다양한 임무를 수행하고 있다.

최근의 인공위성들은 그 기능이 정교화 되면서 전통적인 관측 임무 외에도 바다 위에 떠 있는 쓰레기를 추적하고, 남극의 해빙을 관찰하기도 하는 등 다채로운 임무를 척척 수행해낸다. 또 커다란 몸집을 확 줄여 10㎏ 내외의 작은 크기로 우주로 향하는 인공위성도 있다.


바다 위 쓰레기 추적 해볼까?


스마트 해양환경 관리 플랫폼 구상도. 인천시 제공

인공위성이 해양 생태계를 위협하는 쓰레기를 관리하는 구원투수로 떠올랐다. 인천시와 인천 옹진군은 최근 해양수산부가 공모한 ‘지역 밀착형 탄소중립 오션 뉴딜’ 사업을 유치해 추진하는데, 인공위성 등을 활용해 해류(일정한 방향과 속도로 이동하는 바닷물의 흐름)를 따라 쓸려 다니는 해양쓰레기의 이동 경로를 파악할 예정이다.

해양쓰레기 등 해양환경 문제의 해결은 인천시의 오랜 과제였다. 수도권 해양의 대부분은 인천시가 담당하는데, 인천시가 담당하는 바다 중 강화도와 영종도 주변 일부를 제외하면 대부분의 해양 면적은 옹진군이 관할하고 있다. 이곳에서 수거되는 해양쓰레기만 연간 2000t(톤), 이 쓰레기 처리에 들어가는 비용만 수십억 원에 이를 정도.

그간 해양쓰레기 처리는 사람이 직접 눈으로 발견하고 수거하는 방식으로 이뤄졌다. 이에 사람이 보지 못하는 광활한 바다 곳곳의 무인도, 해안절벽 등에 방치된 해양쓰레기를 찾는 것이 어려운 문제로 꼽혔다. 인공위성과 함께 드론, 해저 음파탐지 장비 등을 활용하면 해양쓰레기의 분포를 파악하기가 보다 쉬워질 것으로 시와 군은 보고 있다. 바다에 퍼져있는 쓰레기 위치 등의 데이터를 효과적으로 공유하고 체계적으로 관리할 수 있다는 것이다.


얼음 얼마나 녹는지 보기 위해 시력 높였지!


한 선박이 꽁꽁 언 해빙의 옆으로 지나가고 있다. 극지연구소 공식 블로그 캡처

인공위성은 ‘시력’을 높여 북극 해빙(바닷물이 얼어 만들어진 덩어리)의 변화도 추적한다. 현재 우리나라가 운용하는 대부분의 인공위성은 해빙 관측용으로 제작된 것이 아니어서 해빙이 얼마나 녹고 있는지 정확하게 관측하는 것이 어려웠는데, 이를 극복할 기술이 개발된 것.

극지연구소 김현철 박사 연구팀은 해빙의 실제 변화를 인공위성으로 관찰하는 기술을 개발하는 데 성공했다. 극지연구소는 “북극 해빙에서 반사된 전자기파(공간에서 전기장과 자기장이 주기적으로 변화하면서 전달되는 파동)를 분석해 해빙의 움직임과 해빙 가장자리에서 나타나는 변화를 확인했다”고 최근 밝혔다. 이 기술을 활용하면 바람이 불어오는 방향과 속도에 따라 해빙 표면의 두께와 거칠기가 어떻게 변하는지, 즉 해빙이 얼마나 녹고 있는지 면밀히 파악할 수 있다.

북극 해빙을 관찰하는 것은 왜 중요할까. 지구의 지붕이라고도 불리는 북극 해빙은 현재 지구온난화 등으로 빠른 속도로 녹고 있다. 해빙이 녹으면 해수면 상승이 일어나 지구 환경에도 커다란 영향을 주기에 지속적인 관찰이 필요하다. 뿐만 아니라 해빙이 움직이거나 쪼개지면 선박 등의 항해를 방해할 수 있어 배들의 안전한 항해를 위해서도 정확한 관측이 뒷받침돼야 한다.


작지만 높이 나는 새처럼


도요샛의 가상도. 한국천문연구원 제공


도요샛은 나노 위성으로는 세계 최초로 편대비행에 나선다

책가방만한 크기의 작은 위성도 속속 등장하고 있다. 한국천문연구원은 우주 날씨 관측 업무를 수행할 초소형 위성인 ‘도요샛’의 실제 모델을 지난달 공개했다.

도요샛은 ‘작지만 높이 나는 새’라는 의미로 2017년 개발에 착수해 약 5년간의 연구기간을 거쳐 완성됐다. 무게 10㎏ 이하의 위성 4기로 구성된 도요샛은 올해 상반기 카자흐스탄의 발사장에서 러시아의 ‘소유즈-2’ 로켓에 실려 우주로 날아갈 예정이다.

그간의 인공위성들은 커다란 크기로 인해 우주로 이동하는 데 많은 시간과 비용이 들었다. 그런데 도요샛과 같은 초소형 위성은 크기가 작아 발사와 개발 비용이 획기적으로 줄어든다는 것이 가장 큰 장점.

몸집은 작아도 성능은 뛰어나다. 한국천문연구원은 도요샛을 고도 500㎞에 띄운 뒤 초소형 위성으로는 세계 최초로 편대비행(일정한 거리와 간격을 유지하는 비행)을 수행한다. 위성 간격을 조절하며 앞뒤 또는 양옆으로 체계적으로 줄을 맞춰 날면서 우주의 미세한 변화를 속속들이 관찰한다는 것. 도요샛은 태양풍과 지구 자기장의 상호 작용, 우주환경 실시간 예보 등의 임무에 나설 예정이다.

▶어린이동아 권세희 기자 ksh0710@donga.com

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