기상기술정책 Vol.7, No.2(통권 제20호) 2014년 12월 31일 발행 등록번호 : ISSN 원고모집 기상기술정책 지는 범정부적인 기상 기후 분야의 정책 수요에 적극적으로 부응하고, 창의적인 기상기술 혁신

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1 Vol.7, No.2(통권 제20호) 2014년 12월 31일 [등록번호 : ] ISSN 특집 12 위성 기술과 활용 칼럼 위성을 활용한 전 지구적 관측 방안 정책초점 기상위성 운영기술의 선진화 방안 관측위성기술의 현황 및 전망 연구개발용 위성의 현업 활용성 제고 방안 위성을 이용한 국가재난감시 체계 구축 위성영상서비스 시장 빅뱅과 새로운 관점 논단 우주기상의 연구 현황 및 발전 방향 해외기술동향 기상위성 기술 정책 정보 동향 위성기반 작전기상 소개

2 기상기술정책 Vol.7, No.2(통권 제20호) 2014년 12월 31일 발행 등록번호 : ISSN 원고모집 기상기술정책 지는 범정부적인 기상 기후 분야의 정책 수요에 적극적으로 부응하고, 창의적인 기상기술 혁신을 위한 전문적인 연구 조사를 통해 기상 기후업무 관련 분야 의 발전에 기여할 목적으로 발간 기획되었 습니다. 본 기상기술정책 지는 기상 기후 분야의 주요 정책적 이슈나 현안에 대하여 집중적 으로 논의하고, 이와 관련된 해외 정책동향 과 연구 자료를 신속하고 체계적으로 수집 하여 제공함으로써 기상 정책입안과 연구 개발 전략 수립에 기여하고자 정기적으로 발행되고 있습니다. 본지에 실린 내용은 집필자 자신의 개인 의 견이며, 기상청의 공식의견이 아님을 밝힙 니다. 본지에 게재된 내용은 출처와 저자를 밝히는 한 부분적으로 발췌 또는 인용될 수 있습니다. 기상기술정책 에서는 기상과 기후분야의 정책이나 기술 혁신과 관련된 원고를 모집하고 있습니다. 뜻있는 분들의 많은 참여를 부탁드립니다. 편집위원회의 심사를 통하여 채택된 원고에 대해서는 소정의 원고료를 지급하고 있습니다. 원고매수: A4 용지 10매 내외 원고마감: 수시접수 보내실 곳 및 문의사항은 발행처를 참고 바랍니다. 더 자세한 투고방법은 맨 뒷편의 투고요령을 참고바랍니다. 기상기술정책 편집위원회 발 행 인 : 고윤화 편 집 기 획 : 국립기상연구소 정책연구과 편집위원장 : 남재철 편 집 위 원 : 김백조, 김금란, 장동언, 전영신, 배덕효, 이우성, 박중훈, 반기성 편 집 간 사 : 김정윤, 이경미, 김인겸 발행처 주소 : ( ) 제주특별자치도 서귀포시 서호북로 33 국립기상연구소 전화 : 팩스 : [email protected] 인쇄 : 미래미디어

3 제7권 제2호(통권 제20호) 2014년 12월 31일 발행 기상기술정책 C o n t e n t s 특집 : 위성 기술과 활용 칼럼 03 _ 위성을 활용한 전 지구적 관측 방안 / 고윤화 정책초점 06 _ 기상위성 운영기술의 선진화 방안 / 김방엽 16 _ 관측위성기술의 현황 및 전망 / 김병진 25 _ 연구개발용 위성의 현업 활용성 제고 방안 / 안명환 44 _ 위성을 이용한 국가재난감시 체계 구축 / 윤보열, 염종민, 한경수 57 _ 위성영상서비스 시장 빅뱅과 새로운 관점 / 조황희 논단 68 _ 우주기상의 연구 현황 및 발전 방향 / 김용하 해외기술동향 82 _ 기상위성 기술 정책 정보 동향 / 국가기상위성센터 위성기획과 93 _ 위성기반 작전기상 소개 / 안숙희, 김백조

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5 위성을 활용한 전 지구적 관측 방안 칼 럼 고윤화 기상청장 위성영상을 보시겠습니다. 9시 뉴스의 말미에 등장하는 기상캐스터가 꼭 하는 멘 트이다. 이처럼 위성영상은 시청자들이 직관적으로 날씨를 이해할 수 있는 주요 수단 이 되었다. 하지만 기상위성의 역사가 약 50년 정도로 짧은 것을 아는 사람은 많지 않 다. 기상위성 관측은 초기에 넓은 지역의 구름분포와 변화를 관측하여 일기예보를 단 순히 지원하는 수준이었으나, 기술발전에 따라 대기 중 수증기, 해수면온도, 식생 변 화는 물론 지구온난화의 증거자료를 측정하는 수준에 이르기까지 다양한 실제 기상 업무에 이용되고 있다. 기상선진국에서는 위성을 이용한 지구관측이 자연재해에 대 한 조기대응의 핵심요소가 된지 이미 오래이며, 남 북극의 오존홀/빙하의 장기변화와 같은 대규모 환경변화 현상을 관할하는데도 인공위성 없이는 불가능하다. 우리나라는 2010년 6월 전 세계에서 7번째로 정지궤도위성인 천리안위성을 발사함 으로써 기상위성운영국 반열에 올라 세계기상업무를 지원하고 있다. 과거에는 태풍 이나 집중호우, 황사 등이 한반도 주변에서 발생하여 신속한 예보가 필요한 상황에서 도 30분에 1번씩 일본으로부터 제공받는 위성자료를 기다려야 했다. 하지만 천리안위 성은 한 시간에 8번 한반도 주변 관측이 가능하여 우리가 원하는 시간에 원하는 지역 을 관측할 수 있게 되었다. 또한 위성자료의 응용분야 확대를 통해 기후변화 감시 및 기상기술정책

6 C.o.l.u.m.n 에너지 활용, 수문, 해양 등 다양한 국가 사회적 이슈에 대응하는 것은 물론 자료 축적을 통해 관련학 문 발전에도 이바지할 수 있게 되었다. 위성 기술의 발전에 따라서 그 역할과 범위가 확대되고 있으며 사회경제 효과에 대한 기여가 재조명 되고 있다. 기상위성 자료 및 산출물은 재난 상황에서 인명 및 재산을 보호하는 데 널리 활용되기도 한 다. 다수의 정지궤도위성을 보유한 중국의 경우 태풍 등 재난 발생 시 위성을 특별관측모드로 전환하 여 1시간 이내에 해당 지역의 위성영상을 6분 간격으로 제공하고 있다. 이는 태풍 중심위치 및 강수예 보의 정확도를 향상시켜 재난으로부터 국민의 생명과 재산을 보호하는 데 기여하고 있다. 현재 전 세 계적으로 개발이 진행 중이거나 발사 예정인 차세대 정지궤도위성은 10분 이내 영상관측이 가능하도 록 제작하고 있기 때문에 향후에는 재난대응이 정상관측모드에서도 가능할 것이다. 2018년 발사 예정 인 우리나라의 정지궤도기상위성(Geo-Kompsat-2A)도 10분마다 전구 관측이 가능하며, 위험기상 발 생시 2분마다 특별관측이 가능할 것이다. 한편, 미국, 유럽 등 선진국에서는 기상위성이 재난재해 대비에 활용될 때 사회 경제적으로 미치는 편익을 정량화하려는 노력을 기울여왔다. 최근에는 이들 국가의 연구기관들을 중심으로 위성 운영기 관 간 테스크포스팀을 꾸려 위성관측시스템의 사회경제적 편익을 정의하고, 신뢰성있는 정량화 방법 을 개발하려 하고 있다. 노력의 일환으로 유럽은 재산보호, 유럽경제 그리고 개인사용자라는 세 분야 에 대한 위성의 가치 분석을 통해 위성을 활용한 예보정보가 연간 62조의 경제적 효과가 있음을 추정 하였다. 유사하게 우리의 기상청은 후속 정지궤도위성 기상탑재체 개발을 통해 인적 재산피해, 기상산 업 부가가치 및 비용 절감 등의 요소에서 기상위성이 운영될 10년 동안 연간 600억 원의 경제성이 있 음을 보고하였다. 이처럼 인공위성은 국가간 협력과 같은 정치적 가치, 예보기술 향상과 같은 기술적 가치, 재해예방 및 대비와 같은 사회적 가치뿐만 아니라, 지구온난화 감시 및 적응전략 마련이라는 인류의 생존권이 걸린 보편적 가치를 지니고 있다. 또한 우수한 위성제작 기술과 달리 열악한 발사체 개발 기술 수준은 향후 우리가 노력해야할 부분이기도 하다. 우주분야의 거대 과학기술은 국가의 지속적 지원이 필요하며, 수 많은 시행착오가 불가피한 분야이다. 위성 선진국들의 50여 년간의 경험을 단기간에 따라잡기는 어려 울 것이나, 독자 위성 개발 과정의 성공과 실패의 경험을 통해 축적되는 기술과 노하우를 대한민국이 우주개발 선진국으로 나아가는 소중한 밑거름으로 활용하여야 할 것이다. 4 Meteorological Technology & Policy

7 정 책 초 점 기상위성 운영기술의 선진화 방안 김방엽 관측위성기술의 현황 및 전망 김병진 정 책 초 점 연구개발용 위성의 현업 활용성 제고 방안 안명환 위성을 이용한 국가재난감시 체계 구축 윤보열, 염종민, 한경수 위성영상서비스 시장 빅뱅과 새로운 관점 조황희

8 정책초점 기상위성 운영기술의 선진화 방안 김방엽 한국항공우주연구원 정지궤도위성관제팀장 Ⅰ. 서론 Ⅱ. 본론 - 국내 기상위성 운영기술의 선진화 방안 Ⅲ. 결론 - 무엇을 바꿔야 하는가? 본격적인 위성활용의 시대에 접어든 현 상황에서 국내 기상위성 운영기술을 선진화시키기 위해서는 기상 위성자료의 생산 측면에서의 자료 결합 과 활용 측면에서의 운영 기관의 세분화 및 전문화 가 필요하다. 기상위성 운영기술을 선진화하고 거기에서 창출되는 정보의 가치를 높이기 위해서는 공개 와 소통 의 기 반이 조성되어야 한다. 자유로운 정보 활용과 커뮤니케이션의 기반 위에 진정한 기상위성 운영기술의 선 진화와 우주산업 분야의 새로운 가치가 창조될 수 있을 것이다. 6 Meteorological Technology & Policy

9 기상위성 운영기술의 선진화 방안 I. 서론 우리나라 최초로 기상관측 임무를 띠고 지구정지궤도에서 운영 중인 천리안위성 이 발사된 지 벌써 만 4년이 훌쩍 지났다. 2011년 4월 1일부터 시작된 정규운영 기 간도 올해 9월 30일을 기점으로 3년 6개월 즉, 7년으로 예정된 임무운영 기간의 절 반을 넘겼다. 천리안위성은 2014년 11월 현재 아무런 사고 없이 순조롭게 맡은 바 임무를 충실히 수행하고 있다. 필자는 2003년부터 시작된 천리안위성 개발사업의 첫 단계부터 참여하였고 발사부터 지금까지 천리안위성의 임무관제를 담당해오고 우리나라는 이제 위성개발 시대를 벗어나 위성활용 시대에 접어들었다 있다. 이에 이 지면을 빌어 천리안위성의 개발과 운영을 위해 애쓴 많은 분들의 노력 이 훌륭한 결실을 맺고 있음에 깊은 감사를 드리는 바이다. 천리안위성의 예정된 임무기간이 절반을 넘은 지금, 그 후속위성인 정지궤도 복 정 책 초 점 합위성 2A와 2B의 개발도 차질 없이 진행되고 있다. 천리안과 달리 정지궤도 복합 위성(이하 정복위성 )은 기상관측 전용인 2A위성과 해양 및 환경 관측을 담당하 는 2B위성, 이렇게 2기의 위성으로 나뉘어 개발되고 있다. 천리안 외에도 다목적실 용위성과 과학위성, 큐브샛 등 국가 주도로 개발된 위성과 민간 개발 위성을 합해 서 크고 작은 10기 이상의 위성을 발사하였으니 이제는 우리나라도 최초 라는 타 이틀만을 강조하는 위성개발 시대를 벗어나 실질적인 위성활용 의 시대로 접어들 고 있다고 보아야 할 것이다. 본 글에서는 본격적인 위성활용의 시대에 접어든 현 상황에서, 앞으로 위성의 관 측자료를 기상예보와 기후변화 모델 개발에 더욱 심도 있게 활용하기 위해서 어떤 방향으로 나아가는 것이 효과적이 될 것인지를 고찰해보고자 한다. 특히 우리보다 훨씬 이전부터 기상위성을 운영해 온 미국과 유럽에서 현재 추진 중인 기상위성 개 발 계획을 참고하여 우리의 상황에 적합한 방안을 제안해보고자 한다. 특히 다음 의 사항들을 중심으로 이야기 하고자 한다. - 국내 기상위성 운영기술의 선진화 방안 1. 기상위성 자료의 생산 측면에서의 방안 자료의 결합 2. 기상위성 자료의 활용 측면에서의 방안 운영 기관의 세분화 또는 전문화 기상기술정책

10 정책초점 날씨와 기후변화를 더 잘 이해하기 위해 두가지 이상의 위성관측 자료를 결합하여 사용해야 할 것이다 - 선진국의 기상위성운영 사례 - 우리나라 기상위성 운영기술 선진화 방향 - 결론: 무엇을 바꿔야 하는가? II. 본론 - 국내 기상위성 운영기술의 선진화 방안 자료의 생산 측면에서는 결합을, 활용 측면에서는 세분화, 전문화를 지향 필자는 본 글에서 미래의 우리나라 기상위성의 운영기술 선진화를 논함에 있어 결합(Combination)과 분화(Specialization)라는 두 개의, 어쩌면 서로 반대되는 의미를 가진 키워드로 풀어가고자 한다. 자료의 생산 이라는 측면에서는 결합 을, 자료의 활용 이라는 측면에서는 분화 를 키워드로 삼고자 한다. 자료의 생산에 있어서 결합 이라 함은 다음의 세 가지를 뜻한다. 첫째, 정지궤도 위성과 극궤도위성의 자료 결합, 둘째, 지구관측위성과 태양활동 감시위성, 우주환 경 감시위성 관측자료의 결합, 그리고 셋째, 광학위성 자료와 레이더 위성자료의 결 합이다. 또한 자료의 활용에 있어서 세분화 혹은 전문화 란 다음의 세 가지를 지향한다 는 의미이다. 첫째, 기관간의 협력 운영체제(전문기술의 분업화), 둘째, 해외 기상위 성 운영기관과의 협력, 끝으로 국가 주도의 위성운영으로부터 전문 기술을 가진 민 간 기업으로의 아웃소싱, 즉 위성운영의 민영화이다. 1. 기상위성 자료의 생산 측면에서의 방안 - 자료의 결합 먼저 자료의 생산 즉, 기상위성이 관측하여 지상으로 송신하는 관측자료의 수 신과 보정, 전처리, 2차 가공 등에 관해 살펴보기로 하자. 결론부터 말하자면, 대기 변화의 역학관계를 파악하고 시간의 흐름에 따라 날씨와 기후의 변화를 지금보다 더욱 정확히 알기 위해서 두 가지 이상의 위성 관측자료를 결합하여 함께 사용하 는 것이 앞으로의 방향이 되어야 할 것이다. 즉, 기상예보를 위해 정지궤도 기상위성 8 Meteorological Technology & Policy

11 기상위성 운영기술의 선진화 방안 자료와 저궤도(극궤도) 기상위성 자료를 함께 사용하거나 지구관측위성 외에도 지 구대기 변화의 주원인이 되는 태양활동 감시위성의 자료를 같이 사용하는 것이다. 일반적으로 저궤도 위성인 극궤도 기상위성은 지표면의 동일 지역을 재방문하는 주기가 24시간 보다 훨씬 길기 때문에 국지적인 일일예보에는 적당하지 않은 것으 로 알려져왔다. 하지만 엘니뇨와 라니냐 같은 전 지구적인 기후변화가 국지 날씨의 변화에도 적지 않은 영향을 주는 것이 이미 알려졌으므로 두 종류의 위성 자료를 함께 사용하여 장단기 변화에 모두 활용 가능한 예보 모델을 개발하는 것이 가능 하리라 생각된다. 해외 정지궤도 기상위성의 자료와 우리 위성의 관측자료를 동시 위성의 자료 결합을 통해 시너지효과를 만들어 낼 수 있다 에 사용하여 기상예보에 활용하는 업무를 기상청에서는 이미 오래 전부터 진행해 왔으며 이에 대한 많은 노하우(know-how)도 축적된 상태라고 볼 수 있을 것이다. 정 책 초 점 정지궤도위성 관측자료의 결합이나 정지궤도와 극궤도위성의 자료 결합을 통해 얻을 수 있는 이점에 대해서는 항공대 연구보고서(장영근 등, 2010)에 잘 나타나 있 다. 즉, 정지궤도위성끼리 혹은 정지궤도와 저궤도위성의 자료결합을 통해 시공간 해상도의 증대, 분광해상도 및 범위, 공간 커버리지 등에서 성능 향상을 기대할 수 있다. 또한 입체적인 분석에 의한 추가산출물 확보 등의 시너지 효과를 기대할 수 가 있는 것이다. 사운더를 탑재한 위성의 자료를 확보할 수 있다면 3차원의 기상변 화 모델을 개발 할 수 있는 매우 독보적인 결과를 만들어 낼 수도 있을 것이다. 국내 위성의 자료 결합만으로 이와 같은 시너지 효과가 부족하다면 해외 위성의 자료와 연계하는 방법도 가능할 것이다. 다행히 기상위성 자료는 국가 간에 무상으로 상호 제공하는 것이 관례로 여겨져 왔다. 여기서 잠시, 기상위성 운영 선진국에서 가까운 미래에 운영할 계획으로 개발이 진행 중인 기상위성에는 어떤 것이 있는지 살펴보고 가기로 한다. 먼저 최초의 기 상위성 TIROS를 발사했던 미국은 현재 운영 중인 GOES-N 시리즈의 후속위성 인 GOES-R 시리즈를 2016년부터 2025년 사이에 발사할 예정이다. GOES-R 위 성은 16채널 촬영이 가능한 ABI (Advanced Baseline Imager) 기상영상 센서를 탑재하고 있으며 전구(Full Disk) 관측에 소요되는 시간도 기존 27분에서 5분으 로 크게 단축시켰다. 특히 GOES 위성을 운영하는 미국 NOAA(해양대기청)에서 기상기술정책

