알려줘시즈

안녕하세요. 세상을 보는 우주아이입니다.

밤하늘의 수 많은 별 ⭐

도시에 있을 수록 하늘 위로 수 놓아진 별들을 보기가 어려운데요.

그렇지만 유독 반짝이는 별들이 있죠.

그럴때면 감성을 깨는 말이 들려오곤 합니다.

"너무 밝게 빛나는 별은 인공위성이야!" 

과연 인공위성은 밝은 별처럼 육안으로 보는 것이 쉬울까요?

그 궁금증은 마지막에 해결해볼게요.

오늘은 이전 [인공위성 파해치기 (1) 위성영상의 활용]에 이어 인공위성에 대해 이야기하려고 해요.

 



인공위성이란?

▶ 인공위성 :

로켓을 사용하여 대기권 밖으로 쏘아 올려진 주로 지구 둘레의 원 또는 타원 궤도를 위성처럼 비행하는 인공의 물체

즉 인공적으로 행성 주위를 회전하도록 만든 물체들을 말하고, 

비행하는 궤도의 고도에 따라

- 정지위성

- 이동위성

사용 목적에 따라

- 통신위성

- 방송위성

- 기상위성

- 과학위성

- 항법위성

- 지구관측위성

- 기술개발위성

- 군사위성

등으로 구분이 됩니다.

엄밀히 말하면 궤도 비행을 하는 스페이스 캡슐, 우주 왕복선, 우주 정거장도 인공위성에 해당하고, 궤도를 돌고 있는 소진된 로켓 추진장치나 빈 연료탱크 따위도 인공위성이라고 할 수 있습니다.

SIIS에서 제공하는 위성영상은 이동위성이며 지구관측위성인 아리랑위성인 것이죠.

 

왼쪽부터 아리랑위성 3호, 3A호, 5호 

 

▶ 인공위성 시스템 :

크게 네 단계로 나눠볼 수 있는데요.

 

▷ 발사장치

인공위성을 우주로 쏘아올리기 위해선 발사장치가 필요한데요. 로켓, 우주 왕복선 또는 특수 발사체를 포함한 다양한 방법을 사용해서 우주로 발사됩니다. 이때 위성은 지구 주위의 지정된 궤도에 위치하기 위한 궤도에 놓이는데요. 이 말을 풀어서 설명하자면, 특정한 경로를 따라 이동하다가 최종적으로 지구 주변에서 원하는 위치에 도달하는 것이라고 볼 수 있어요. 이동하는 동안 위성은 지정된 궤도에 따라 지구 주위를 회전하며, 이 궤도에 도달하게 되는데요. 이렇게 되면 위성은 지구를 계속해서 돌면서 원하는 기능을 수행하거나 원하는 데이터를 수집할 수 있게 됩니다.

▷ 우주부분

위성이 성공적으로 발사되면 우주 단계에 들어가요. 우주에서 위성은 지구 주위를 도는 궤도에서 작동하고요. 위성은 통신, 기상 관측, 항법, 과학 연구 등 목적에 따라 여러 유형으로 분류 할 수 있답니다.

+ 위성의 구성은요!

전원 시스템, 통신 장비, 페이로드, 제어 시스템, 온보드 컴퓨터로 구성이 되는데요. 위성의 구조는 따로 이야기하는 시간을 가져볼게요!

▷ 지상부분

위성의 작동을 지원하는 지구상의 다양한 요소로 구성이 됩니다. 여기에는 궤도에 있는 위성과 통신하는 지상국이 포함되고요. 지상국에는 위성과 신호를 송수신하기 위한 안테나가 있죠. 이 안테나들은 위성이 지구 궤도를 돌 때 지속적인 통신 범위를 보장하기 위해 전 세계에 전략적으로 설치하게 됩니다.

그리고 임무 통제 센터와 위성의 활동을 모니터링하고 통제하는 운영 센터를 포함해요. 이 센터는 위성 운영을 조정하고 위성을 지휘하며 데이터를 수신 및 처리하고 임무 수행을 분석합니다. 지상 시스템에는 위성에서 수신한 대량의 데이터를 관리하기 위한 데이터 처리 및 저장 시설도 포함되죠.

▷ 사용자

위성의 목적에 따라 사용자는 개인이나 기업, 정부 또는 기타 조직이 될 수 있답니다.

이전 [인공위성 파해치기 (1) 위성영상의 활용]을 참고할 수 있어요!

위 내용들을 요약하면 위성 시스템은 우주로의 위성 발사, 우주에서의 작동 및 구성 요소, 통신 및 제어를 위한 지상 인프라, 위성이 제공하는 서비스 및 데이터의 혜택을 받는 사용자를 포함하죠.

 



▶ 궤도:

인공위성이 궤도에 놓인다고 했는데요. 궤도가 어떻기에 궤도에 위치하기 위한 궤도에 놓인다고 하는 걸까요?

지식백과에 따르면 지구에서 발사된 물체가 지구를 회전할 수 있을 정도의 충분한 속도가 되면 인공위성이 되어 지구를 회전하며 궤도를 만들고, 이때 일반적으로 타원 궤도가 만들어진다고 해요.

 



이렇게 궤도의 높이에 따라서 저궤도, 중궤도, 고궤도로 나뉘어지게 되죠.

