위성, 네가 어디있는지 우린 알고있다 > 음 모 론

지난달 중국이 미사일로 우주에 떠있는 자국의 기상위성을 폭파했다. 이때 생겨난 수만 개의 파편이 위성들과 충돌할 가능성도 제기되고 있다. 이를 막기 위해 최근 국내에서 레이저로 우주공간에 떠있는 물체의 위치를 정확히 파악하는 추적시스템이 개발되고 있다. 한반도를 지킬 새로운 빛은 군사위성의 위치에서 지진의 조짐까지 포착해낼 수 있다.
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위성 위치 수십㎝ 이내로 포착

한국천문연구원은 기계연구원 원자력연구소, 인공위성연구센터와 함께 1년여 연구 끝에 최근 레이저 위성추적 시스템의 기본 설계를 마쳤다. 연구원은 향후 5년 이내 250억원을 들여 실제 위성추적이 가능한 시스템을 구축한다는 계획이다.

레이저로 위성의 위치를 알아내는 원리는 간단하다. 지상에서 레이저를 우주공간에 발사한다. 위성이 레이저를 받으면 다시 지상으로 반사한다. 속도는 시간 분의 거리다. 그렇다면 거리는 속도와 시간의 곱. 레이저가 출발한 시간과 반사된 시간을 계산한 뒤 여기에 레이저가 움직이는 속도, 즉 광속(光速)을 곱하면 지상에서 위성까지의 거리가 나오게 된다.

이같은 방법으로 ‘레이저위성추적시스템(LSR, Laser Satellite Rang ing)’은 지구 상공 300~3만6000㎞에 떠있는 위성과 지상과의 거리를 수㎜ 단위로 알아낼 수 있다. 여기에 방향까지 계산하면 위성이 3차원 공간 어느 곳에 있는지를 수십㎝ 이내로 계산해낸다.

중국의 위성 요격으로 인해 발생한 파편이 위성과 충돌하는 것을 막으려면 파편의 위치를 수십㎝ 이내로 알아내야 한다고 한다. 실제로 과거 미국은 위성과 우주 쓰레기의 충돌을 막기 위해 두 번이나 위성의 궤도를 수정한 예가 있으며, 두 번은 충돌로 손상을 입은 적이 있다.

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◆군사목적 활용 가능성 높아

천문연구원이 지난해 6월 공군과 체결한 ‘우주분야 협력에 관한 합의서’에는 레이저 위성추적 시스템이 주요 사항으로 포함됐다. 그만큼 군사용으로 중요한 기술이다.

궁극적으로 레이저위성추적은 우주공간에서 적을 궤멸하는 이른바 ‘스타워즈(star Wars)’의 토대가 된다. 이번에 중국이 기상위성을 요격할 때도 우선 레이저로 정확한 위치를 포착한 뒤 미사일을 발사했을 것으로 추정되고 있다. 때문에 레이저 위성추적 시스템을 갖추면 유사시 적국의 위성이나 미사일을 찾아내 요격할 수 있는 토대는 갖춘 셈이 된다.

현재 레이저 위성추적 시스템을 갖춘 국가는 미국과 러시아, 중국, 호주 등 20여개국에 이른다. 북한도 우리보다 앞서 시스템을 도입한 것으로 알려지고 있다. 천문연구원 임형철 박사는 “2년전 중국 출장에서 만난 외국 전문가로부터 북한이 러시아에서 레이저위성추적시스템 1기를 들여왔다는 얘기를 들었다”고 말했다.

그러나 추적에서 요격까지 모두 레이저로 할 수 있는 국가는 미국과 러시아, 중국 정도에 불과하다. 아직 중국이 레이저 요격 실험에 성공했다는 증거는 없지만 이미 2003년 미 의회는 중국을 잠정 레이저 위성요격시스템 보유국으로 분류했다. 지난해 9월 미국의 언론들은 중국이 미국 군사 위성을 향해 레이저를 발사했다며 이는 레이저 요격을 위한 수순이 아니냐고 보도한 바 있다.

첩보위성을 운용하는 데도 레이저가 필수적이다. 지상의 가로·세로 50㎝ 사물을 점 하나로 인식하는 해상도 50㎝급의 카메라를 장착한 군사위성이라면 위성의 위치를 수십㎝ 이내로 알아내야 원하는 곳을 정확히 촬영할 수 있다.

◆㎜단위 땅 흔들림도 알아내

순수 과학적 목적도 있다. 지진이 일어나려면 지각의 변동이 있어야 한다. 지상에서는 땅의 움직임을 정밀하게 파악하기가 힘들다. 이때 위치가 정확하게 파악된 위성에 레이저를 쏘아 반사되는 것을 측정하면 땅의 움직임을 ㎜ 단위로 측정할 수 있다. 국내에서 개발 중인 레이저 위성추적 시스템에는 차량에 실을 수 있는 이동형도 있다. 지진이 자주 일어나는 동해안 지역을 이동하면서 땅의 움직임을 감지해 지진을 미리 예보할 수도 있다.

지구 자전 축의 변화도 주요 연구대상이다. 현재 지구의 자전 축은 북극성을 향해 있다. 그러나 3만년 뒤에는 축의 방향이 180도 바뀔 것으로 예측되고 있다. 레이저는 미세한 자전축의 변화를 포착할 수 있다.

레이저 위성추적이 가능한 첫 국산위성은 내년 우리나라에서 개발돼 우주발사체 KSLV1호에 실려 우주로 갈 과학기술위성2호다. 또 2010년쯤 발사될 다목적실용위성 5호도 같은 장비를 갖추게 된다. 이 위성엔 해상도 60~70㎝급 광학카메라가 장착될 예정이다. 레이저 위성추적 시스템이 필수적인 까닭이다.


[이 게시물은 선장님에 의해 2014-02-02 11:30:57 미스테리에서 이동 됨]

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