12 정책초점 미국과 유럽연합은 자료의 결합을 위해 정지궤도와 극궤도 위성을 동시에 운영하고 있다 는 GOES-R 위성시리즈와 비슷한 시기에 극궤도위성인 JPSS (Joint Polar Satellite System) 시리즈를 지구 궤도에 올려서 정지궤도위성과 극궤도위성을 동시에 운영 하여 양 위성 자료의 동시 활용 효과를 기대하고 있다. 여기에 2011년 10월 28일에 발사된 지구환경관측 위성 Suomi NPP (National Polar-orbiting Partnership) 위 성의 관측자료 역시 활용하고 있다. 유럽연합의 Eumetsat 역시 미국과 유사한 위성관측 체계를 유지할 방침이다. 현 재는 정지궤도 기상위성인 MSG (Meteosat Second Generation) 시리즈와 극궤 도 위성인 Metop, 지구관측 위성인 Jason-2 위성을 운영하고 있으며 2018년 이 후에 각각 정지궤도에는 MTG (Meteosat Third Generation), 극궤도에는 EPS- SG (Eumetsat Polar System - Second Generation)를 투입할 예정이다. 지구관 측위성은 Jason-3가 뒤를 이을 예정이다. MTG 위성은 MSG 보다 더 크고 더 좋 게 만드는 것을 목표로 개발될 것이다. 이 위성들은 수치예보(NWP, Numerical Weather Prediction)와 나우캐스팅(Nowcasting) 목적에 적합하도록 개발될 것으 로 알려졌다. 총 6기의 정지궤도위성으로 구성되며 각 위성의 중량은 3톤이다. 영 상관측기 (Imager) 위성인 MTG-I 위성 4기, 사운더(Sounder) 위성인 MTG-S 위 성 2기로 구성될 예정이며 첫 번째 위성은 2018년에 발사될 예정이다. MTG-I 위 성에는 미국의 ABI와 마찬가지로 16채널 관측이 가능한 FCI (Flexible Combined Imager) 센서가 탑재된다. 기본적으로 10분 이내 전지구 촬영이 가능할 것이다. 주 탑재체인 FCI 외에도 LI (Lightning Imager) 관측센서가 탑재되어 구름속 및 구름 과 지상 간의 번개를 관측할 수 있게 된다. 번개는 대기 중의 산화질소를 발생시키 는 것으로 알려져 있어서 장기적으로 번개 발생을 관측함으로써 대기변화에 주는 영향을 예측할 수 있는 기술 연구를 목표로 하고 있다. 게다가 NOAA의 GOES-R, GOES-S 위성에 탑재될 GLM (Geostationary Lightning Mapper)와 자료 호환이 가능하다고 한다. MTG-S 위성은 적외선과 자외선 사운더, Sentinel-4 (Ultraviolet Visible Near-infrared) 분광기를 탑재할 예정이다. 일본의 경우에는 현재 운영 중인 MTSAT-1R, MTSAT-2 위성의 뒤를 이어 올 해 10월에 발사된 히마와리 8호와 2년 후에 발사될 히마와리 9호, 두 기의 정지 10 Meteorological Technology & Policy

13 기상위성 운영기술의 선진화 방안 궤도 기상위성이 대기변화 연구와 기상예보에 주로 사용될 예정이다. 히마와리 (Himawari, 해바라기) 8호는 올해 10월 7일에 발사되었고 16일에 동경 140.7도 궤 도에 안착하였다. 일본의 경우에는 구체적인 극궤도 기상위성 개발 계획은 아직 알려진 바가 없다. 다음의 <표 1>은 히마와리 8호 위성의 관측 대역을 나타낸다. 히마와리 8호 역시 16채널 기상영상 센서를 탑재하였다. 이상과 같이 미국, 유럽연합, 일본 등의 최신 기상위성 시스템은 정지궤 도위성과 저궤도위성의 자료를 동시에 활용하여 더욱 효과적인 기상예보 에 활용하는 추세이다. 여기에 더해서 지구관측위성과 태양활동 감시위성, 위성 정보의 부가가치 창출을 위해 기술 세분화와 정보에 대한 접근성을 높여야 한다 <표 1> 일본의 히마와리 8호 위성의 기상영상센서 관측대역 우주환경 감시위성의 관측자료까지 결합함으로써 그 시너지 효과를 극대 화하고 있다. 정 책 초 점 앞에서 논의한 정지궤도 기상위성과 저궤도 기상위성 간의 자료 결합, 기 상위성 자료와 우주관측 위성 간의 자료 결합에 지표면의 반사효과를 측정 할 수 있는 레이더위성의 자료까지 더해질 수 있다면 새로운 형태의 기상예 보모델 개발도 기대할 수 있으리라 생각된다. 이 부분에 있어서 2013년 8월 에 발사된 다목적실용위성 5호의 활약을 기대해 본다. 2. 기상위성 자료의 활용 측면에서의 방안 - 운영 기관의 세분화 또는 전문화 이제는 자료의 활용 이라는 측면에서 살펴보기로 한다. 위성 자료의 활용 분야 를 확대하고 정보의 가치를 더욱 다양화하기 위해서는 해당 정보를 활용할 대상자 들이 쉽게 접근할 수 있는 길을 열어주어야 하는 것이 당연한 이치일 것이다. 그러 한 방안 중의 하나로 위성 정보의 부가가치 창출을 위한 기술 세분화와 위성 정보 에 대한 접근성을 높이는 방안을 제안하고 싶다. 위성 운영을 통해 축적된 정보들은 마치 보석을 가공하기 전의 원석과 같아서 가 공하기에 따라 여러 가지 부가가치를 창출할 수 있는 가능성을 가지고 있다. 이러한 가치를 만들어내기 위해서는 기술력을 가진 개인이나 집단이 쉽게 자료에 접근할 기상기술정책

14 정책초점 기관, 기업, 대학 간 협력과 상호기술 교류가 가능한 체제 구축이 필요하다 수 있어야 하고 새로운 이론과 가공 기술을 활용할 수 있는 여건을 마련해 주어야 한다. 위성을 운영하는 몇몇 부처나 국가기관에서 폐쇄적인 활용을 해서는 안 될 것 이며 기술과 아이디어를 가진 일반에게 공개함으로써 새로운 가치 창출을 할 수 있 는 기회를 제공하여야 할 것이다. 또한 연구기관은 물론이고 기업이나 대학을 포함하여 기상위성의 자료 활용을 원하는 정부기관과 민간기업, 민간단체 사이의 협력 체계를 강화하고 실질적인 상 호 기술교류가 가능한 체제를 만드는 것이다. 이때 중요한 것은 자료 활용 기술을 세분화하여 분담하고, 아주 세밀한 부분에서 기술 개발이 진행될 수 있도록 종합적 인 여건이 마련되어야 한다는 것이다. 이에 대해서는 정부에서도 여러 가지 구체적 인 안을 제시하고 있으며 대표적인 예가 위성정보활용촉진센터(가칭)와 위성정보 [그림 1] 천리안위성의 운영기관 업무 분담 천리안위성 운영 한국항공우주연구원 국가기상위성센터 한국해양과학기술원 한국전자통신연구원 활용 기술교육센터의 설립 이다. 이와 관련한 공청회 도 개최한 바가 있다. 이와 관련한 예로써 현재 천리안위성 운영에 참여하 - 위성 명령 전송 및 상태 감시 - 임무 계획 작성 - 위성 궤도 운영 - 이벤트 예측 - 지상 관제 및 영상 처리 시설운영/관리 - 기상탑재체 관측 계획 작성 - 기상 관측영상 전 처리 및 영상자료 배포 - 기상영상 전문분야 활용 연구 - 기상영상 장비 운영/관리 - 해양탑재체 관측 계획 작성 - 해양 관측영상 전 처리 및 영상자료 배포 - 해양영상 전문분야 활용 연구 - 해양영상 장비 운영/관리 - 통신탑재체 운영 계획 수립 - 통신중계기 사용기관 기술지원 - 통신지상국 운영/관리 는 기관들의 업무 분담과 활용 기관들의 체계를 살 펴보자. 먼저 천리안위성 의 운영은 [그림 1]과 같이 기술용역 전문업체 지원 기술용역 전문업체 지원 기술용역 전문업체 지원 기술용역 전문업체 지원 4개 기관에서 각각 분담하 고 있다. 한국항공우주연구원(항우연)에서는 위성임무관제, 영상 수신 및 처리 백업, 그리 고 영상자료의 백업 저장 등을 담당하고 있으며 이러한 업무는 항우연 위성정보연 구소에서 수행하고 있다. 또한 기상청 소속기관인 국가기상위성센터에서는 기상탑 재체 영상자료의 수신과 처리, 배포업무를 하고 있으며, 항우연의 주관제시스템에 문제가 생길 경우를 대비한 부관제시스템 운영도 맡고 있다. 안산에 위치한 한국해 양과학기술원 해양위성센터에서는 해양탑재체 영상자료의 수신과 처리, 배포 등을 12 Meteorological Technology & Policy

15 기상위성 운영기술의 선진화 방안 담당하고 있다. 천리안위성에 탑재된 세번째 임무탑재체인 Ka-대역 우주통신중계 기에 대해서는 한국전자통신연구원이 그 운영을 담당하고 있다. 천리안 기상영상자료의 활용은 주로 기상청 산하 국가기상위성센터에서 담당하 고 있는데 이곳에서 직접 수신한 기상영상자료들은 보정과 전처리, 표준포맷으로 의 변환 단계를 거쳐 최종 사용자들에게 지상망과 위성망을 경유해서 전송되고 있 다. 천리안위성의 해양영상자료에 대해서는 한국해양과학기술원 해양위성센터에 서 담당하고 있는데 해양탑재체 자료에 대해서는 국내는 물론 해외 연구기관에서 도 상당한 관심을 보이고 있고 자료 활용에도 적극성을 나타내고 있다. 광학탑재체 해외 기상위성 운영기관과의 다각적인 협력을 강화해 나가야 한다 는 아니지만 천리안위성의 통신중계기 탑재체도 공공 분야와 초고속 광대역 위성 통신 분야에 활발히 활용되고 있다. 정 책 초 점 앞에서 잠깐 언급한 바와 같이 해외의 기상위성 운영기관과의 다각적인 협력을 강화해 나가야 한다는 것도 빼놓을 수 없는 선진화 방안 중의 하나이다. 천리안위 성이 발사되기 전, 자국 기상위성이 없던 시절에 우리나라는 일본의 기상위성 GMS 에서 내려오는 일본 열도 기상관측 사진에 들어있는 한반도 영상을 기상예보에 사 용해왔다. 현재 세계적으로 NOAA(미국 해양대기청), EUMETSAT(유럽연합 기상 위성기구), JMA(일본 기상청), CMA(중국 기상청), 그리고 러시아와 인도 등이 우리 보다 먼저 기상위성을 활용했던 나라들이다. 우리는 앞으로 기상위성 보유국으로 서 이들과 어깨를 나란히하며 동등한 지위에서 자료를 공유할 수 있는 위치에 있게 되었다. 이러한 이점을 충분히 활용하여 다른 나라의 위성이 관측한 자료를 함께 사용하여 좀 더 심도 있는 예보가 가능하도록 해야 할 것이다. 끝으로 위성운영의 선진화 방안의 하나로 국가 주도의 위성운영 중 일부 기술분 야를 민간 위성운영 전문기업으로 민영화하는 방안을 제안하는 바이다. 여기서 일 부 기술 분야라 함은 구체적으로는 위성의 임무관제와 지상 시스템 장비 구축 및 관리 부분을 의미한다. 미국처럼 우주산업 분야에서 첨단에 있는 선진국에서는 이 미 많은 우주기술 분야, 심지어 우주발사체 분야마저 민영화하고 있음은 익히 잘 알 려진 사실이다. 우주분야에서 후발 주자임이 확실하고 아직 가야할 길이 먼 우리나 라지만 이미 많은 경험이 있는 위성 관제와 국내 기술로 가능한 수준에 오른 관련 기상기술정책

16 정책초점 위성관제, 소프트웨어 개발부터 민영화 정책을 추진할 수 있을 것이다 소프트웨어 개발과 같은 세부 분야에서는 민간에 기술을 이양하는 민영화 정책을 추진해 볼 수 있지 않을까 생각한다. 이러한 민간 기업으로의 기술이전과 민영화는 우주를 무대로 하는 새로운 전문 산업분야를 창조하는 길이 될 수도 있을 것이다. 굳이 우주 분야가 아니어도 위성 정보를 활용하는 데 필요한 부수적인 기술 분야, 예를 들어 슈퍼컴퓨터를 활용한 자료 처리와 수치예보 기술 분야에서도 전문기업의 참여를 더욱 유도할 수 있다면 이 또한 좋은 결과를 기대할 수 있으리라 여겨진다. III. 결론 - 무엇을 바꿔야 하는가? 결론은 공개와 소통, 커뮤니케이션, 다양한 네트워크를 활용하는 것 최근 들어 각광받고 있는 IT 용어 중의 하나에 플랫폼(Platform)'이라는 말이 있 다. 본래의 뜻은 기차역의 승강장을 말하는 것이지만 IT 분야에서의 플랫폼은 기 술개발자와 기술의 수요자들이 자유로이 만나 새로운 가치를 만들어 내는 일종의 광장, 터전, 틀, 체계 등의 의미로 사용된다. 애플 社 의 앱스토어, 구글의 안드로이드 운영체계 등이 그 한 예인데 플랫폼의 대표적인 특징 중의 하나는 그 플랫폼을 만 든 사람의 의도와 무관하게 전혀 예측하지 못한 방향에서 무궁무진한 가치가 만들 어 질 수 있다는 것이다. 사람과 사람이 만나는 곳, 기술개발자와 기술수요자가 만 나는 순간 전혀 새로운 세계, 새로운 분야가 열릴 가능성이 잠재한다는 것이다. 위 성정보의 활용 분야 역시 그러한 잠재력이 있는 곳이 아닌가 필자는 상상해본다. 다만 이러한 상상이 구체화 되려면 몇 가지 기본 바탕이 전제되어야 한다. 플랫폼 산업의 가장 중요한 특징을 뽑으라면 공개 와 소통 이라 할 수 있다. 모든 자료는 누 구에게나 열려있어야 하고, 자유로운 접근이 가능해야 한다. 또한 플랫폼에 접속한 사람들 간에 원활한 소통과 제한 없는 의견 교환이 보장되어야 한다. 위성운영 기 술을 선진화하고 거기에서 창출되는 정보의 가치를 높이기 위해서는 바로 이러한 공개 와 소통 의 기반이 조성되어야 할 것이다. 14 Meteorological Technology & Policy

17 기상위성 운영기술의 선진화 방안 자유로운 정보 활용과 커뮤니케이션의 기반 위에서 진정한 위성운영 기술의 선진 화와 우주산업 분야의 새로운 가치 창조가 진행될 수 있으리라 생각한다. 정보의 가치를 높이기 위해서는 공개와 소통의 기반이 조성되어야 한다 참고문헌 강용혁 등, 2013: 신재생에너지 자원지도 및 활용시스템 구축사업. 한국에너지기술연구원 연구보고 서, pp 고윤화, 2014: 기상위성 보유국을 넘어 위성기술 자립국으로. 전자신문 일자. 김백조 등, 2013: 기상정보 활용 및 가치 창출 지원 연구. 국립기상연구소 연구보고서, pp 김영화 등, 2013: 위성 지구환경변화 감시 및 전지구강수관측위성 활용기술 개발. 국립기상 연구소 연구보고서, p. 16. 류상범 등, 2011: 위성을 통한 지구환경변화 감시기술 및 전지구 강수관측위성(GPM) 활용기술 개발. 국립기상연구소 연구보고서, pp 배덕효 등, 2009: 기후변화 대응 수문 기상 통합시스템 구축 및 추진방안(5개년) 마련. 기상청 위탁 연구보고서(세종대학교), pp , 정 책 초 점 손병주 등, 2009: 기상위성의 활용성 확대 및 연구개발 협력체계 구축을 위한 연구. 기상청 위탁연구 보고서(서울대학교 등), pp. 5-16, , 2011: 위성 관측 및 활용연구회. (재)기상지진기술개발사업단 위탁연구보고서(서울대 등), pp. 1-4, 안명환, 2012: 기상위성의 태동: 최초의 기상위성 TIROS. 한국기상학회지, 22(4), pp , 2014: 현업용 기상위성에 대한 주도권 다툼: 1960년 TIROS 발사 이후. 한국기상학회지, 24(2), pp 이민형 등, 2011: 기상 R&D 성과분석 및 성과관리 개선방안 정책연구. 기상청 위탁연구보고서(과학 기술정책연구원), pp 임형택 등, 2013: 창조경제실현을 위한 기상기후정보의 융.복합 정책개발연구. 기상청 연구보고서. 장영근 등, 2010: 천리안위성 기상자료처리 및 활용기술 개발을 위한 기획연구 보고서. 기상청 위탁연구보고서(한국항공대학교), pp , 홍성은 등, 2010: 초단기 및 실황예보지원을 위한 위성활용 예측정보산출 기술개발II. 국가기상 위성센터 위탁연구보고서(지아이소프트), pp EUMETSAT, 2014: Monitoring Weather and Climate from Space (Central Operation Report for the period January to June 2014), EUMETSAT HQ. 기상기술정책

18 정책초점 관측위성기술의 현황 및 전망 김병진 (주)쎄트렉아이 대표이사 Ⅰ. 국내 지구관측위성 개발현황 Ⅱ. 세계 지구관측위성 개발현황 Ⅲ. 대응전략 Ⅳ. 결론 최근 기상정보를 활용한 사업영역이 확대되면서 고품질 관측 자료를 위한 위성의 수 역시 증가하였다. 현대 의 위성산업에서 우위를 점하기 위한 전략에는 기존 방식을 더욱 발전시켜 성능이 향상된 고성능 위성을 이 용하거나 다수의 위성을 이용하여 시간해상도를 향상시키는 방법이 있다. 또한 이미 국내 산업계가 충분히 가지고 있는 중소형 위성체 기술을 적극 활용하여 저궤도 기상위성을 개발한다면 비용과 위험은 낮추면서 도 높은 성능의 독자 기성위성을 확보할 수 있다. 이와 함께 탑재체 기술을 국산화하기 위한 노력이 병행된 다면 국내 위성 산업체의 경쟁력 향상과 과학기술 수준의 향상을 함께 추진할 수 있을 것이다. 16 Meteorological Technology & Policy

19 관측위성기술의 현황 및 전망 I. 국내 지구관측위성 개발현황 우리나라 최초의 인공위성인 우리별 위성 시리즈를 포함한 대부분의 과학기술 위성 시리즈는 지구관측장비를 탑재하였다. 또한 정부 주도로 개발한 다목적실용 위성 시리즈도 저궤도에 발사된 관측위성이었고, 통신해양기상위성은 해양과 기 상관측 목적의 지구관측 탑재체가 실려 정지궤도에 발사되었다. 이처럼 우리 정부 의 투자로 이루어진 대부분의 인공위성들은 지구관측 목적을 가지고 개발이 추진 되었다. 최근 기상정보 자체가 상업적인 목적을 가지는 새로운 시장으로 부각 해외에서도 초기 단계의 우주개발은 지구관측 임무로 시작되는 비슷한 패턴을 발견할 수 있다. 이것은 지구관측위성이 통신, 항법, 과학목적의 위성보다 기술적인 진입장벽이 상대적으로 낮으면서도 영상을 필요로 하는 명확한 수요를 가지고 있 정 책 초 점 는 기술적, 정책적 환경에 따른 결과로 보여진다. 지구관측위성은 다양한 영상의 품질 요소가 있으나 영상의 공간해상도가 가장 핵심적인 품질 지표가 된다. 일반적인 저궤도 관측위성은 공간해상도 성능을 가장 중요한 성능목표로 개발되고 있다. 반면 기상관측위성의 경우는 보다 넓은 지역을 관측하고 촬영된 영상데이터로부터 과학적으로 의미 있는 데이터를 생성하는 부분 이 일반 관측위성에 비해 상대적으로 강조가 되는 특징을 가지고 있다. 과거 기상위성은 과학연구, 일기예보와 같은 학문적 목적이나 공공적 수요에 대 응하기 위해 개발되어 왔던 반면 최근에는 기상정보 자체가 상업적인 목적을 가지 는 새로운 시장으로 부각되고 있다. 기상예보에 대한 정확성, 획득 주기 등이 급격 하게 발전함에 따라 지역별 맞춤형 예보, 농작물의 선물거래에 활용 등 다양한 서 비스 사업이 구체화되거나 이미 상업화 단계에 있다. 기상기술정책