고궤도와 같은 높이로 정지궤도도 있는데요. 지구가 도는 속도와 같이 돌고있기 때문에 마치 정지한 것처럼 보여서 정지궤도랍니다. 정지궤도는 고궤도에 있어야만 가능하기 때문에 정지궤도는 고궤도에 속해요.

그럼 이번엔 궤도의 높이별로 살펴볼까요?

▷ 저궤도

고도 : 250~2000km

궤도회전주기 : 90~110분

위성을 높은 위치에 쏘아올리는 것은 어렵기도 하고, 고도가 높으면 그만큼 위성 장비를 강력하게 설계해야 하죠. 그렇기 때문에 대부분의 경우에는 위성을 낮은 궤도에 쏘아올리는 것이 이득인데요. 이 높이를 저궤도라고 부릅니다.

지구 상 물체를 매일 같은 시각에 관측할 수 있는 인공위성은 태양동기궤도를 돌고 있다고 보면 되는데요. 이 태양동기궤도도 저궤도의 한 종류이고, 태양동기궤도를 돌고있는 인공위성은 지구상의 고정된 위치를 일정한 시각에 통과하기 때문에 시간에 따른 물체의 변화를 분석하기에 매우 유리해요.

이런 특성으로 지구관측이나, 기상관측에 많이 사용되고 있지요.

우리나라의 아리랑위성들도 모두 지구관측을 위한 다목적 실용위성으로 태양동기궤도를 돌고있답니다.

▷ 중궤도

고도 : 2000~3만5786km

궤도회전주기 : 2~24시

중궤도는 저궤도보다 높이 위치하고 있기 때문에 지구를 보는 시야가 더 넓어요. 그래서 GPS, 네비게이션 시스템과 같이 지역적 또는 글로벌 커버리지가 필요한 애플리케이션에 적합하다고 할 수 있어요.

항공기나 함선 등이 운행중일 때에도 위치를 측정하는 위성이 있는데요, 그게 바로 항법위성이랍니다. 이 항법위성도 중궤도에 위치합니다.

▷ 고궤도(정지궤도)

고도 : 3만5786km

궤도회전주기 : 하루 (23시간 56분 4초로 지구자전속도와 동일)

고궤도 중 가장 잘 알려진 정지궤도는요, 위에서 살짝 설명한 것처럼 지구 자전과 같은 속도로 지구를 공전하기 때문에 지구 상 특정 지점을 기준으로 고정된 상태를 유지할 수 있어요. 그래서 특정 지역을 지속적으로 커버할 수 있답니다.

이 정지궤도에 특성을 이용한 위성들은 통신 응용 분야에 이점이 있는데요. 일반적으로 TV방송, 통신, 광대역 인터넷 서비스와 장거리 통신에 사용되고 기상 위성의 목적으로도 사용되고 있습니다.

우리나라에는 정지궤도를 돌고 있는 위성들 중에는 천리안위성과 무궁화위성이 있죠.

천리안위성은 국가기상위성센터의 기상관측 위성이고요, 무궁화위성은 한국의 통신과 위성방송사업을 담당하기 위해 발사된 통신위성입니다.

오늘은 인공위성의 종류와 시스템 그리고 인공위성이 돌고있는 자리인 궤도까지 다뤄봤는데요.

우리 모두 위성 척척박사가 될 때 까지!

하나씩 차근차근 알아보아요!!

 

 

이렇게 끝_이 아닙니다.

저 별은 별이냐 위성이냐!

자, 답을 이야기 할 타이밍이네요.

가장 밝게 빛나는 별은 인공위성이다!

정답은 ❌

KARI에서 잘 설명해 주었는데요.

인공위성은 빠르게 지구를 돌기 때문에 육안으로 보는 것이 어렵다고 해요.

이것으로 우리의 밤 감성은 지켜졌습니다! 😁





+

인공위성을 육안으로 관측하기 어렵다고 했지만 절대적인건 아니고요. 운이 좋다면 해가 지거나 뜰 때 태양빛에 반사된 위성을 볼 수 있기도 하다는데요. 우주아이가 그 어려운걸 해냈다지요. 아주 우연히 이동중인 인공위성을 본 적이 있습니다.

때는 바야흐로 지난 2022년 8월 스위스.

저녁식사를 즐긴 후 스위스의 풍경을 핸드폰에 담고 있었는데요.

UFO인듯 정체를 알 수 없는 현상이 관측되어 급히 사진으로 남겼죠.

궁금함에 한국에 돌아와서 알아봤더니 글쎄~!

스페이스X의 스타링크 인공위성이었던 것이죠!

기차같이 일열로 줄지어 이동하는 순간을 '스타링크 기차'라고 부르기도 하는데요.

60개의 위성이 위치 조정 시스템으로 인해 일자로 정렬 후 지정된 위치로 이동한다고 해요.

직접 촬영한 스위스 풍경과 스타링크를 감상하시면서 이번 편을 마칠게요.

우주아이가 직접 촬영한 스타링크 위성과 풍경 사진들 



지금까지 

지구를 향하는 기술 SIIS의,

세상을 보는 우주아이 였습니다!

 

출처: © SIIS / © KARI