20 정책초점 상업적인 사업자가 대거 등장하면서 위성의 수 증가 II. 세계 지구관측위성 개발현황 1. 기상위성 이외 지구관측위성 시장에 대한 전망 기상위성을 제외한 지구관측위성의 시장 변화를 2012년을 기준으로 전후 10년 을 비교하여 분석한 Euroconsult 자료에 따르면 지구관측위성의 수가 두 배 이상 증가하고 시장의 규모도 급격하게 커졌지만, 위성의 무게와 평균 가격은 30%를 전 후하여 감소하는 추세를 보일 것으로 전망하고 있다. 가장 중요한 변화는 위성의 숫자가 이전과는 비교할 수 없을 만큼 증가한다는 사실이다. 이는 지구관측위성 을 발사하려는 국가의 숫자가 30% 정도 증가한 것도 하나의 요인이겠지만, 이보다 <표 1> 기상위성 이외 지구관측위성 시장의 세계적 변화 추세 구분 2003~2012년 2013~2022년 비고 위성 수 대폭증가 발사 국가 수 증가 위성의 무게 1,115 kg 829 kg 감소 평균 위성 가격 86백만불 62백만불 감소 위성 제조 시장 규모 152억불 279억불 대폭증가 는 기존의 위성 보유국가들 중에서 근 래 새로운 상업적인 사업자가 대거 등 장하고 이들이 한 번에 여러 대의 위성 을 동시에 운용하려는 위성군 ( 衛 星 群, constellation) 사업을 계획하고 있는 결과로 해석된다. 2. 기상관측위성의 개발현황 및 전망 기상위성의 시장변화를 따로 분석하면 전후 10년 동안 발사되는 기상위성의 수 가 두 배 이상 증가하는 것을 알 수 있다. 그러나 주요 기상위성의 제조시장은 앞 으로도 자국 프로그램 수요에 의존하고, 발사 국가도 변화가 없는 것으로 나타나 고 있다. 향후 기상위성기술 개발 추세는 저궤도위성의 발사 수가 정지궤도위성 발 사 수에 비해 상대적으로 더 크게 증가하고, 정지궤도위성은 점점 더 크고 비싸지 는 반면, 저궤도위성은 점점 더 작아지고 가격이 낮아지는 것으로 해석할 수 있다. 정지궤도위성 데이터와의 차별성으로 인해 저궤도 기상관측위성이 최근 국내에 서 많은 관심을 받고 있다. 가장 대표적인 것은 미국의 NOAA 위성으로 전체길이 18 Meteorological Technology & Policy

21 관측위성기술의 현황 및 전망 가 7.2 m이고 발사무게가 2.2톤에 이르는 대형위성이다. 대기온도 프로파일, 습도 프로파일, 구름 및 해면 측정 영상기, 온도 사운딩, 표면 온도 및 구름 검출 등을 목적으로 한 다양한 탑재체를 가지고 마이크로 웨이브를 탑재한 ATMS장비는 1/3 크기로 소형화 가능 있다. 유럽의 경우에는 MetOp 위성이 <표 2> 기상위성 시장의 세계적 변화 추세 대표적인 저궤도 기상관측위성으로 4 톤이 넘는 무게와 최장 17.6 m의 길 이를 가지는 초대형 위성이다. NOAA 위성과 유사한 탑재체 이외에도 오존 모니터링, 우주환경감시, 해면 바람 측 정 등 보다 많은 측정 장비들을 가지 고 있다. Aqua, DMSP, WindSat, GPM 등 의 위성은 마이크로웨이브 영상장치 구분 궤도 2003~2012년 2013~2022년 비고 전체 대폭 증가 위성 수 정지궤도 증가 저궤도 대폭 증가 발사 국가 수 정지궤도 7 7 변화 없음 저궤도 5 5 변화 없음 위성의 평균 무게 정지궤도 2,496 kg 2,815 kg 증가 저궤도 1,619 kg 1,270 kg 감소 전체 39억불 79억불 증가 총 위성 가격 정지궤도 22억불 45억불 증가 저궤도 17억불 34억불 증가 평균 위성 가격 정지궤도 157백만불 169백만불 증가 저궤도 124백만불 78백만불 감소 정 책 초 점 를 탑재하여 수목분포, 중/상층 대기 권 관측, 바람속도 관측 등의 목적에 사용한다. 최근 개발된 ATMS장비는 마이크 로웨이브 탑재체로서 열적외선 탑재체와 관측데이터를 조합하여 매일 전구 대기 온 습도와 기압 프로파일을 제공함으로써 우리나라에서도 많은 관심을 받고 있다. 특히 기존 장비 에 비해 1/3 크 기로 소형화 함 으로써 소형 위 성에 탑재 가능 하다는 측면이 장점으로 부각 되고 있다. [그림 1] NOAA 위성 [그림 2] MetOp 위성 기상기술정책

22 정책초점 최근에는 위성기술에서도 급격한 상업화 진행 3. 지구관측위성 시장을 둘러싼 새로운 변화 최근 해외 지구관측위성시장은 미국의 실리콘밸리를 중심으로 급격한 변화가 시 작되고 있다. 로켓 발사체를 상업화한 SpaceX를 시작으로 미국에서는 오래 전부터 우주기술의 상업화가 지속적으로 이루어져 왔으며, 최근에는 위성기술에서도 급격 한 상업화가 진행되고 있다. 특히 최근 구글에 인수된 Skybox Imaging이나 100여대 의 저해상도(3-5 m) 위성 constellation을 띄우려는 Planet Labs와 같은 스타트업 기업들은 기존의 위성기술에서 사용하는 검증된 부품이 아닌 스마트폰, 디지털 카 메라 등에 사용되는 일반 상용부품을 사용한 위성을 발사하여 고품질의 영상획득 [그림 3] Skybox Imaging의 위성군 개념도 에 성공하였다. 이러한 업체들은 기존에 없 던 위성에 대한 새로운 수요(빅데이터 등)를 시장에 인식시켰으며, 상용기술의 활용으로 위성의 가격을 크게 낮추고 개발기간을 획 기적으로 단축시킴으로써 기존 위성 개발 업체들에게 신선한 충격을 가져다 주었다. 이러한 상용기술을 활용한 위성 개발 업체 들의 등장은 앞으로도 위성의 가격, 위성 제 조 기술에 상당한 영향을 줄 것으로 보인다. [그림 4] Planet labs의 소형관측위성 또한 위성 개발의 비용 및 시간을 단축하 기 위해서 Hosted Payload라는 개념의 개 발 방식도 주목을 받고 있다. 기존에 진행되 고 있는 위성은 별도의 예비 공간을 제공하 고 이를 활용하여 신규 탑재체가 위성체로 부터 전력 및 통신 링크를 공급받음으로써 획기적으로 비용을 절감하고 기간을 단축 하는 것이 가능하다. 정지궤도에서의 적외 선 탑재체 CHIRP를 올린 사업의 경우는 사 20 Meteorological Technology & Policy

23 관측위성기술의 현황 및 전망 업 승인에서 발사까지 단 39개월 밖에 소요되지 않았다. 통신위성군에 지구관측 탑 재체를 올리는 Iridium Next 위성도 기존의 위성 개발 방식을 따르지 않는 개혁적 인 아이디어로 분류할 수 있다. 미래 시장의 요구에 대응하기 위한 고성능 위성 이용 전략 필요 III. 대응전략 1. 공간해상도 향상: 기존 위성의 고성능화 전략 앞에서 언급한 미래 시장의 요구에 대응하기 위한 방법으로는 우선 기존의 방식 을 더욱 발전시켜 성능이 향상된 고성능 위성을 이용한 전략이 있을 수 있다. 전세 정 책 초 점 계 위성영상 시장의 절반을 차지하게 된 대표적인 영상 사업 기업인 DigitalGlobe 는 선도 기업으로서의 위치를 유지하고 경쟁력을 강화하고자 미국 정부에 수출하 는 영상의 공간해상도 제한을 25 cm로 완화해 달라는 요청을 하였으며, 2014년 6월 미국 정부로부터 최종 승인을 받았다. 이를 통해 얻을 수 있는 추가 시장 기회 의 규모가 약 4억달러로 추정되며, 최근 WorldView-3이 발사되어 0.3 m급 영상을 공급하는 유일한 상용업체가 되었다. 고해상도 영상공급 사업자의 경우 제한된 시간에 보다 높은 품질의 영상을 최 대한 많이 촬영하여 공급하는 것이 이윤을 극대화할 수 있는 방법이므로 해상 도 측면 이외의 다른 성능 향상을 위해서도 많은 기술 발전이 이루어지고 있다. WorldView-3 위성은 최대 1.2 Gbps의 전송속도, 3.5 m의 지리 오차 정확도, 초당 3.5도 이상의 자세제어 기동성 등의 최상급 성능을 구현하고 있다. 2. 시간해상도 향상: 위성군( 衛 星 群 )을 이용한 접근 전략 미래시장에 대한 두 번째 대응 방법으로는 다수의 위성을 이용하는 전략이다. 특 히 최근 등장한 다수의 신규 위성 사업자들은 기존에 시도되지 않은 상용기술을 과감히 사용한 발상의 전환을 통해 위성시장에 있어 커다란 변혁을 일으키고 있 기상기술정책

24 정책초점 지구관측 위성영상을 기반으로 새로운 빅데이터 시장의 성장 기대 다. IT분야와 전자기술의 발전을 적극 활용한 신세대 사업가들의 혁신적인 아이디 어로 과거에는 공상에 머물렀던 성능의 위성들이 현실로 구현되는 결과를 보여주 고 있다. 실시간, 모바일, 동영상, 변화감시 등이 이러한 사업자의 키워드로 볼 수 있을 것이다. 이 기업들은 시간해상도를 더욱 중요하게 여기는 틈새시장을 공략하여 24시간 실시간에 가까운 영상 서비스를 제공하는 것을 기본적인 목표로 하고 있다. 이를 통해 과거에는 생각하지 못했던 지구관측 위성영상을 기반으로 한 새로운 빅데이 터 시장이 성장할 것으로 기대하고 있다. 또한 초고해상도 위성에 대한 보완재로서 활용할 경우 비용을 최소화하면서도 위험을 낮출 수 있으므로 두 가지 서로 다른 개발 방식이 융합될 수 있을 것으로 기대된다. 3. 우리의 저궤도 기상관측위성 개발 전략 우리나라의 경우 현재까지 기술적 기반과 수요기관의 필요성에 따라 공간해상도 를 최대화하는 방향으로 발전해왔다. 하지만 기상위성 탑재체의 경우, 요구되는 기 술적 난이도와 높은 개발 비용으로 인해 하드웨어 기술을 확보하지 못하고 있다. 또 한 고해상도 관측위성에 비해 지속적인 수요 창출과 산업적인 측면에서의 경쟁력 이 문제되어 상대적으로 기술 개발에 대한 투자가 이루어지기 어려운 현실도 있다. 과학적으로 보정되지 않은 기상탑제체는 활용이 거의 불가능하다는 점도 기반 기 술이 부족한 우리나라로서는 개발에 있어 부담스러운 부분이다. 우리나라 정지궤 도위성에 탑재되는 기상탑재체는 이러한 요인에 의해 현재까지 해외에서 구매로 진 행되어 왔다. 향후에도 단기간 내에 이러한 탑재체 기술을 국내에서 자체적으로 확 보하는 것이 기술적으로나 경제적으로 쉽지 않을 것으로 전망된다. 하지만 저궤도 기상관측위성의 경우는 약간 다른 접근방법이 가능할 것으로 판 단된다. 우리가 MetOp 같은 초대형 위성을 개발하는 방식이 아닌 우리나라에서 가 장 필요한 특화된 목적의 소형 기상관측 탑재체를 발사하는 것이 합리적인 방법으 로 여겨진다. 특히 ATMS 같은 탑재체는 85 kg의 무게로 궤도 평균 110 W의 전력 22 Meteorological Technology & Policy

25 관측위성기술의 현황 및 전망 을 소모하고 우리에게 매우 유용한 대기 온 습도 및 기압 정보를 제공해 줄 수 있으 므로 상당히 매력적인 탑재체 후보로 볼 수 있다. 이미 저궤도 지구관측 분야에 있어서 국내 산업체의 역량은 국제시장에서 경쟁 력을 가지고 성과를 창출하고 있다. 저궤도 기상위성의 위성체를 공급할 수 있는 역량은 국내 산업체가 이미 충분히 확보를 했다고 보여진다. ATMS와 유사한 탑재 체를 해외 구매로 진행하되 민간이 위성체를 제작하고 전체 시스템을 조립하여 공 급하는 방식으로 진행한다면 기술적, 사업적인 위험은 높지 않을 것으로 판단된다. 중장기적으로는 구매하는 탑재체를 국산화하는 연구개발 사업을 동시에 진행한다 국내 산업체의 역량은 국제시장에서 경쟁력을 가지고 성과를 창출하고 있다 면 우리나라 위성 산업체의 경쟁력 향상과 과학기술 수준의 향상을 함께 추진할 수 있을 것이라고 확신한다. 정 책 초 점 IV. 결론 앞으로의 지구관측 위성시장은 소수의 고성능 지구관측위성과 다수의 지구관 측 위성군( 衛 星 群 )이 함께 양립하는 모습이 될 것으로 전망된다. 이는 슈퍼컴퓨터 와 일반컴퓨터, 전투기와 일반 비행기와 같이 과거 군사기술이 민간에서 상업화되 는 과정과 매우 유사한 모습이다. 고부가 고성능의 지구관측위성은 해상도 측면이 나 지리정확도 측면에서 지속적으로 최고수준의 성능개선이 이뤄지는 반면, 지구 관측 위성군은 기존에 존재하지 않았던 새로운 목적과 상업적 시장을 중심으로 급 격히 확대해 나갈 것이다. 후자의 위성기술은 1소형화, 2상용기술의 활용, 3대량생산의 방향으로 변화 할 것이다. 특히, 상용제품을 활용한 위성기술과 기존 위성기술의 융합을 통해 위성 기술이 급격히 발전하여, 기존의 성능을 유지하면서도 위성의 크기가 감소하고, 개 발기간이 단축되며, 가격도 크게 하락할 것으로 예상된다. 대신 다수의 위성을 활 용한 다양한 상업적 수요도 크게 증가할 것으로 예상된다. 다수의 사업자들이 경 쟁을 하고 있지만, 새로운 시장에 성공적으로 진입하여 고객이 필요로 하는 성능의 기상기술정책

26 정책초점 탑재체 국산화를 통해 위성산업의 경쟁력 향상 도모 위성군을 경제적으로 신속하게 생산하여 공급할 수 있는 기반을 가진 기업만이 생 존 할 것으로 전망된다. 따라서 우리는 전통적인 방식의 우주기술과 새로운 방식의 상용우주기술을 적절히 활용하여, 위성의 성능을 지속적으로 개선하는 동시에 시 장에서 필요로 하는 다양한 형태의 위성을 대량생산할 수 있는 기술 개발에 노력 을 기울여야 할 것이다. 저궤도 기상위성 개발 전략의 일환으로 우리에게 필요한 기상탑재체 해외 구매를 하더라도 이미 국내 산업계가 충분히 가지고 있는 중소형 위성체 기술을 적극 활용 하여 개발을 한다면 비용과 위험은 낮추면서도 높은 성능의 독자 기상위성을 확보 할 수 있을 것이다. 이와 더불어 탑재체 기술을 국산화하는 노력을 기울인다면 중 장기적으로도 우리의 기술 수준을 높일 수 있을 것이다. 24 Meteorological Technology & Policy

27 정책초점 연구개발용 위성의 현업 활용성 제고 방안 안명환 이화여자대학교 교수 Ⅰ. 소개 Ⅱ. 연구개발용 및 현업위성의 특성분석 Ⅲ. 기상위성의 활용성 Ⅳ. 연구개발용 위성의 활용성 제고 Ⅴ. 요약 및 제언 정 책 초 점 기상위성은 실용성이 가장 강조되는 위성프로그램으로 현업용과 연구개발용 위성으로 크게 분류될 수 있 다. 연구개발용 위성은 고품질 자료생산이 우선시 되는 반면에 현업용 위성은 신속한 자료 제공과 자료의 연속성이 중요하다. 과거에는 이들 위성의 성격이 뚜렷하게 구분되었으나 최근에는 기술 발전 및 기반 확 충으로 현업용 위성의 연구개발 활용 및 연구개발용 위성의 현업활용성이 더욱 강조된다. 연구개발용 위성 이 현업에서 성공적으로 활용되기 위해서는 사전준비와 기반확보가 중요하며, test bed의 적극적인 활용 이 필요하다. 기상기술정책

28 정책초점 위성 프로그램의 추진을 위해서는 경제성 확보 필요 I. 소개 기상위성을 포함한 지구관측위성은 다양한 위성들 중에서 가장 잘 알려진 실용 위성 중의 하나로 개발의 결과물이 실생활에 직접 활용되는 특성을 가진다. 이러한 지구관측위성은 그 목적에 따라 크게 연구개발용과 현업용으로 구분되는데, 전자 는 과학기술발전을 주목적으로, 후자는 일상적인 활용을 주목적으로 한다. 맹목 적인 우주개발시대를 지나, 실용성이 강조되는 최근에는 실용위성뿐 아니라 연구 개발용 위성의 경제성도 프로그램의 추진을 위해서는 확보되어야 하는 중요한 사 전준비사항이 되었다. 기상분야에서의 경제성 분석은 예보정확도 향상에 기여할 수 있는 정도와 예보 정확도 향상이 가져다 줄 직접적 이득을 고려하는 것이 가장 기본적인 절차이다. 예 를 들어 위성에서 관측된 정보를 이용하면 겨울철 기온예보 정확도가 향상되고 이 럴 경우 전력생산 효율성을 높여 어느 정도의 경제적 이득을 기대할 수 있다는 식 이다. 경제적 이득을 현실화하기 위해서는 위성자료를 기상현업에서 활용될 수 있 도록 만들어야만 된다는 의미이다. 따라서 기상위성 프로그램의 합목적성을 확보 하고 잠재적인 이득을 현실화하기 위해서는 생산된 자료와 정보가 기상현업의 활 용성을 높이는 것이 반드시 이루어져야 함을 의미한다. 그럼에도 불구하고, 지금까지 추진되어온 고품질의 연구개발용 위성자료는 그 프 로그램의 특성상 현업에서 신속하고 광범위하게 사용되지 못했던 것이 사실이었다. 다만, 최근 몇몇 연구개발용 기상위성 개발사례에서는 이들 자료의 효과적인 활용 이 현업업무 개선에 크게 기여하는 것으로 밝혀졌으며, 이에 따라 좀 더 신속한 현 업활용을 위한 노력들이 진행되고 있다. 따라서 여기에서는 현업용 기상위성과 연 구개발용 기상위성의 특성을 분석하고, 기상위성의 현업활용분야를 정리하며, 성 공적인 현업활용이 이루어진 연구개발용 위성프로그램을 분석하여, 앞으로 연구개 발용 기상위성이 좀 더 효과적으로 활용되기 위해 필요한 절차와 방안을 제시하고 자 한다. 26 Meteorological Technology & Policy

29 연구개발용 위성의 현업 활용성 제고 방안 II. 연구개발용 및 현업위성의 특성분석 우선 연구와 현업을 구분하기 위해 NRC (2003)의 정의를 빌리면, 연구활동은 중요한 현상에 대한 과학적 이해를 추구하고, 새로운 분석, 모델링, 관측기술 능력 을 동원하여 특정한 자료를 수집, 검증, 그리고 특성화하여 그 능력을 실증하는 것 이며, 현업활동은 미리 정해진 요구사 연구활동과 현업활동을 지원하는 위성 프로그램은 그 특성을 달리한다 항(정확도, 시간, 그리고 양식과 범위 등)에 맞는 특정한 서비스 또는 산출 물을 정규적이고 신뢰할 수 있게 생산 및 분배하거나, 이들을 다양한 사용자 들(공공, 개인, 학계 등)이 이용할 수 있 도록 만드는 것이다. 이들 분석을 바탕 으로 정리하면, 기본적으로 연구활동 은 새로운 것을 발견, 개발, 실증 하 는 것이며, 현업활동은 신뢰성 있게 정 규적이고 안정적으로 장기적인 활동을 <표 1> 연구개발용과 현업용 기상위성의 주요 이슈에 대한 접근방향 이슈 자료제공의 신속성 중단 없는 자료제공 고 품질 자료제공 접근방향 연구개발용 현업용 필수적 요구사항은 아님 신속한 자료제공이 필수 - 수 시간에서 수개월 - 수 시간 이내 - 자료공개 시기의 유동성 - 즉각적인 자료공개 필수적 요구사항은 아님 - 일시적 중단은 허용 - 자료형식이나 수집방법을 변경하기도 하는 등 유연한 위성 운영 필수적임 - 장기적 안정성을 가지는 검정자료 생산 - 미 확보시 과학적 가치 저하 우선순위 선정 요소 새로운 발견 연속성 필수적임 - 안정적 자료제공을 위해서는 반드시 필요 - 이중화, 교체위성 조기발사 등 다양한 방법 동원 중요한 요소 - 화소간의 안정성이 확보된 검정자료 생산 - 미 확보시 산출물 가치 저하 정 책 초 점 유지하는 것으로 특징지을 수 있다. 따라서 연구활동과 현업활동을 지원하는 위성 프로그램도 그 특성을 달리하며, 특히 두 활동의 최종목적이 다를 수 있으므로, 이를 지원하는 시스템분야에서 많 은 차이가 존재한다. 지금까지 진행된 현업용과 연구개발용 위성 프로그램들을 분 석해보면, 각 이슈별로 중요한 특성 차이가 존재하며 이를 정리하여 <표 1>과 같이 나타낼 수 있다. 도출된 주요 이슈들로는 자료 제공의 신속성, 중단 없는 자료 제공, 고품질 자료 제공, 그리고 우선순위 선정 요소 등이 있다. 물론, 프로그램을 추진하 는 입장에서는 위성의 성격에 관계없이 가장 이상적인 방향을 추구하는 것이 당 연해 보인다. 예를 들어 어느 프로그램이나 가능하다면 빠르게, 중단 없이, 오랫동 안, 고품질의 자료를 최소의 위험으로 제공하는 것이 이상적일 것이다. 그렇지만, 기상기술정책

30 정책초점 두 프로그램의 특성 차이를 만족시키기 위해서는 기술적 정책적 측면에서 다르게 접근해야 한다 여러 가지 현실적인 문제로 모든 이슈를 이상적으로만 선택할 수 없는 것이 사실이 다. 프로그램의 성격에 따라 각 이슈에 대해 부여하는 경중이 달라지며, 이에 따라 연구개발용과 현업용의 성격이 달라질 수밖에 없는 것이 현실이다. 두 프로그램의 특성 차이를 만족시키기 위해서는 기술적 및 정책적 측면에서 다르게 접근할 수밖 에 없으며, 이들에 대해서 다음과 같이 간단히 정리할 수 있을 것이다. 우선, 생산된 자료를 신속하게 제공하기 위해서 현업용 기상위성은 모든 가능 한 기술적 방법을 동원하고 있다. 가장 잘 알려진 방법으로는 위성에 실시간 방 송장비를 탑재하여(가장 최초의 실시간방송 기능인 APT (Automatic Picture Transmission)부터 시작) 관측한 자료를 실시간으로 제공하는 기능이 있다. 지상 에서는 위성방송 수신시스템만 준비할 경우 위성을 보유하지 않은 기관들에서도 실시간 위성관측자료를 확보할 수 있었다. 이외에도 정지궤도위성을 이용한 극궤도 위성자료의 분배, 위성운영국가의 지상수신국뿐 아니라 다른 나라의 수신국을 활 용한 위성 저장자료의 다운로드 및 분배, 실시간 수신 자료의 국가간 및 지역간 교 환과 같은 다양한 방법이 동원되고 있다. 반면, 대부분의 연구개발용 위성은 실시 간 방송 기능이 없으며, 대부분의 자료는 위성운영 기관에서 다운로드 받은 후 처 리하여 온라인이나 테이프, CD 등과 같은 저장매체를 이용하여 제공하고 있다. 다 만, NASA의 EOS (Earth Observation Satellite) 시리즈 중 Terra와 Aqua의 경우 에는 대용량 자료 제공 기술을 시험하기 위한 실시간 X-band 안테나가 탑재되었 다. 이를 통해 현업활용 가능성이 높은 일부 센서자료의 실시간 제공이 이루어지 고 있으며, 이와 같은 개념은 최근의 NPP-Suomi 프로그램에서 그 실용성이 다시 한 번 증명되고 있다. 위성발사이후의 자료공개 시기도 연구개발용과 현업용은 큰 차이를 보인다. 예를 들면, 현업용의 경우에는 궤도상시험(In Orbit Test)의 종료와 함께 즉각적으로 자 료를 공개하여 모든 사용자들이 자료를 활용할 수 있도록 서비스한다. 시리즈의 최 초 위성은 IOT 기간이 상당히 소요되지만, 이후의 위성들은 IOT 기간도 최소화하 여 최대한 빠른 시일 내에 자료가 제공될 수 있도록 한다. 반면, 연구개발용의 경우 28 Meteorological Technology & Policy

31 연구개발용 위성의 현업 활용성 제고 방안 에는 자료제공 시기에 많은 차이가 있다. 예를 들면, 어떤 경우에는 위성이 발사된 후 2년 동안은 프로그램에 참여하는 과학자들만이 자료를 활용하도록 허용하거나, 또는 자료는 제공하더라도 자료를 이용한 연구결과를 일정기간동안 발표하지 못하 도록 하는 등의 정책을 취하기도 하였다. 현업적 측면에서는 받아들이기 어려운 정 책이지만, 새로운 아이디어나 기술을 시험하기 위한 연구개발용 위성의 특성으로 볼 때는 받아들일 수 있는 정책이다. 새로운 아이디어에 대한 지적활동을 보호하거 나 새롭게 적용된 기술과 자료의 품질을 실증하여 정확한 자료를 제공하기 위한 노 력의 일환으로 이해할 수 있기 때문이다. 현업용 위성은 신속한 자료 제공과 자료의 연속성이 필요하다 그 다음으로는 중단 없는 자료제공에 관한 부분이다. 현업용 위성의 경우 신속한 자료제공 만큼이나 중요한 특성이 자료제공의 연속성이다. 이는 위성자료가 다른 정 책 초 점 기상업무 시스템의 입력자료로 이용되는 경우가 많기 때문에, 이들 시스템의 안정 적이고 정규적인 현업운영을 위해서는 반드시 확보되어야 할 요소가 된다. 이를 확 보하기 위한 다양한 기술적 및 정책적 수단이 동원된다. 정책적으로 현업용 기상위 성은 예상 가능한 위험을 최소화하기 위한 전략을 수립하고, 필요시 대체위성을 즉 각 발사할 수 있는 장기전략을 수립하며, 필요시에는 백업 위성을 미리 발사하여 궤 도상에서 준비시키도록 하며, 백업 위성을 확보하기 위한 국제협력을 추진하는 등 의 방법을 동원한다. 기술적으로는 주요 부품(우주 시스템 및 지상 시스템)을 이중 화시켜 백업체계를 마련하고 자료 단속을 최소화하기 위한 위성운영 일정을 조정 하는 등의 다양한 방법을 적용한다. 반면 연구개발용의 경우에는 일시적인 자료중 단은 언제나 발생할 수 있는 일이며, 이를 최소화하기 위해 노력은 하지만, 이를 위 해 과도한 비용이나 일정을 추가 지불하는 등의 기술적 및 정책적 방법을 동원하지 는 않는다. 예를 들어 현업용의 경우에는 자료처리시스템이 항상 이중화되어 한 시 스템이 중단되더라도 다른 시스템을 가동하여 중단 없는 자료처리가 이루어지도록 한다. 그러나 연구개발용의 경우에는 주로 단일시스템을 이용하기 때문에 시스템에 문제가 발생하거나 개선이 필요한 경우에는 일시적으로 자료처리 및 제공을 중단 하기도 한다. 위성에도 핵심 부품을 제외하고는 이중화를 최소화하여 추가적인 부 기상기술정책

32 정책초점 연구개발용 위성은 고품질 자료생산이 가장 우선시 된다 담을 없애기 위해 노력한다. 현업용 위성들이 신속성과 연속성을 최우선시 한다면, 연구개발용에서 가장 높 은 우선순위는 고품질 자료생산에 있을 것이다. 새로운 기술을 시험하는 가장 중요 한 이유가 자료의 품질을 높이기 위한 것이며, 새로운 것을 발견하기 위해서도 높 은 품질의 자료가 필요하다. 그렇지만 위성자료의 품질은 다양한 요소에 의해 결정 되므로 위성의 임무에 따라 강조되는 자료 품질요소가 달라진다. 예를 들어 급격 하게 변하는 현상을 관측하기 위해서는 시간해상도가 다른 요소보다 가장 중요한 반면, 변화가 늦은 현상은 공간해상도가 자료 품질에 더 중요한 요소가 될 수 있다. 문제는 위성관측의 본질상 품질을 결정하는 각 요소들이 독립적인 것이 아니라 상 호간의 밀접한 연관성을 가진다는 것이다. 즉, 같은 투자비용으로 모든 요소를 다 개선시키기는 어렵기 때문에 프로그램의 특성에 따라 중점요소를 달리할 수밖에 없으며, 이 과정에서 현업용 위성의 특성과는 크게 다른 결정이 내려지기도 한다. 마지막으로, 현업용과 연구개발용 위성의 규격이나 프로그램을 결정하는 과정에 서 적용되는 우선순위도 차이가 있다. 현업용의 경우에는 안정적인 운영특성을 반 영하여 가능한 시스템이나 자료의 연속성을 확보할 수 있는 방향이 높은 우선순 위를 차지한다. 따라서 동일하거나 유사한 탑재체나 위성본체 기술이 최근의 기술 에 비해 그 성능이 떨어짐에도 불구하고 장기간 사용되는 경우가 허다하게 발생한 다. 예를 들어, NOAA의 POES (Polar Orbiting Environmental Satellite)에 탑재 된 AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer)은 최소한의 규격변경 (관측 채널수가 4개에서 6개로 증가)으로 1978년부터 30년 이상 활용되고 있으며, GOES에 탑재된 Imager의 경우에도 거의 동일한 규격으로(관측 파장대 일부 변경 및 지상해상도 증가) 1994년부터 25년 이상 활용되고 있다. 반면, 연구개발용의 경 우에는 동일한 체계를 반복하지 않은 것이 높은 우선순위를 차지한다. 이는 기본적 으로 연구개발용은 새로운 기술, 새로운 발견, 새로운 방법 등과 같이 이전과는 다 른 시스템이나 규격을 적용하여 실증하는 것이 목적이기 때문이다. 또한, 하나의 프로그램에서 발견된 사실을 기초로 새로운 사실을 밝히기 위해서는 많은 경우 추 30 Meteorological Technology & Policy

33 연구개발용 위성의 현업 활용성 제고 방안 가적인 시스템 규격을 필요로 하기 때문이기도 하다. 초기 EOS 프로그램의 계획단 계에서는 동일한 위성을 시리즈로 운영할 계획이었지만, 곧바로 계획은 수정된 것 이 좋은 예가 된다. 연속적인 자료 확보가 국가적으로도 필요하지만 현업위성에서 수요를 만족시키지 못할 경우에는 연속성이 연구개발위성에서도 중요한 우선순위 가 되기도 하였다. 대기 중의 오존총량 관측을 위한 TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer)가 좋은 예인데, Nimbus 7호에 처음으로 탑재된 TOMS는 이후 러 시아의 Meteor, NASA의 EP (Earth Probe) TOMS, 그리고 Aura에 OMI (Ozone Monitoring Instrument)의 형태로 탑재되어 1978년부터 현재까지 연속적인 자료 연구개발용 위성의 경우 필요한 경우에는 현업적 요소를 확보할 수 있다 를 확보할 수 있도록 하였다. 따라서, 연구개발용 위성의 경우에도 필요한 경우에는 현업적 요소를 확보할 수 있으며, 이와 같은 특성은 현업활용 가능성을 높이는 데 정 책 초 점 크게 기여할 수 있는 부분이 된다. 이상의 특성을 종합하면 현업용 기상위성의 기본정책은 최고의 품질이 아니더라 도 정해진 규격에 따라 신속하게 일정한 품질의 자료를 중단없이 생산할 수 있도록 최소의 위험을 감수하는 방향의 정책적, 기술적 방법을 동원한다. 반면, 연구개발용 은 정보나 자료의 신속한 제공보다는 장기간 동안 높은 가치의 안정적인 고품질 자 료를 생산하기 위해 유연하고 정밀한 위성개발 및 운영을 추진하며, 이를 통해 과학 적인 새로운 발견이나 이해에 도움을 줄 수 있도록 하는 것이 가장 중요한 특성이다. III. 기상위성의 활용성 최초의 기상위성인 TIROS 1호가 1960년 4월 1일 성공적으로 발사된 당시만 하 더라도 기상위성의 기상현업에서의 활용성에 대해서는 많은 사람들이 큰 기대를 걸지 않았던 것도 사실이다. 그러나 TIROS 1호에서 생산된 구름영상이 기상현업에 서 활용될 수 있음이 입증되면서 현업용 기상위성 프로그램에 대한 수요가 현실화 되었고, 이 수요를 반영하기 위한 현업용 기상위성 프로그램이 신속하게 진행될 수 있었다. TIROS 시리즈의 위성자료는 주로 카메라에서 찍은 영상을 이용하여 구름 기상기술정책

34 정책초점 기상위성 관측 자료의 기간이 30년 이상 되면서 기후자료로서의 활용가치도 높아졌다 을 분석하거나 기상현상(대표적으로 허리케인, 폭풍우 등과 같은 악기상)을 탐지하 여 단시간 기상예보에 활용된 것이었다. 이후의 기상위성도 이런 요구사항을 만족 시키기 위해 주로 카메라 또는 영상을 얻을 수 있는 복사계를 탑재하였다. 그러나 전통적인 기상학 분야에서는 정확한 기상예보를 위한 대기의 초기정보(즉, 3차원 바람, 온도, 습도 등)가 필요하였고, 위성에서 이들 정보가 제공되지 않는다면 위성 자료의 활용성은 제한적일 수밖에 없었다. 이를 만족시키기 위해, 1969년 4월에 발 사된 Nimbus 3호에는 연직 온 습도 자료를 생산할 수 있는 최초의 탐측기(SIRS 및 IRIS)가 탑재되었다. 이 탐측기를 이용하여 온도, 수증기, 그리고 오존의 연직분포 가 생산되면서 수치예보에의 활용 가능성도 확보되었다. 또한, 기상위성자료의 관 측기간이 30년 이상 되면서 기후자료로서의 활용가치도 높아지고 있다. 따라서, 기 상위성의 기본적인 활용 분야는 단기예보, 수치예보, 그리고 기후분야에 있으며, 이 들에 대한 활용성은 다음과 같이 정리될 수 있다. 우선, 기상위성자료가 최초로 기상예보에 활용된 것은 TV 카메라에서 찍은 구 름영상을 기상학자들이 수작업으로 분석하여 만들어진 구름정보였다. 또한, 이들 구름영상에서 쉽게 발견되는 허리케인과 같은 특이현상들도 단시간 예보에 직접적 으로 활용되었다. 정지궤도인 ATS (Advanced Technology Satellite) 1호가 발사 되면서는 같은 지역을 연속적으로 촬영할 수 있게 되었고, 이들 연속영상을 이용하 여 만들어진 동영상뿐 아니라 구름이동 벡터와 같은 정량적인 자료도 일기예보 현 업에 활용되기 시작하였다. 이후에는 카메라가 아닌 복사계가 주 탑재체로 자리 잡 으면서 정성적인 구름영상뿐 아니라 알고리즘을 통해 만들어지는 다양한 정량적인 산출물 자료가 활용되기 시작하였다. 또한, 다양한 파장대 관측이 가능하게 되면 서 합성영상도 활용되기 시작하였다. 이들 자료는 단기예보뿐 아니라 방송매체, 일 반 국민 등에게도 직접 제공되므로 그 활용가치도 높아지게 되었다. 현재 제공되는 대표적인 자료들로는 전통적인 정보인 구름특성(형태, 운정고도, 운정온도, 대류활 동 등), 정지궤도 및 극궤도의 적외 및 마이크로파 영상에서 생산되는 태풍의 위치 와 강도에 대한 정보, 적외 및 마이크로파 복사계를 이용한 강우강도 정보, 탐측기 32 Meteorological Technology & Policy

35 연구개발용 위성의 현업 활용성 제고 방안 자료에서 생산된 연직온습도 자료를 이용한 대기의 안정도(특히, GOES 탐측기를 이용한 시공간 고해상도 자료) 및 수증기 정보, 정지 및 극궤도 위성에서 탐지한 다 양한 특이현상들(안개, 황사, 화산재, 산불, 적설/해빙 등), 표면온도, 대기이동벡터 등이 있다. 앞으로 개발될 현업용 기상위성들은 이들 정보를 좀 더 정확하고 신속하 게 제공할 수 있는 기능을 강화할 뿐 아니라, 새로운 수요를 만족시킬 수 있는 추가 적인 기능을 확보하는 방향으로 발전할 것이다. 최근 수치예보 모델의 입력자료 중에서 위성자료가 차지하는 중요성을 감안하면 위성자료가 오래전부터 수치예보 모델에서 사용되었을 것으로 짐작할 수 있다. 그 위성자료를 수치예보 모델에 입력하기 위해 많은 과제 해결 렇지만, 1969년 Nimbus 3호에 탑재된 탐측기의 가능성이 입증된 이후 현업수치예 보 모델에서 탐측기 자료가 본격적으로 사용되기 시작한 1995년까지는 25년 이상 정 책 초 점 의 세월이 소요되었다. 수치모델의 안정화, 위성자료에 대한 이해부족, 활용을 위한 과학적, 수학적 기반 부족 및 이에 따른 모델개발 지연 등 다양한 이유가 복합적으 로 작용하였기 때문이었다. 1954년 수치모델이 도입된 이후, 모델 결과가 예보를 위 한 하나의 도구로 인정받기 시작한 것은 80년대 중반에 이르러서야 가능해질 정도 로 수치예보 모델 자체의 해결과제도 많았었다. 이 과정에서 많은 부분이 슈퍼컴퓨 터의 활용과 함께 해결되었지만 관측자료의 부족에 따른 정확도 저하 문제는 여전 한 숙제로 남아있었다. 특히, 지구의 70%를 차지하는 해양과 육지가 거의 없는 남반 구에서의 자료공백은 3일 이상의 수치예보를 불가능하게 만들었다. 이를 해결해 줄 수 있는 가능성이 위성에서 발견되었고 즉각적으로 이를 활용하기 위한 시도가 있 었다. 극궤도위성에서 산출된 고해상도 해수면온도, 해상풍, 정지궤도위성에서 만 들어진 구름 및 수증기 이동벡터 자료 등은 자료가 생산된 후 비교적 신속하게 수치 예보에서 활용되었다. 그러나 막상 위성의 탐측기에서 산출된 대기의 3차원 온습도 자료의 활용은 더디게 진행되었다. Nimbus 3호 후속 위성들에서는 적외뿐 아니라 마이크로파 영역을 관측하는 탐측기도 탑재되어 구름이 있는 지역에서도 연직분 포를 산출할 수 있게 되었다. 최초의 현업용 극궤도 기상위성인 TIROS-N 시리즈부 터는 적외와 마이크로파 센서로 이루어지는 TOVS (TIROS Operational Vertical 기상기술정책

36 정책초점 새로운 하드웨어를 확보하는 동시에 자료를 활용하는 기술개발도 추진해야 한다 Sounding)로 현업 탐측시스템을 구축하였다. TOVS에서 생산된 연직 온습도 자료 는 전통적인 관측방법인 레윈 존데 자료와 비교하여 상당히 정확하였지만, 수치예 보 모델에 적용되었을 경우에는 기대한 효과보다 현업예보에 미치는 영향이 훨씬 낮아 현업 수치예보 모델에서의 활용성이 제한적이었다. 이들 탐측기 자료는 관측 된 복사휘도를 직접 활용하는 자료동화기술이 적용되면서 본격적으로 그 가치를 인정받기 시작하였다. 지난 수십 년간 향상된 기상예보의 정확도는 수치예보 모델 의 정확도 개선과 그 궤를 같이하였으며, 앞으로도 기상예보에서의 수치예보 모델 의 역할은 더욱 강화될 것으로 기대된다. 또한 수치예보를 위해 사용되는 위성정보 의 중요성도 지속적으로 증가될 것이다. 따라서 다양한 방법으로 수치예보에서 요 구되는 위성자료를 제공할 수 있는 역량을 증가시키는 것이 수치예보를 개선할 뿐 아니라 단기예보에도 도움을 줄 것이다. 역량을 증가시키기 위해서는 새로운 성능 의 위성 및 탑재체를 확보하는 방법(예를 들어 지금은 극궤도위성에만 탑재되는 탐 측기를 정지궤도에 탑재하여 지역모델의 초기화를 지원)에서부터 생산되는 자료의 효율성을 높이는 활동까지 다양한 방법을 동원할 수 있다. 모델에 활용되지 못하는 98% 이상의 위성자료에는 구름의 영향을 받은 자료, 육상에서의 마이크로파 탐측 기 자료, 중복자료 등이 포함되어 있다. 따라서 새로운 하드웨어를 확보하는 노력 못 지않게 기존의 자료를 최대한 활용하는 기술 개발도 추진해야 한다. 마지막으로 기후분야에서의 활용이다. 지구의 탄생 이후 지구의 기후는 자연 적인 원인으로 지속적인 변화를 경험해왔다. 산업화 이후 그 변화정도는 21세기 에 인류가 해결해야 할 가장 큰 문제로 기후변화가 꼽힐 정도로 심각해졌다. 이 제는 과학적 이슈가 아니라 국가안보와 미래가 달린 심각한 문제가 되었다(CNA Corporation, 2007). 미국의 기후변화 과학 프로그램의 5가지 목표에서도 잘 나타 난 것처럼 기후분야의 과학적 활동은 크게 기후현상의 이해, 감시, 그리고 예측으 로 나눌 수 있다. 위성을 이용한 지구시스템의 관측은 이들 주요활동의 모든 부분 에서 핵심적인 역할을 담당할 수 있는 잠재력을 가진다. 우선 현상의 이해를 위해 서는 체계적이고 종합적인 관측이 필요한데, 이를 위한 대표적인 프로그램이 NASA 34 Meteorological Technology & Policy

37 연구개발용 위성의 현업 활용성 제고 방안 에서 추진하는 EOS 프로그램이다. 기후변화 및 변동성을 감시하기 위해서는 전지 구의 일관된 장기 관측 자료가 필수적이다. 유사한 탑재체를 장기간 활용하는 현 업용 기상위성은 이를 만족시킬 수 있는 높은 잠재력을 가진다. 마지막으로 변화 와 변동성을 예측하기 위해서는 기후모델이 필요하며, 기후모델의 초기자료 및 모 델의 예측 결과를 검증하기 위한 종합자료도 위성을 통해 얻을 수 있다. 이들 중 현 업용 기상위성은 감시와 예측분야에 직접 활용될 수 있으며 이해 분야에도 일부 적 용이 가능하다. 그럼에도 불구하고 기후분야 연구를 위한 가장 기본인 기후요소 의 안정적이고, 정확한, 장기관측자료(NRC, 2007)를 현업용 기상위성에서 만들어 탑재 센서의 정밀한 검정을 통해 오차 특성을 파악해야 한다 내지 못하는 것도 사실이다. 이는 현업용 기상위성이 가지는 더 긴급한 목적의 기 상예보 지원이 현업용 프로그램의 모든 측면에서 우선시되기 때문이다. 이런 방 정 책 초 점 향이 정책적으로 가장 극명하게 드러난 경우가 NPOESS (National Polar orbiting Operational Environmental Satellite System) 프로그램의 구조조정 과정에서 기 후분야 활용을 위한 센서들을 취소하기로 결정한 사례이다(NRC, 2008). 기술적 인 측면에서도 현업용 기상위성의 기후분야 활용성을 제한하는 요소가 있는데, 가 장 큰 원인은 기상예보와 기후분야 연구의 자료 품질관리 및 검정특성에 대한 요구 사항이 다르기 때문이다. 두 분야 모두 안정적이고 장기적인 자료생산은 필수적으 로 요구된다. 그렇지만 오랜 시간 동안 미세하게 변하는 기후요소를 찾아내기 위해 서는 일관된 품질의 장기적인 자료를 만드는 것이 가장 중요한 반면, 기상예보에서 는 장기적인 자료의 일관성보다는 개개의 시스템이 가지는 일관성과 정확도가 더 욱 중요하며, 이에 따라 이를 지원하기 위한 활동들에서도 차이가 난다. 기후분야 연구에 필요한 품질의 일관성 유지를 위해 탑재센서의 정밀한 검정을 통해 관측자 료의 시간에 따른 오차특성 파악이 필요하며, 이를 위해 센서간 비교관측, 위성자 료와 현장관측자료와의 비교, 장기자료의 재처리, 모델을 이용한 재분석 및 비교를 통한 분석 등과 같은 활동이 필요하지만, 기상예보를 위해서는 센서자체의 절대 정 확도 확보를 위한 활동이 주를 이룬다. 마찬가지로 같은 규격의 센서가 다른 위성 에 탑재될 경우에는 두 위성을 이용한 중복관측이 요구되지만, 기후분야 활용을 기상기술정책

38 정책초점 기상예보에서는 새로운 센서의 특성 파악이 우선시된다 위해서는 이 중복관측을 통해 각 센서의 특성 파악뿐 아니라 두 센서의 특성 차이 를 파악해야 한다. 비록 규격이 같지만 제작 및 발사과정에서 발생하는 차이로 자 료의 특성이 변할 수 있기 때문이다. 반면, 기상예보에서는 새로운 센서 자체가 보 이는 특성 파악이 우선시 된다. 다행히 기후분야의 중요성이 증대되면서 현업용 기 상위성을 활용하기 위한 다각적인 노력이 진행되고 있다. NPOESS에 NASA에서 활 용하였던 기후센서를 탑재하여 자료의 연속성을 확보하기로 결정한 것을 비롯하 여, POES 과거자료들을 새로운 센서 검정 정보를 이용하여 재처리 하는 작업 및 전 세계 현업용 기상위성을 위성간의 비교를 통한 현업용 검정 방식을 적용하여 일 관성 있는 전지구 관측자료를 만들기 위한 노력 등이 진행되고 있다. 국제적으로 도 WMO를 중심으로 Sustained, Co-Ordinated Processing of Environmental Satellite Data for Climate Monitoring (SCOPE-CM) 프로그램을 구축하여 기후 요소와 관련되는 고품질 위성자료를 지속적으로 제공할 수 있는 연계망을 확보하 기 위해 노력하고 있다. IV. 연구개발용 위성의 활용성 제고 앞에서 소개한 현업용과 연구개발용 위성의 특성 차이 때문에 고품질의 많은 연 구개발용 위성자료가 현업에서 활용되지 못한 사례가 허다하였다. 다행히 최근 들 어서 다양한 연구개발용 위성들이 성공적으로 현업에서 활용되면서, 향후 발사될 연구개발용 위성의 활용성을 제고하기 위한 다양한 방법이 고려되고 있다. 연구개 발용 위성자료 중 현업에서 활용 가능한 부분은 다른 자료에 비해 사용자에게 더 빨리 제공할 수 있는 체계를 만드는 가장 간단한 방법에서부터, 사용된 센서를 현 업위성에 탑재하는 정책을 합의하는 것과 같은 체계적인 프로그램 개발 방안까지 적용되고 있다. 이는 국가 연구개발 예산이 투입된 연구개발용 위성의 가치를 최대 한 신속하게 실현하기 위해서는 최대한 빨리 효과적으로 현업에서 활용하는 것이 최선의 방법임을 고려하면 당연한 정책방향이라 할 수 있다. 활용성을 높이기 위 36 Meteorological Technology & Policy

39 연구개발용 위성의 현업 활용성 제고 방안 해 논리적으로 가장 간단한 방법은 연구개발용 위성에 현업에서 필요로 하는 요소 를 추가하는 것이다. 예를 들어 위성의 중단 없는 관측을 위해 주요 부품의 백업시 스템을 확보하거나, 신속한 자료제공을 위해 실시간 방송기능을 추가하거나, 초고 속 통신망을 활용하는 등의 방안을 강구할 수 있다. 그렇지만 이와 같은 추가적인 요구사항을 반영하는 것은 연구개발용 위성의 성격을 모호하게 만들 가능성도 높 고, 추가예산도 요구되므로 연구개발용이라는 본연의 임무가 제약받을 수도 있다. 따라서 가상 현실적인 방법은 주어진 규격 또는 최소의 변경으로 연구개발용 위성 의 현업활용성을 제고하기 위한 노력이 필요하다. 따라서, 여기에서는 이를 위해 이 연구개발용 위성의 현업활용성을 제고하기 위한 노력이 필요하다 전의 사례들을 정리하고, 이들 사례들을 분석하여 성공과 실패 프로그램의 특성 을 파악하여 연구개발용 위성 프로그램의 현업활용 가능성을 높이기 위한 방향을 정 책 초 점 제언하고자 한다. 우선, 지금까지 진행된 연구개발용 프로그램의 성공 및 실패사례들을 분석한 결 과, 대표적인 사례를 발굴할 수 있으며, 이 사례들이 가지는 공통점을 분석함으로 써 그 특징을 파악할 수 있을 것으로 판단된다. 가장 대표적인 성공사례의 하나로 는 Aqua에 탑재된 고분광분해능(Hyperspectral) AIRS (Atomspheric Infrared Sounder)가 있다. AIRS는 기존 현업용 탐측기 HIRS (High resolution InfraRed Sounder)에 비해 월등히 많은 채널수(18대 2378)와 잘 알려진 자료의 오차특성, 그리고 현업활용 기관에서의 충분한 사전준비, 수집된 자료의 준실시간 분배로 위 성이 발사된 후 1년도 안되어 현업수치모델의 입력 자료로 활용될 수 있게 되었다. 반면, 대표적인 실패사례로는 TRMM (Tropical Rainfall Measurement Mission) 위성에 탑재된 LM (Lightning Mapper)이 있는데, 이는 충분한 현업적 활용가치가 입증되었음에도 불구하고 후속위성 프로그램이 존재하지 못한 대표적인 사례이다. 성공 및 실패 사례가 가지는 공통점들을 분석한 결과 크게 자료, 의사소통, 활용기 반 측면에서의 요인들로 정리될 수 있을 것이다. 우선, 자료 측면에서는 현업에서 활용된 연구개발용 위성의 자료들은 모두 고품 질의 자료가 실시간 또는 준실시간으로 안정적이고 장기적으로 제공되었다는 특징 기상기술정책

40 정책초점 고품질의 자료가 실시간으로 안정적이고 장기적으로 제공될 때 이 있다. 여러 가지 이유로 현업기상예보에서는 필요하지만 현업용 기상위성에서는 현업에 활용 가능 제공되지 못하는 자료들이 있다. 예를 들어 산란계에서 생산되는 해상풍, AIRS의 고분광분해능 복사휘도, TRMM의 고분해능 강우강도 등은 있으면 좋지만 없는 자료들이었기 때문에, 이들이 생산될 경우에는 현업에서 즉시 활용될 가능성이 높 았다. 자료의 품질 못지않게 신속한 자료제공도 중요한데, 이들 자료들은 모두 실시 간 또는 준실시간으로 사용자들에게 제공되었다. 각 위성의 운영센터에서는 수신 하여 처리된 자료를 사용자가 원하는 수준의 자료가 생산되자마자 곧바로 전달할 수 있는 체계를 구축하였다. 자료 제공방법도 다양화하여 주사용자의 기상통신망 에 의한 전 세계 분배뿐 아니라 각 센터에 등록된 사용자들은 이들 프로그램의 자 료관리시스템에 직접 접속하여 준실시간 자료를 확보할 수 있도록 하였다. 추가적 으로 현업에서의 자료 활용성이 증명된 프로그램들은 후속 프로그램이 정상적으 로 운영되기 전까지는 최대한 중단 없는 자료제공을 위해 추가적인 비용을 감수하 면서 임무를 연장 운영하기도 하였다(NRC, 2005). 연구개발 프로그램 자료를 현업에서 활용하는 데 가장 큰 걸림돌 중의 하나가 연 속적인 자료제공에 대한 불확실성이다. 많은 연구개발 프로그램은 같은 기술을 두 번 이상 적용하지 않는 것이 기본이기 때문이다. 그러나 이제는 이 문제 때문에 현 업 활용성이 떨어지지는 않을 것으로 기대된다. 우주개발이 어느 한 국가의 몫이 아니라 많은 나라들이 참여하고 있는 현실과 하나의 연구개발 프로그램이 성공할 경우 다른 나라들에서도 적극적으로 후속 프로그램을 만드는 환경이 조성되어 대 체자료의 확보가 가능하기 때문이다. AIRS가 성공적으로 현업에서 활용되면서(실 제로는 활용될 가능성이 높아 보이면서) 유럽의 현업 극궤도위성인 Metop에 유사 한 자료를 생산할 수 있는 새로운 센서인 IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer)가 탑재된 경우가 좋은 예이다. 또한, 연구개발용인 해양고도계 자 료생산이 중단될 가능성이 제기되면서, NOAA와 유럽의 EUMETSAT이 준영구적 인 연구개발 프로그램인 Jason 프로그램을 공동으로 추진하는 것도 좋은 예이다. 다음으로는 성공한 프로그램들은 모두 현업과 연구개발 사이에 의사소통이 적극 38 Meteorological Technology & Policy

41 연구개발용 위성의 현업 활용성 제고 방안 적으로 이루어졌다. 프로그램의 준비, 기반구축 및 자료가 생산되어 현업에서 활용 되는 단계까지 전 단계에서 두 팀의 적극적인 정보와 의견 교환이 있었다. AVHRR 의 개발과정에서 현업과 연구개발팀이 고해상도 영상기의 판촉을 위한 활동을 벌 인 점, 해양고도계의 복잡한 사용자 요구사항을 정리하기 위한 논의들, TRMM 운 영연장을 위한 현업요구사항 검토 등에서와 같이 적극적인 의사소통은 두 팀간의 잠재적인 마찰을 해결해줄 뿐만 아니라 프로그램의 방향을 결정하는 데에도 중요 한 역할을 하였다. 특히, 적극적인 의사소통은 연구개발자들이 현업사용자들의 요 구사항에 대한 이해도가 높아졌고, 현업사용자들은 프로그램에 대한 이해도를 높 성공한 프로그램들은 모두 현업과 연구개발 사이에 의사소통이 적극적으로 이루어졌다 일 수 있었으며, 자료활용 결과에 대한 피드백을 통해 프로그램운영의 개선뿐 아니 라 효율적인 후속프로그램 계획을 수립할 수 있었다. 현업사용자들의 요구사항이 정 책 초 점 더 잘 이해되면서 연구개발용 프로그램임에도 불구하고 이들의 요구사항이 더 효 과적으로 반영될 수 있었다. 기본적으로 연구개발 프로그램은 어느 정도의 유연성 을 가지고 있으며, 프로그램이 현업에서 활용될 가능성이 있다면 이를 지원할 수 있는 방안을 고려할 수 있다. 예를 들어 DMSP (Defense Meteorological Satellite Program) 5D를 개발할 당시에는 시스템 예비설계 단계에서 사용자들을 직접 방 문하면서 사용자들이 필요로 하는 것이 기존의 일기도와 유사한 위성정보라는 요 구사항을 수렴하여 개발과정에서 이를 반영하여 전체적인 프로그램 성공을 이끌 수 있었다. 또한, SSM/I의 개발과정에서는 발사 이전에 자료활용계획을 수립하였으 며, 사용자를 지원하기 위한 책임과 예산을 개발과정에 분담시켜 사용자 요구사항 이 개발과정에서 분명하게 반영될 수 있도록 하였다. 현업운영의 입장에서는 가능 한 정해진 연구개발용 위성의 규격을 있는 그대로 받아들인 상태에서 현업 활용을 위한 최선의 방안을 도출하는 것이 필요하다. 이는 프로그램 초기부터 적극적으로 참여하여 생산될 자료의 특성을 더 빨리, 잘 이해함으로써 가능하다. 이를 통해 생 산될 자료의 가치평가, 활용을 위한 기반구축, 자료제공 지연 및 중단과 같은 비상 시의 백업계획 구축 등이 이루어졌다. 예상되는 자료의 가치평가가 높을 경우에는 활용을 준비하는 과정에 직접적인 도움을 줄 뿐 아니라 개발자들에게도 도움을 줄 기상기술정책

42 정책초점 연구개발용 위성의 현업활용을 위해서는 연구개발과정에서의 수 있었다. 고해상도 영상기의 개발과정에서 개발예산이 부족한 상황에서 자료의 피드백이 중요하다 가치가 인정되어 사용자가 개발예산의 일부를 지원하기도 한 것이 좋은 예이다. 자 료가 실제로 생산되어 활용되는 과정에서도 두 팀의 적극적인 의사소통이 절대적 으로 요구된다. 연구개발용 위성이 제한적인 상황에서 최선의 답을 찾기 위한 것이 라면, 현업용 위성은 모든 경우의 수를 다루게 된다. 따라서 연구개발용 자료가 현 업에서 사용되기 시작하면 그 결과를 연구개발팀에게 피드백하는 것이 서로를 위 해 중요하다. 현업에서는 연구개발과정에서 예상하지 못한 결과가 발생할 가능성 이 농후하기 때문이다. 현업에서 이런 결과를 비정상적인 자료로 치부해 버리고 피 드백이 없게 되면 더 이상의 발전은 없다. 비정상적인 결과는 연구개발의 중요한 주 제가 되기 때문이다. AIRS의 예에서와 같이 생산된 자료가 현업시스템에서 신속하 게 사용되면서 그 효과가 즉각적으로 연구개발팀으로 전달되어 센서 및 자료의 성 능평가, 실시간 검정시스템의 개선 등에도 도움을 준 경우와 TRMM의 경우에는 설 계 과정에서부터 현업분야가 참여하여 현업모델을 이용한 신속한 실험이 가능했 던 것이 좋은 예들이다. 마지막으로 현업활용 가능성이 인지된 이후에는 활용을 위한 기반확보가 중요하 였다. 여기에는 기술적 측면과 프로그램 관리 측면이 있다. 기술적으로 가장 중요한 것은 자료 제공시 신속한 현업활용이 가능하도록 제반 기술을 사전에 준비하는 것 이며, 관리 측면에서는 준비절차의 공식화, 요구되는 인적, 물적 재원의 확보, 그리 고 새로운 자료 활용을 위한 제반 절차를 마련하는 것이었다. 자료 활용에 필요한 과학적 알고리즘이나 모델은 미리 준비되었다. 자료가 공급되면서부터 이들을 준 비한다면 시간적으로 지연될 뿐 아니라, 그 가치가 반감될 수도 있다. 가장 좋은 예 가 TOVS와 AIRS의 경우이다. TOVS의 경우에는 위성자료의 직접동화를 위한 과 학적 이해나 프로그램이 부족하였던 반면, AIRS의 경우에는 이전의 TOVS 자료를 활용한 수학적 방법과 모델이 존재하였고, 이를 바탕으로 AIRS에 맞는 프로그램을 만들 수 있었다. 이를 위해 AIRS의 경우에는 사용자(NOAA) 주도로 센서의 이론적 인 모의관측자료(simulated observation data)를 생산하여 다양한 사전연구와 준 40 Meteorological Technology & Policy

43 연구개발용 위성의 현업 활용성 제고 방안 비 작업을 수행할 수 있었기 때문에 실제 자료가 제공되면서 곧바로 자료활용을 위 한 튜닝과 영향평가가 이루어질 수 있었다. 사전에 준비되어야 할 또 다른 기술로는 실제 자료 공급시 준비된 시스템의 튜닝 방법, 자료효과를 평가할 수 있는 기술 등 이 필요하였다. 이후 실제 자료가 공급되기 시작하면 이를 이용하여 현업 모델의 수 정과 개선을 위한 기술개발도 필요하게 된다. 프로그램 관리 측면에서는 새로운 연 구개발용 위성을 활용하기 위한 작업을 조직의 공식적인 프로그램으로 인정하는 것이 중요하다. 필요한 자원을 확보하기 위해서는 활동 초기에 현업사용자의 공식 적인 활동으로 인정받는 것이 중요하였다. AIRS의 경우에는 자료동화 시스템을 구 현업활용 가능성이 인지된 이후에는 활용을 위한 기반확보가 필요하다 축하기 위해 기존의 원형프로그램을 수정하기 위한 방대한 계산실험 및 자료동화 에 이용되는 자료의 선정 및 품질관리 등의 추가적인 절차가 필요하였다. 이를 위해 정 책 초 점 서는 충분한 연산용량이 필요하였고, 이를 프로그램 초기부터 확보하여 충분한 사 전실험을 수행할 수 있었다. 또한 기반작업이 구축되는 중에는 새로운 자료가 제공 될 경우의 현업화 방법, 일정, 절차를 구축하는 것이 중요하다. 특히, 새로운 자료가 제공됨으로써 업무의 개선효과도 기대되지만, 이를 만들기 위해 기존 시스템에 주 어지는 부하를 해결할 수 있는 방안을 미리 준비하는 것이 중요하다. 그렇지만, 이 들 위성이 연구개발용이기 때문에 항상 자료중단에 대비한 백업계획을 마련하고, 자료 확보를 위한 국제협력 프로그램에 관심을 가질 필요는 있다. 자료 확보를 위한 협력은 특히 연구개발용 위성 프로그램에 아무런 권한이나 지분이 없는 경우(예를 들어, 미국에서 추진하는 연구개발용 프로그램에 대한 우리의 입장)에는 프로그램 의 성공여부를 결정지을 수 있다. 다만 자료의 자유로운 공개여부에 따라 접근 방 법을 달리하여야 한다. 자료가 자유롭게 공개될 경우에는 사용자 그룹 또는 과학자 그룹에 참여하여 위성발사 이전에 위성자료의 특성에 관한 정보 및 활용방안에 대 한 기술을 습득하는 것이 중요하다. 이를 통해 예상되는 자료가 현업에 미치는 영 향을 평가하는 등의 현업운영 준비에 도움을 받을 수 있다. 또한, 우리의 자료 활용 에 관한 정보를 자료 생산자에게 공급하여 위성자료가 갱신될 때마다 신속하게 정 보를 확보할 수 있도록 해야 한다. 반면, 자료를 제한적으로 공개/제공할 경우에는 기상기술정책

44 정책초점 기술 및 프로그램 준비를 위해 test bed의 적극적인 활용이 필요하다 자료 확보를 위한 최선의 방법을 강구해야 한다. 일반적으로 자료 제한을 해결하기 위한 가장 좋은 방법은 자료제공자와의 공동협력 프로그램을 개발하는 것인데, 가 장 효과적인 공동협력 프로그램으로는 현장관측 자료를 이용한 위성자료의 검보 정, 위성자료의 현업활용성 및 영향 평가 등이 있을 수 있다. 이와 같은 기술 및 프로그램의 준비를 위해 실질적으로 활용할 수 있는 방법이 test bed의 적극적인 활용일 것이다. Test bed는 다양한 분야의 기술이전 과정에서 임시프로그램으로 활용되고 있으며, 이들 test bed 프로그램은 연구개발 결과의 신속하고 효율적인 현업으로의 이전이라는 기본적인 목적을 모두 공유하고 있다. 다양한 test bed들 중에서 성공적으로 운영되는 test bed들이 가지는 공통적인 요 소들로는 현업화 가능성이 높은 주제를 우선순위 사업으로 선정하는 능력의 탁월 함, 현업운영과 동일한 시험환경을 확보, 그리고 연구개발 및 현업운영 사이의 의사 소통을 강화시키는 메커니즘 적용 등이었다. Test bed는 연구개발 주체는 아니다. 따라서 현업에서 필요로 하는 기본 기술을 개발할 수 있는 역량을 확보할 필요는 없다. 그렇지만 이미 준비된 연구개발의 결과들 중에서 신속하게 현업으로 이전될 가능성이 높은 결과를 선택하는 것이 중요하다. 현업이전을 매개하는 test bed의 임무 중에서 가장 중요한 부분이라고 할 수 있다. 많은 test bed에서 이 부분을 중시 하며, 기후분야의 경우에는 임무선정 위원회를 구성하여 매년 test bed에서 추진해 야 할 주제들을 결정하기도 한다. 선정된 결과에 대해서 test bed에서 수행해야 할 가장 중요한 활동은 새로운 결과가 기존의 현업업무에 미칠 영향을 평가하고, 이를 극대화하기 위한 미세조정 작업을 수행하는 것이다. 제한된 환경에서 평가된 연구 개발의 결과가 언제나 현업업무를 개선하는 데 적용될 수 있는 것은 아니다. 따라서 새로운 기술을 가능한 모든 실제 상황을 고려하여 평가하는 것이 중요하다. 이 과정 에서 수많은 문제들이 발생할 수 있으며, 이를 해결하는 것이 test bed에서 수행해 야 할 가장 중요한 업무이다. 이를 위해서 반드시 필요한 것이 현업과 유사한 환경을 구축하는 것이다. 최대한 현업에 가까운 상황에서 영향 평가와 미세조정이 이루어 지지 않는다면, test bed는 여전히 연구개발 활동에 머무를 수밖에 없기 때문이다. 42 Meteorological Technology & Policy

45 연구개발용 위성의 현업 활용성 제고 방안 V. 요약 및 제언 기상위성은 실용성이 가장 강조되는 위성프로그램으로 현업용과 연구개발용 위 성으로 크게 분류될 수 있다. 과거에는 이들 위성의 성격이 뚜렷하게 구분되어 역 할분담이 분명한 것으로 인식되었지만, 기술 발전 및 기반 확충으로 현업용 위성의 연구개발활용 및 연구개발용 위성의 현업활용성이 더욱 강조되고 있으며, 이를 위 한 다양한 정책적 기술적 노력들이 진행되고 있다. 여기에서는 고품질 자료를 생산 하는 연구개발용 위성의 현업활용을 높이기 위한 노력을 지원하기 위해 두 위성의 현업용 위성의 연구개발 활용과 연구개발용 위성의 현업활용성이 강조된다 성격을 구분하고, 기상위성이 주로 활용되는 분야에서 필요로 하는 사항을 분석하 였으며, 이를 위해 연구개발용 위성의 개발과정에서 요구되는 사항들을 정리하였 다. 또한, 성공적으로 활용된 연구개발용 위성의 사례분석에서 성공의 요인으로 사 정 책 초 점 전준비와 기반확보가 중요함을 알 수 있었으며, 이를 공식화하는 관리도 중요함을 알 수 있었다. 이 과정에서 가장 일반적으로 사용되는 프로그램인 test bed를 적극 적으로 활용할 수 있을 것으로 판단하며, 이를 좀 더 적극적으로 활용하여 연구개 발용 위성의 현업활용성을 제고할 수 있는 플랫폼으로 활용할 수 있기를 제안한다. 참고문헌 CNA Corporation, 2007: National security and the threat of climate change, pp. 68, Alexandria, VA., Busby, J. W., 2007: Climate change and national security: an agenda for action. CRS-32, Council of Foreign Relations, Washington, DC. NRC, 2003: Satellite Observations of the Earth's Environment, Accelerating the Transition of Research to Operations. National Academies Press, Washington, DC., 2005: Assesment of the benefits of extending the tropical rainfall measuring mission: A perspective from the research and operations communities. National Academies Press, Washington, DC., 2007: Earth science and applications from space: National imperatives for the next decase and beyond. National Academies Press, Washington, DC., 2008: Ensuring the climate record from the NPOESS and GOES-R spacecraft: Elements of a strategy to recover measurement capabilities lost in program restructuring. National Academies Press, Washington, DC. 기상기술정책

46 정책초점 위성을 이용한 국가재난감시 체계 구축 윤보열 한국항공우주연구원 선임연구원 염종민 한국항공우주연구원 선임연구원 한경수 부경대학교 교수 Ⅰ. 서론 Ⅱ. 해외 위성기반 재난감시 현황 Ⅲ. 국내 위성기반 재난감시 현황 Ⅳ. 맺음말 현재 우주개발 선진국을 중심으로 다양한 국제협력 단체를 설립하여 전 세계에서 일어나는 재난재해에 대한 위성정보를 해당 국가에서 제공하고 있다. 다양한 재난재해에 대해서 고해상도의 시공간 및 분광 자료가 필요하므로 국가 간 협력은 필수적이다. 효율적인 재난재해 방재를 위해서는 위성정보의 적시성 과 적합성 역시 매우 중요하다. 국내의 경우 부처 간의 협력을 통한 위성기반 방재 정보 산출이 아닌 재난 재해 감시를 위한 범부처 위성정보 컨트롤 타워의 설립이 필요할 것이다. 또한 국내 재난재해 발생 시 전 세계 최첨단 위성들을 활용하기 위하여 보다 적극적으로 국제 협력 기구에 참여해야 할 것이다. 44 Meteorological Technology & Policy

47 위성을 이용한 국가재난감시 체계 구축 Ⅰ. 서론 최근 급격한 기후변화로 전 세계 곳곳에서 발생하는 재해의 발생 빈도와 규모가 점차 증가되고 있다. 이로 인한 피해를 최소화하기 위해 재난방재를 위한 다양한 소스의 정보들이 이용되고 있다. 일반적으로 세계 곳곳에서 발생하는 재난의 형태 는 태풍, 산불, 지진, 폭설, 집중호우, 유류 유출, 산사태, 홍수 등과 같이 다양하며 시 공간적인 특성 차이 또한 매우 크다. 게다가 재난재해 특성상 현장 접근이 용이 하지 못하기 때문에 현장조사 보다는 위성, 무인기, 항공기 및 무인 로봇 등을 이용 대한민국은 명실상부 위성 개발 및 운영 선진국 하여 방재를 위한 구체적인 재난 정보를 수집하고 있다. 그 중에서 위성은 가장 효 율적인 관측 도구로 고려되는데, 이는 위성 관측이 다양한 시 공간 관측 특성을 제 공할 뿐만 아니라, 여러 분광 센서의 조합을 통해 재해유형에 따른 고부가 재난재해 정 책 초 점 정보를 획득할 수 있기 때문이다. 한 예로, 홍수 발생의 경우, 강수량 산정을 위해 광학 위성의 가시 및 적외 채널 그리고 마이크로 채널을 이용하여 강수량 추정을 할 수 있다. 또한 홍수 발생 이후에는 강수로 인하여 여전히 구름이 존재할 확률이 높기 때문에 신속하고 정확한 홍수 피해지역 산출을 위해서는 구름 투과가 가능한 Synthetic Aperture Radar (SAR) 위성을 주로 활용한다. 국내에서는 1992년 8월 11일 발사된 우리별 1호를 필두로 지금까지 지속적인 위 성개발 사업을 진행해왔다. 현재 기상 및 해양 관측을 위한 천리안 정지궤도위성, 고해상도 광학위성인 아리랑 2호, 3호 그리고 SAR 센서를 탑재한 아리랑 5호를 각 각 운용 중이다. 대한민국은 명실상부 위성 개발 및 운영 선진국으로 다양한 특성 을 가지는 위성들을 개발하고 운용 중이지만, 고부가 정보 및 고차원 서비스를 창 출 할 수 있는 위성정보 활용에 대한 노력이 더욱 요구되는 실정이다. 1900년대 말 에서 2000년대 초반에는 우주개발 사업의 대부분은 위성개발, 즉 하드웨어적인 측 면에 초점이 맞춰져 있었지만 최근 스마트 정보화 사회 발전으로 인하여 소프트웨 어적인 측면에 대한 요구가 급속도로 증가하고 있다. 현재 전 세계적인 우주사업 경 향도 위성개발 뿐만 아니라, 다양한 위성정보 산출 및 활용에 대한 연구개발에 초 점이 맞춰져 있다. 기상기술정책

48 정책초점 국민편익 극대화 및 우주분야 창조경제 실현을 위한 위성정보 활용 종합계획 우주개발진흥법 제2조에 명시된 위성정보란 인공위성을 이용하여 획득한 영 상 음성 음향 데이터 또는 이들의 조합으로 처리된 정보(그것을 가공 활용한 것을 포함한다)를 말한다. 우리 생활 속에서 위성정보는 방송통신위성 기반의 위성중계, 천리안 영상을 이용한 기상예보 및 기상재해 감시, 항법위성기반의 위치정보 서비 스 제공이 이뤄지고 있으며, 지구관측 위성인 다목적실용위성(아리랑 위성)이 촬영 한 영상을 이용하여 다양한 공공부문 수요를 충족시키고 있다[그림 1]. 정부에서 [그림 1] 국가 위성정보 활용 시스템 구축 방안 는 국민편익 극대화 및 우주 분야 창조경제 실현을 위해 위 성정보 활용 종합계획을 2014 년 5월에 수립하였다. 이를 기 반으로 재해분야 뿐만 아니라 사회문제 해결형 범부처 위성 정보 활용사업 추진 등 다방 면의 공공서비스 활성화로 위 성개발 성과를 국민 삶의 질 적 향상으로 연계시키기 위해 GIS, Ocean, Land, Disaster, Environment & National Security Solution based on Satellite Intelligence (GOLDEN Solution) 프로젝트를 추진할 계획이다. 이를 통해 다양한 국가 기반 위 성정보활용 수요를 만족 시키고자 한다. 하지만, 현재 위성활용 관련 정부부처는 일 원화 되어 있지 않고 이를 조정 할 수 있는 컨트롤 타워가 없다. 특히, 위성정보를 이 용한 국가재난재해 감시와 같은 경우에는 앞에서 언급한 바와 같이 단일 위성으로 는 다양한 시공간 특성 및 재난재해 형태에 대처하기기 쉽지 않기에 이 글에서는 해외 위성기반 재난감시 현황과 국내 현황을 조사하여 위성기반 국가재난감시 체 계 구축 방안을 논의하고자 한다. 46 Meteorological Technology & Policy

49 위성을 이용한 국가재난감시 체계 구축 Ⅱ. 해외 위성기반 재난감시 현황 전 세계 대규모 재해에 공동 대응하기 위해 설립된 International Charter 1. International Charter Space & Major Disasters 1999년 7월 제3차 우주의 평화적 이용에 관한 UN회의(UNISPACE Ⅲ)에서 유럽 우주청(European Space Agency, ESA)과 프랑스 국립우주센터(Centre National d Etudes Spatiales, CNES)에서 International Charter (이하, 차터)의 설립을 제안 하였고, 이듬해인 2000년 캐나다 우주청(Canadian Space Agency, CSA)이 참여 수하였다. 차터는 전 세계 대규모 재해에 대응 [그림 2] 정책초점 하면서 2000년 11월부터 본격적인 운영에 착 차터에서 제공된 파키스탄 홍수피해도(2014.9) 하기 위해 적시에 수집된 위성정보를 활용하여 피해정도 파악 및 복구대책 수립에 기여할 수 있도록 자발적으로 조직된 협의체이다 년 7월에는 한국항공우주연구원이 회원기관 의 자격으로 가입하여 다목적실용위성 영상자 료를 제공하고 있다. 국내에 등록된 재해담당 기관은 국립재난안전연구원으로 지정되었다. 현재 16개 우주관련 기관에서 보유한 지구관 측 위성을 이용하여 체계적으로 위성자료 수 신 및 전송을 재해당사국에 지원하여 신속한 대응을 위한 기반정보를 제공하고 있다. [그림 2]는 2014년 9월 파키스탄에서 발생한 홍수에 대한 차터 운영이 수행되었고, 이를 통해 산출 된 최종 재난재해 지도를 보여준다. 그림에서 보는 바와 같이 다양한 위성정보를 이용하여 침수지역(붉은색)이 신속하게 최종 사용자에 기상기술정책

50 정책초점 100여개국 대상 총 510건 위성자료 제공 게 제공되었다. 차터 운영이 착수된 시점부터 2014년 11월까지 재해가 발생한 100여개 국가를 대상으로 총 510건의 재해에 대한 위성자료를 제공하여 피해 복구계획 수립 등에 활용할 수 있도록 지원하였고, 지난 10여 년간 차터를 통해 홍수(191건, 50%)에 가 장 많은 지원이 이뤄졌으며 태풍 및 허리케인(16%) 순으로 활용되고 있다. 보통 재 해 발생 후 72시간 이내에 촬영된 위성영상 자료가 효과적으로 재해대응에 기여 할 수 있다는 점에서 위성촬영 계획, 영상 수신, 수신영상 처리 및 자료 전송, 재해 지도 생성 등 일련의 프로세스들을 보다 신속하고 효율적으로 지원하기 위해 차터 는 최근에 업그레이드 된 차터 [그림 3] 웹기반 차터 운영현황 정보 운영시스템(COS-2, Charter Operation System-2)을 구 축하였다. 이를 기반으로 재 해가 발생하였을 때 보다 신속 하게 피해규모를 파악하고 피 해를 최소화 또는 복구계획을 조기에 수립할 수 있도록 국제 사회에 지원하고 있다. [그림 3]은 전 세계 웹기반 차터 운 영현황 정보를 보여준다. 2. UN SPIDER UN-SPIDER (Space-based Information for Disaster Management and Emergency Response)는 UN-OOSA (United Nations Office for Outer Space Affaires)가 주관하는 우주기반 재해관리 및 긴급 대응 프로그램이며, UN 총회의 승인을 통해 2006년 12월 설립되었으며, 오스트리아 비엔나, 중국 북경, 독일 본에 지역 사무소가 있다(UN SPIDER, 2014). 주요 임무는 각종 재해재난에 대해 효율 48 Meteorological Technology & Policy

51 위성을 이용한 국가재난감시 체계 구축 적으로 대응할 수 있는 지구관측 위성, 통신위성, 항법위성 등의 모든 유형을 포함 하는 우주기반 정보 및 서비스를 제공하는 것이다. 3. Copernicus GIO EMS 코페르니쿠스를 통한 사회경제적 이익 창출, 환경보호와 관리, 의사결정 지원 유럽의 코페르니쿠스(Copernicus)는 유럽 및 전 지구적인 기상, 재해 정보 및 안 보에 관한 지원 서비스 창출을 목적으로 2001년 유럽연합의 Gothenburg 회의에 서 승인되었고, 전략적으로 환경 모니터링, 위험요소 감시 및 시민 보호와 안전을 위 한 유럽만의 독립적이고 신뢰도 높은 정보지원 시스템을 구축하였다. 코페르니쿠스 는 1998년 유럽우주청, 유럽환경청(European Environment Agency, EEA), 유럽 공동체(European Community, EC)와의 협력으로 창설되었고, 기후변화와 연계 정 책 초 점 한 환경규제 또는 정책 수립을 위한 정보 생성, 자연재해 등과 같은 비상 또는 위기 상황 시 신속한 의사결정 정보를 제공하는 기능을 담당한다. 2012년 11월에 지구관측 관련 서비스가 실용화 단계(2015~2030)에 착수함에 따 라 GMES (Global Monitoring for Environment and Security)에서 Copernicus 로 명칭이 바뀌었다. 코페르니쿠스 운영을 위해 Sentinel 시리즈 위성이 개발 중 에 있으며, 사회경제적 이익 창출, 환경보호와 관리, 의사 [그림 4] GIO EMS 개요 결정 지원 수단으로 활용 예 정이다. 2012년부터 운영되 고 있는 두 가지 코페르니쿠 스 서비스는 위기관리서비스 (Emergency Management Service, EMS)와 토지모니터 링서비스(Land Monitoring Service)이다. 기상기술정책

52 정책초점 One stop 개념으로 구축된 SERVIR 4. SERVIR SERVIR는 미국 NASA와 USAID (United States Agency for International Development)의 협력으로 2004년에 창설되어 운영 중에 있다. 위성관측 자료, 지 상측정 자료와 예측 모델을 통합하여 환경적인 위협요소 평가, 재해 피해 평가 및 대응을 중미, 동부 아프리카, 히말라야 등지의 개발도상국가에 지원한다. SERVIR 는 약 30여개의 다수 정부기관 및 공공기관과의 협력을 기반으로 미국에 조정사 무소가 있으며 케냐에 있는 자원 개발 매핑 센터(Regional Center for Mapping of Resources for Development, RCMRD), 네팔에 있는 국제 산림개발 통합 센터 (International Center for Integrated Mountain Development, ICIMOD), 파나 마에 있는 라틴 아메리카 및 카리브 열대 습윤 수자원 센터의 지원을 받는다. 대기 오염, 기후변화, 생물다양성 개선을 위한 의사결정 수립을 지원하기 위해 토지피복 [그림 5] SERVIR 운영 흐름도 변화 및 기후변화에 관한 영 향을 분석하고 대응 전략 수 립을 위한 정보를 제공한다. 재난분야에서는 미국 NASA 위성자료와 다양한 분야에서 수집된 준실시간 자료를 이용 하여 폭풍, 지진, 홍수 및 산사 태 등으로 인한 환경변화 및 사회기반 시설의 피해를 분석 하여 국제사회에 지원하고 있 다. SERVIR의 자료관리 및 관 련 소프트웨어는 초창기부터 웹기반으로 운영되어 왔지만 최근 SERVIRGlobal.net 웹 사이트를 개설하여 신규 지구 50 Meteorological Technology & Policy

53 위성을 이용한 국가재난감시 체계 구축 관측 및 공간 자료들을 보다 손쉽게 올리고 접근 가능하도록 효율적으로 관리하고 있다. One-stop 개념으로 구축된 본 시스템은 데이터 손실을 막기 위해 클라우 드 기반 환경에서 자료를 운영하고 있다. Sentinel Asia를 통한 재해 대비 및 복구 지원 5. Sentinel Asia 2005년 제12회 APRSAF (Asia-Pacific Regional Space Agency Forum)에서 위성을 활용한 아시아 태평양지역의 재해관리 프로젝트인 Sentinel Asia가 착수 되어 일본 JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) 주도로 운영되고 있다. Sentinel Asia는 아 태지역에서 발생하는 재해관리를 위해 웹 GIS (Geographic Information System)를 기반으로 지구관측 위성자료를 활용하여 각종 재해 정 책 초 점 에 대한 정보 공유 및 피해복구를 지원하기 위한 목적으로 설립되었다. 정보제 공 및 공유를 위해 아 태지역의 지구관측 위성 운용기관 (일본 JAXA, 말레이시 아 MACRES, 태국 GISTDA, 싱가폴 CRISP 등)을 정보 노드(Information Node) 로 지정하고 광역 범위의 인터넷망을 기반으로 각 노드를 연결하기 위해 초고속 인터넷 통신용 위성인 WINDS (Wideband Inter Networking engineering test and Demonstration Satellite)를 활용하고 있다. 특히 아시아재해저감센터(Asian Disaster Reduction Center, ADRC)는 Sentinel Asia 네트워크의 포털 기관으로 각 노드에서 생산 및 제공되는 재해관련 지구관측 위성자료를 종합적으로 제공하 는 역할을 담당하고 있으며, 각 회원국의 재해 담당기관 뿐만 아니라 일반 사용자 도 웹을 통해 접속하여 재해정보를 무상으로 수집할 수 있다. 2013년부터 Sentinel Asia 3단계가 착수되었으며, 주요 목표는 전체 재해관리 프로세스 주기 중에서 재 해 대비 및 복구 측면에서 위성자료의 활용을 확대하는 것이다. 이를 기반으로 ALOS-2, 3와 같은 신규 위성으로부터 수집되는 위성자료를 통해 산출되는 정보의 정확도를 높이는 것과 전반적인 운영상의 효율성을 도모하여 실제 재해분야 지원 에 극대화를 목표하고 있다. 우리나라는 2007년 11월에 개최된 APRSAF 14차 회의에서 참여의사를 공식적 기상기술정책

54 정책초점 다수의 긴급 대응지도를 의사결정자에게 전달하는 E-DECIDER 으로 포명하여 한국항공우주연구원이 참여기관으로 활동하고 있으며 차터와 연계 하여 다목적실용위성 2호 영상자료를 제공하고 있다. 6. E-DECIDER E-DECIDER는 NASA의 예산으로 지원되는 재해 평가 및 대응을 위한 긴급 자 료기반의 의사결정 지원 시스템이다. 이를 통해 다수의 긴급 대응지도를 의사결정 자에게 제공한다. 아래 [그림 6]은 2014년 8월 캘리포니아 나파지역에 발생한 진 [그림 6] E-DECIDER 긴급 재해 대응 결과물 도 6.0 지진에 대응한 사례로 XchangeCore 웹서비스를 이 용하여 캘리포니아 지진 정보 센터에 제공한 사례 이다. E-DECIDER는 NASA의 제 트추진연구소, ImageCat 社, 인디아나 대학, 캘리포니아주 립대학, Missouri대학, 미국 지질조사국과의 협력을 기반 으로 운영된다. 또한, 캘리포니 아 지진 정보센터, 캘리포니아 긴급 상황 대책본부, 캘리포니 아 지질조사원, 지진공학연구 소, 미연방비상관리국과 파트너쉽을 구축하고, NASA 재해 중점관리를 위한 응용 과학 프로그램의 지원을 받고 있다. Ⅲ. 국내 위성기반 재난감시 현황 국내의 경우에는 위성기반 재난감시를 위한 범정부부처 컨트롤 타워는 현재 없지 52 Meteorological Technology & Policy

55 위성을 이용한 국가재난감시 체계 구축 만, 각 위성정보 배포 및 활용 담당부처에서 재난관련 위성정보를 재해재난 해당 관 련기관에 제공하고 있다. 현재 국내개발위성의 위성정보생산 및 활용기관은 크게 미래창조과학부 한국항공우주연구원, 기상청 국가기상위성센터, 그리고 해양수산 부 해양과학기술원이 있다. 한국항공우주연구원의 경우에는 국내 위성개발을 주도하고 있으며, 국내에서 개 발된 모든 위성을 관제 및 운용하고 있다. 위성정보 활용의 측면에서는 다목적실용 위성 2호, 3호 그리고 5호의 위성정보를 처리/배포하고 있다. 다목적실용위성 3호 는 국내 최초 submeter 급 위성으로 전 세계 재난재해의 가시 분광 정보를 획득할 4기의 위성을 활용하여 재난재해에 효과적으로 대응 가능 수 있다. 특히 기존에 운용 중인 1 m 공간 해상도 급인 다목적실용위성 2호와의 공 동 활용을 통해 극궤도위성의 단점인 재방문시기를 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 2013 정 책 초 점 년 8월 22일에는 국내 최초 고해상도 X 밴드 SAR 위성인 다목적실용위성 5호 발사 를 성공하였으며, 이를 통해 날씨에 상관없이 고해상도 영상정보를 획득 할 수 있다. 게다가, 2015년 초에 발사 예정인 다목적실용위성 3A호는 가시채널의 경우 50 cm 급 공간해상도를 가지며, 특히 고해상도 적외카메라를 탑재하여 주야간 적외관측 이 가능하기 때문에 고해상도 위성분야에서 대한민국은 선진국 대열에 합류했다고 볼 수 있다. 가시, 적외, 그리고 마이크로영역 분광밴드 모두를 관측할 수 있을 뿐만 아니라, 총 4기의 고해상도 위성 운용으로 인하여 적시성이 가장 중요 시 되는 재난 재해에 효과적으로 대응 할 수 있을 것으로 사료된다. 한국항공우주연구원은 2011년 차터 가입을 계기로 위성기반 전 세계 재해 대응 및 복구 수립에 기여하기 시작했고, 2011년 2월 동해안 폭설발생 당시에는 국립재 난안전연구원의 요청을 받아 차터 회원기관 중 일본 JAXA에서 운영 중인 ALOS AVNIR-2 재해발생 전후 영상으로 피해지도를 제작하여 피해발생에 따른 복구계 획 수립에 기여한 사례가 있다. 그 후에 동해안 폭설 대응, 우면산 산사태 발생에 차 터의 지원을 받아 다양한 위성자료를 활용한 사례가 있다. 현재는 차터 운영을 총 괄하는 역할을 2014년 10월부터 2015년 4월까지 6개월 동안 수행하게 된다. 기상청 국가기상위성센터는 2009년 4월에 설립하여 우리나라 최초의 정지궤도 기상기술정책

56 정책초점 실시간 기상관측이 가능한 천리안 위성 위성인 천리안위성 기상센서의 관측영상 처리/배포 및 활용을 담당하고 있다 년 6월 27일에 발사된 천리안위성은 기상탑재체와 해양 탑재체를 보유하고 있으며, 이를 통해 다양한 기상 및 해양 현상을 실시간 관측한다. 기상센서의 경우에는 1 개의 가시채널과 4개의 분광 채널을 탑재하고 있으며, 이를 통해 한반도를 포함한 E 경도 기준으로 반구지역을 관측하고 있다. 정지궤도 천리안위성의 가장 큰 장점은 실시간으로 기상현상을 관측 할 수 있다는 것이다. 예로, 천리안위성 발 사 이전에는 태풍감시를 위해 일본의 MTSAT-1R 위성을 주로 활용하였는데 정확 한 태풍 감시를 위해서는 고해상도 시간 분해능을 가지는 영상이 필요하다. 하지만, 한반도로 진로가 예상되는 태풍의 경우에는 고시간 분해능 MTSAT-1R 자료를 얻 기가 힘들었다. 그러나 천리안위성 이후에는 한반도로 접근하는 태풍에 대해서는 특별관측 모드를 이용하여 15분 시간 분해능의 위성정보를 획득 할 수 있으며, 이 를 통해 태풍 진로 예측 및 기상방재에 활용 할 수 있었다(환경일보 2011). [그림 7] 은 2010년 8월 초에 발생한 4호 태풍 뎬무의 가시 흑백영상이다(NMSC, 2014). 그 [그림 7] 2010년 8월 10일 획득된 천리안 위성의 태풍 뎬무 흑백영상 림에서 보는 바와 같이 한반도 에 접근하는 태풍의 구조특성 을 관측 할 수 있다. 한국해양과학기술원은 천 리안위성에 탑재되어 있는 해양탑재체(Geostationary Ocean Color Imager, GOCI) 를 이용한 한반도 주변의 해 양 특성을 실시간으로 관측하 고 있다. GOCI 센서는 전 세 계 최초 정지궤도 해색위성으 로 500 m 공간해상도, 1시간 의 시간해상도를 가진다. 이를 54 Meteorological Technology & Policy

57 위성을 이용한 국가재난감시 체계 구축 통해 한반도 주변 해역에 일어하는 다양한 해양 현상, 특히 해양 재난재해 감시가 가능하다. Ⅳ. 맺음말 위성기반 국가재난감시를 위해 위성보유국가들의 긴밀한 협력 필요 본 글에서는 위성정보를 이용한 국가재난감시 체계 구축을 위한 국내외 현황 및 적용 사례에 대해서 알아보았다. 해외의 경우에는 우주개발 선진국을 중심으로 다 양한 국제협력 단체를 설립하여 전 세계에서 일어나는 재난재해에 대한 위성정보를 해당 국가에게 제공하고 있다. 무엇보다 이러한 국제단체들의 특성은 재난 발생 시 가용할 수 있는 모든 위성을 활용하여, 방재를 위한 고부가 재난정보를 신속하게 제 정 책 초 점 공한다는 것이다. 즉, 전체적인 위성기반 국가재난감시의 특성은 기본적으로 위성 보유 국가들의 긴밀한 업무협력관계를 바탕으로 한다. 이는 위성이 가지는 장점 즉, 시 공간적 해상도가 좋다는 특성을 가지기는 하지만 이러한 장점들이 다양한 재난 사례에 대해, 일부 위성만으로 전 세계 지역을 감시한다고 가정했을 때는 오히려 그 한계성을 보인다. 또한 서론에서 언급한 바와 같이 다양한 재난재해 형태에 대해서 적용 가능한 위성센서 분광 또한 다양하게 필요하기 때문에 국가 간 협력은 필수적 이다. 이러한 문제점들을 미리 인지한 위성기반 국제 재난재해 감시 지원 기구들은 위성 보유 국가 참여를 최대한 독려하고 있으며, 현재도 이를 개선해 나가고 있다. 국내의 경우에는 현재 한국항공우주연구원, 국가기상위성센터, 해양위성연구센 터에서 국내 발생 재난재해에 대한 위성정보를 관련 기관에 제공하고 있다. 하지만, 국내에서 발생한 재난재해에 대해서 범정부부처별로 위성을 관제, 수신, 처리 및 고 부가 방재정보를 조정 관리 할 수 있는 위성정보 기반 국가재난감시 컨트롤 타워의 부재는 재난/재해 감시에 있어 위성정보의 가치를 제대로 도출해내지 못하게 한다. 효율적인 재난재해 방재를 위해서는 특성상 가장 중요한 것이 위성정보의 적시성 과 적합성이다. 즉, 재난 발생 직후 얼마나 빠른 시간 내에 방재 현장에 활용할 수 있는 고부가 방재 정보가 생산되느냐에 따라서 그 효과는 많은 차이를 보인다. 따 기상기술정책

58 정책초점 범부처 위성정보 컨트롤 타워 설립의 우선적 수행 필요 라서 기존의 방식, 즉 부처 간의 협력을 통한 위성기반 방재 정보 산출이 아닌, 재 난재해 감시를 위한 범부처 위성정보 컨트롤 타워 설립이 우선적으로 수행되어야 한다. 이를 통해 국내위성 뿐만 아니라, 해외 가용 모든 위성을 실시간으로 활용할 수 있는 시스템 체계가 절실하다. 또한 대한민국은 정지궤도, 극궤도, 가시영역에 서 마이크로 영역까지 다양한 위성들을 보유하고, 이를 관제하여 관심지역의 영상 을 획득하고는 있지만 이를 활용하여 복잡한 재난재해 유형에 대처하기에는 여전 히 부족한 현실이다. 따라서 보다 적극적인 국제 협력 기구에 참여를 통해 국내 재 난재해 발생 시 전 세계 모든 재난활용 가능 위성들을 활용 할 수 있는 국제협력 체 계 구축이 필요하다. 세월호 참사 이후 국민들의 사회 안전에 대한 불안감은 상당히 높다. 2014년 통 계청에서 발표한 사회 조사 결과에 따르면 대한민국의 사회 전반적인 안정 정도에 대해 50.9% 국민이 불안하다고 답변하였는데, 이는 2012년 조사(37.3 %) 보다 크 게 증가한 수치이다(통계청, 2014). 반면 국민들의 우주개발에 대한 관심과 애정은 나로호 성공 이후 높아져 있다. 이는 국내에서 발생하는 다양한 재난재해에 대해 많은 비용을 투자하여 개발된 최첨단 위성기술들을 재난재해 방재를 위해 적극적 으로 활용한다면, 현재 우리사회가 가지는 불안요소들을 제거하여 보다 안전한 사 회문화 전환에 기여할 뿐만 아니라, 장기적인 우주개발의 원동력이 될 수 있을 것 으로 사료된다. 참고문헌 통계청, KMA, do#none UN-SPIDER, Meteorological Technology & Policy

59 정책초점 위성영상서비스 시장 빅뱅과 새로운 관점 조황희 과학기술정책연구원 국제기술혁신센터장 Ⅰ. 민간기업 주도의 새로운 서비스 창출: 지구관측위성(광학센서) Ⅱ. 공공부문에서의 위성 활용 Ⅲ. 우주개발을 위해 개발된 기술을 타 분야로 확산 Ⅳ. 맺음말 정 책 초 점 최근 벤처기업 주도의 새로운 서비스 제공으로 위성영상 비즈니스가 빅뱅 상황을 맞고 있다. 타 분야에 사 용되는 위성이나 비광학센서에서 관측된 정보가 질병이나 재난 예방 등 복잡한 현상을 해석하고 분석하 는 데 유용하고 응용되고 있다. 위성의 활용은 어떤 서비스를 누구에게 제공할 것인가가 중요하므로 서비 스 공급자 입장에서 서비스 체계와 자료 확보의 검토가 필요하다. 또한 위성에 탑재된 센서별 정보의 해석 기법 개발 및 새로운 관측센서의 독자개발 능력 확보를 통해 기술 확산을 통한 새로운 혁신을 창출하는 데 도움이 될 것이다. 기상기술정책

60 정책초점 지구관측위성 활용을 통한 새로운 비즈니스 기회 확산 1945년 공상과학 소설에 위성이 등장한 이후 현재까지 약 7,000기 이상이 운영 되었다. 이 중 1,000여기 정도가 현재에도 우주 공간에서 다양한 임무를 수행하면 서 일상생활에 많은 편익을 주고 있다. 특히 기상위성과 GPS위성은 실생활에서 필 수품이 되어 사회인프라의 성격을 갖게 되면서 산업과의 연관성도 깊어지고 있다. 위성분야에서 부가가치 창출은 위성의 제작보다는 위성을 활용하는 분야에서 나타난다. 대표적인 예가 민간영역에서 수익을 창출하는 비즈니스 영역인 위성통 신ㆍ방송 분야이다. 통신ㆍ방송위성을 제외한 분야에서 가장 활용도가 높은 영역은 GPS위성이고, 나머지 위성들은 아직은 산업적 비즈니스 영역에서 한정적이다. 이 에 본고에서는 통신ㆍ방송위성, GPS위성을 제외한 지구관측위성 활용분야에서 최 근 생겨나고 있는 새로운 비즈니스 기회와 우주기술의 타 분야로의 확산을 통한 혁 신을 살펴보고, 이와 관련된 새로운 관점을 살펴보고자 한다. I. 민간기업 주도의 새로운 서비스 창출: 지구관측위성(광학센서) 통신ㆍ방송과 GPS 다음으로 성장한 분야가 지구관측위성을 이용한 광학영상서 비스이다. 이미 미국의 구글 어스와 같이 민간이 위성영상서비스를 일반인에게 제 공하는 서비스도 존재하고 있다. 민간기업이 운영하는 광학영상서비스는 공공부 문에서 운영하고 있는 광학영상과 점차 경쟁적 관계를 형성할 것이다. 특히, 위성을 보유하지 않아도 위성영상을 쉽고 편리하게 확보할 수 있기 때문에 공공부문의 독 점에서 점차 민간기업이 새로운 게임의 룰을 만들고 있다. 특히 민간부문에서 벤처 기업들이 위성망을 저렴하게 구축하고 새로운 개념의 서비스를 제공하려는 시도를 하고 있어 이 분야에서 소비자에게 선택의 폭이 더욱 크게 열릴 것이다. 위성영상시장에서 가장 뜨거운 곳은 미국 실리콘밸리이다. 실리콘밸리의 벤처기 업들이 위성관측영상서비스에서 새로운 개념으로 차별화를 시도하고 있다 년 스탠포드대학 출신 4인이 설립한 Skybox Imaging사는 2013년에 SkySat위성 58 Meteorological Technology & Policy

61 위성영상서비스 시장 빅뱅과 새로운 관점 (120 kg) 1, 2호 발사를 시작으로 24기의 위성군집을 형성하여 해상도 1 m 이하의 영상과 동영상을 제공할 예정이다. Skybox Imaging사는 2014년 6월 구글에 5억 달러로 매입되었다. Skybox사는 HD영상 데이터와 지도 API를 조합하여 지상의 움 직임을 즉시 볼 수 있는 위성 동영상 서비스를 제공하고 있다. Skybox사는 인도 적 지원 관점에서 동영상을 제공하고 있어서 구글도 이를 이어받아 HD위성 영상 을 비영리 단체에게 제공하고 있다. 특히 새롭게 형성된 Skybox for Good 1) 는 환 경 문제와 전쟁 난민보호 등을 위해 상황과 변화를 모니터링 할 수 있는 첨단 영상 을 필요로 하는 각종 사회단체에 동영상을 제공하고 있다. 구글은 하버드 대학의 지구관측위성을 이용한 고해상도의 광학영상서비스 인도적 지원 이니셔티브 Signal Program 2) 과 협력하여 동아프리카와 중동의 난 민 캠프를 관리하는 단체에 영상을 제공하고 있다. 활화산이 분화하는 모습을 동 정 책 초 점 영상으로 제공하는 능력을 갖고 있어서 구글의 Skybox 시스템은 향후 재난현장 을 실시간으로 모니터링 할 수 있게 되어 구호 활동 등에 매우 유용하게 사용 될 것 이다. 이렇게 될 경우 하나의 위성만으로 재난이나 환경 변화를 모니터링하고 있는 공공부문의 위성활용 경쟁력은 Skybox 시스템에 의해 거의 소멸될 것이다. 특히, HD 동영상의 서비스 확대가 이루어진다면, 지상에서 나타나는 여러 가지 현상의 변화를 매우 쉽게 파악할 수 있게 되어 활용영역이 크게 늘어날 것이다. 한편, 구글 은 2013년부터 구글 맵에서 지난 25년 동안 찍은 위성영상 정보제공 서비스를 시 작하였다. 이 서비스는 미국의 지구관측위성 랜드셋이 찍은 200만장의 영상을 토 대로 하고 있다. 이로써 특정 지역의 25년간의 변화를 관찰 할 수 있는 기회가 열리 게 되었다. 구글은 드론을 제작하는 Titan Aerospace사, 위성영상기업 SkyBox사, 로봇분야의 일본 기업 SCHAT사, 가정전력제어 분야의 Nest사 등의 매입과 자동 운전분야의 구글 자동차 개발을 통해 웹 영역을 벗어나 실사회의 정보 체계화와 지 능화를 추진하고 있다. 미국은 1980년대부터 위성정보의 상업화를 추진하여 1994년 대통령령으로 정찰위성기술의 민수전환이 인가되어 1999년에 최초의 민간위성 IKONOS를 발 기상기술정책

62 정책초점 위성 정보의 상업화-민영화 사하였다. 정부재정 악화로 인해 민간으로부터 위성영상을 구입하는 장기구매 계약을 2000년 이후에 활용하여 민영화를 추진하였고, 이의 대표적인 기업이 DigitalGlobe사이다. 1992년에 창업한 DigitalGlobe사는 2002년 미국 정부와 장 기계약을 맺었고, 2012년에는 GeoEye와 합병하여 매출 6,000억원을 달성하였다. DigitalGlobe사의 주요 고객은 정부 비즈니스의 80% 이상을 차지하는 국가정보국 (National Intelligence Agency)이고, 구글, 노키아 등 지도서비스를 제공하는 벤 더기업이다. 2014년 8월에는 세계 최고의 분해능인 31 cm 격자의 광학지구관측위 성 Worldview-3을 발사하였다. 미국은 법으로 분해능 50 cm 이하 물체를 찍는 영 상을 기업이 일반에게 공개하 [그림 1] DigitalGlobe사의 Worldview-3의 공개영상 지 못하도록 금지하고 있었으 나, DigitalGlobe사가 문제를 제기하자 미국 정부는 2014 년 6월 법 개정을 통해 25 cm 까지의 영상 판매를 가능하 게 하였다. 이러한 법 개정은 DigitalGlobe사의 핵심고객 이 정부이기 때문에 가능한 것이고, 법이 개정되었다 하여 모든 일반인에게 영상을 판매 할 수 없는 측면도 있다. 우리나라와 미국 유럽의 위성영상시장 촉진을 비교하면, 우리나라는 정부 부처 별 위성소유ㆍ위성운영방식이어서 위성미소유ㆍ위성영상구매를 하는 미국, 유럽과 는 민간기업 활성화와 산업화 촉진에서 거리감이 매우 크다. 위성영상서비스에서 또 다른 새로운 서비스 모델은 NASA의 과학자 3인이 창업 한 Planet Labs사가 휴대폰용 부품들을 채용하여 초소형위성( cm) 군 집을 이루어 3~5 m급 해상도를 갖는 영상을 준 실시간으로 서비스하는 것이다. 2014년 3월 Planet Labs사는 1년 후에 소형위성 100기를 추가한 대규모 군집을 형 60 Meteorological Technology & Policy

63 위성영상서비스 시장 빅뱅과 새로운 관점 성하고 전지구를 망라하는 고빈도 관측을 계획하고 있다고 발표하였다. 2014년 7 월 현재 43기가 운영 중에 있다. Planet Labs사는 대규모 군집을 값싸고 신속하게 구축하기 위해 민첩한 소프트 웨어 개발 방식(Agile development) 3) 을 위성개발에 적용하고 있다. 즉, 위성 전용 으로 설계가 되어있지 않은 카탈로그 제품을 활용하고 방사선이나 열과 같은 우주 환경시험을 하지 않았지만 기술진보가 두드러진 일반 전자부품을 사용하는 것이 양산위성의 수명이 다하기 전 신규 위성으로 빠르게 대체 다. Planet Labs사는 장수명 의 무거운 위성보다는 단순하 [그림 2] Planet사가 공개한 영상: 샌프란시스코만 지역( ) 고 수명이 짧은 양산위성으로 군집을 만들고, 위성의 수명이 정 책 초 점 다하기 전에 보다 향상된 신규 위성으로 자주 대체하는 전략 을 추진하고 있다. Planet사의 영상도 세계 전역을 거의 실시 간으로 볼 수 있기 때문에 상 황변화와 같은 측면을 중시하 는 영역에서 비즈니스가 성장 할 수 있다. 특히 주목할만한 서비스를 구상하고 있는 곳이 NanoSatisfi사이다. NanoSatisfi사는 2012년 국제우주대학 을 졸업한 4인이 설립한 벤처 기업으로 오픈 소스와 안드로이드 기반의 ArduSat 을 개발하고 이 위성의 제어를 개인이나 기업에 개방하는 서비스 모델을 제시하고 있다. 서비스 모델은 325달러를 기부하면 3일간 위성을 이용할 권리를 주고, 500달 러를 기부하면 1주일간 위성을 이용할 권리를 주는 것으로 누구든지 휴대폰으로 도 관련 앱을 설치하고 사용할 수 있다. NanoSatisfi사가 개발 중인 앱은 Apps In 3 전통적인 SW 개발 방식인 요건정의, 설계, 실장, 테스트 등의 각 공정을 순서대로 한번 씩 하는 폭포수(waterfall) 개발 방식의 단 점을 보완해 사용자, 개발자, 테스터가 한 조를 이루어 사용자 시나리오(user story)를 개발하는 방식 기상기술정책

64 정책초점 고품질 고빈도 자료의 제공과 변화검출 서비스는 바로 변화감지 가능한 영상분석 제공 Orbit이다. 이 앱을 스마트폰에서 다운받아 위성을 제어할 수 있으며 누구든지 이 위성을 이용해 비즈니스를 할 수 있는 앱을 개발할 수 있다. NanoSatisfi사의 ArduSat는 다수의 센서를 탑재하고 있고, 지상에서 이들을 조 작해 여러 가지 실험을 할 수 있다. ArduSat에 탑재되어 있는 센서는 가속도계, 자 이로스코프, 가이거 계수관 방사 온도계, 카메라 등이다. 탑재된 센서는 Payload Board로 제어된다. 이 보드는 Arduino라는 컨트롤러로 구성되어 있고 위성에 탑 재된 센서나 카메라를 제어한다. 따라서 ArduSat는 광학과 비광학분야를 포괄하 는 위성이다. ArduSat의 활용은 교육 분야에서 가능성이 매우 높다. 학생들이 직접 위성을 조작해볼 수 있고, 위성에 탑재된 센서를 조작하여 지구물리 등에 대한 현 상을 관측하고 분석할 수 있기 때문이다. 또한 OmniEarth사는 28기의 위성군집을 이용하여 고분해능 고품질 영상을 높 은 빈도로 확보하는 계획을 갖는 벤처기업이다. 특히 이 회사는 위성영상 해석을 활용한 솔류션 개발에 중점을 두고 있고, 2014년 8월에 IRISmaps를 매입하였다. IRISmaps사는 지구관측 영상과 그 밖의 데이터를 통합하여 비즈니스 솔루션을 농 업, 임업, 에너지, 공공 부문에 클라우드 기반으로 공급하는 기업이었다. 또한 이 기 업은 고분해능의 고품질 데이터를 고빈도로 제공하는 것 이외에 변화의 검출 을 제 공하는 제품이나 해석개발에 힘을 기울이고 있다. 이것이 서비스 된다면, 소비자나 수요자가 여러 장의 시계열적 영상 분석을 하지 않고도 바로 변화를 감지할 수 있 는 영상분석 제공이 가능해질 것이다. 이상의 저궤도 광학지구관측위성분야는 미국의 지구저궤도 상업화정책과 맞물 려 NASA 등의 지원 하에 벤처기업이 새로운 서비스를 창출하는 도전영역이 되고 있다. 따라서 향후 지구저궤도의 광학관측분야상업화는 미국 기업이 주도를 하게 될 것이다. 또한 구글 4) 등은 광학지구관측위성을 기계ㆍ전자가 아닌 소프트웨어로 보고 있고, 소프트웨어 기반의 빅 데이터 처리 해석 등에 역점을 두고 있다. 4 구글에 통합된 Skybox Imaging은 데이터분석 플랫폼을 경쟁력으로 보고, 분산처리기반 Apache Hadoop을 영상데이터 저 장ㆍ해석ㆍ처리에 활용하고 있다. Hadoop은 2004년 구글이 발표한 대규모 분산병렬처리를 위한 프로그래밍 모델 Map Reduce를 토대로 Apache Software Foundation이 소프트웨어 형태로 공개한 것이다. 이 데이터분석 플랫폼은 점차 다양한 관 측센서로부터 확보한 영상데이터와 통합을 검토하고 있다. 62 Meteorological Technology & Policy

65 위성영상서비스 시장 빅뱅과 새로운 관점 이러한 미국 정부의 정책 지원과 새로운 서비스 비즈니스를 기반으로 하는 미국 의 벤처기업 창출로 우리나라와 같이 정부가 저궤도 광학관측위성을 직접 운영하 는 국가에서는 향후 저궤도광학위성 운영과 활용분야에서 커다란 도전에 직면하 게 될 것이다. 이는 상업적ㆍ응용적 서비스의 개념을 갖추고 글로벌 시장을 겨냥한 벤처기업을 공공부문의 위성활용정책으로는 감내하기가 어려워질 수 있다는 의미 이다. 벤처기업의 서비스를 공공부문의 위성활용 정책으로 감내하는 것은 한계가 있을 것 II. 공공부문에서의 위성 활용 공공부문의 위성관측영상이나 데이터 활용은 국민들을 위한 서비스나 과학적 정 책 초 점 탐구가 대부분이다. 대국민 서비스 분야에서 일상생활과 매우 밀접한 것이 기상관 측위성이 관측한 데이터를 활용한 기상예보이다. 기상정보는 공공재로서 정부가 국 민 모두에게 공평하게 제공하고 있고, 레저나 비즈니스 등을 위한 기상정보는 민간 기업이 서비스를 제공하고 있다. 향후 특정목적의 수요가 증가하면 광학관측위성 분야와 같이 미국에서 벤처기업이 용도별로 세분화된 기상정보를 제공할 수 있을 지도 모른다. 기상 분야 다음이 환경 분야이다. 환경 분야에서는 지구 관점에서의 지구환경문제와 관련된 오존층파괴, 지구온난화, 산성비, 생물다양성, 물 순환, 토 양열화, 사막화 등이 있고, 국가 관점에서의 도시대기오염, 수질오염, 환경문제로 인 한 국민의 안전, 오존층 파괴로 인한 피부암 위험, 온난화로 인한 농작물과 수산 어 종 등에 미치는 영향의 파악 등이 중요하다. 지구관측위성이 관측한 정보의 활용 분야는 미국 Landsat 위성의 활용을 나 타낸 <표 1>에서 잘 보여주고 있다. Landsat 위성의 주요 활용분야는 기후변화 감 지, 어업 자원, 수자원 관리 등의 환경 과학과 관리가 48%, 토지 이용 및 피복 조사 25%, 수량 예측 등 농업분야 8%, 초 중등 교육 및 대학과 전문대학 교육 등 교육 분 야 6%, 도시화의 조사 등 개발 계획이 5%이다. 기상기술정책

66 정책초점 위성을 통한 수십년간의 모니터링은 환경 변화에 대한 이 활용분야는 대부분 공공영역이어서 아직 민간이 참여하기에는 시장규모가 정책 수립에 작아 상업서비스가 쉽지 않다. 하지만, 다양하고 많은 공공기관과 연구기관들이 위 귀중한 정보 제공 성정보를 쉽게 활용할 수 있게 하는 위성정보 유통이 중요하며, 새로운 활용분야를 공공부문에서 창출할 필요가 있다. 특히 공공부문에서는 국민들이 알고자 하는 지구과학정보를 쉽게 살펴볼 수 있 는 인프라를 구축하여 국민들이 지구건강에 관심을 갖도록 할 필요가 있다. 이의 대표적인 예가 UNEP 5) 의 웹사이트 누구든지 방문 하여 원하는 지역의 변화된 모습을 시계열적으로 파악할 수 있다. 이와 같이 위성 <표 1> 미국 Landsat 활용분야 포괄적 응용 농업 교육 에너지 환경과학과 관리 인간의 니즈 토지사용/토지 복원 법적/안보 계획과 개발 서비스와 재화 개별적 응용 ㆍ농사예측 ㆍ농업관리/생산/보전 ㆍ초중등교육 ㆍ대학과 전문대학 교육 ㆍ기술훈련(예: 워크숍, 단기과정) ㆍ에너지(예: 오일, 천연가스, 석탄)/메탈/광물개발 ㆍ대체에너지개발(예: 풍력, 태양열, 지열) ㆍ생물다양성 보전 ㆍ기후과학/변화 ㆍ연안 과학/모니터링/관리 ㆍ극지 과학(예: 해빙, 빙하, 만년 설) ㆍ생태계/에코시스템과학/관리 ㆍ어류와 야생동물과학/관리 ㆍ화재과학/관리 ㆍ삼림과학/관리 ㆍ지질/화산 ㆍ생물다양성/초지과학/관리 ㆍ레크레이션 과학/관리 ㆍ물 관리(예: 유역관리, 수권, 수문학) ㆍ위기/재앙관리 ㆍ손해보험(예: 작물, 범람, 화재) ㆍ공중보건 ㆍ인도적 지원 ㆍ토지사용/복원 ㆍ국방/국가안보 ㆍ환경규제 ㆍ법률 집행 ㆍ평가와 세금부과 ㆍ공학/건설/서베이 ㆍ도시개발과 계획 ㆍ비도시개발과 계획 ㆍ도시화 ㆍ문화자원관리(예: 고고학, 인류학) ㆍ부동산소유관리 ㆍ소프트웨어개발 ㆍ전기통신 ㆍ교통 ㆍ공공인프라 출처: Users, Uses, and Value of Landsat Satellite Imagery-Results from the 2012 Survey of Users ( ) 이 확보한 지구데이터를 통해 수십년 간의 변화 모습을 모니터링 할 수 있게 되면서 여러 계층의 사용자들이 자신 의 목적에 맞게 사용할 수 있게 되었 고, 지구 차원의 환경변화에 대한 정책 수립에도 귀중한 정보를 제공하고 있 다. UNEP의 정보와 같이 특정지역에 대한 시계열적 변화 비교는 토지자산 관리, 도심의 녹지관리 등에 활용이 가 능하여 상업적인 비즈니스로도 발전 할 수 있다. 이러한 공공분야에서의 위성활용 은 공공성과 인프라성 때문에 상업화 가 쉽지 않지만, 데이터가 시계열적으 로 많이 축적된다면 상업화의 가능성 도 존재한다. 특히 공공성이 높지만 정 보의 가치가 중요한 부분은 준상업적 5 유엔환경계획(UNEP)의 One Planet, Many People; Atlas of Our Changing Environment 보고서를 2005년 6월 세계 환 경의 날에 발매한 이래 정기적으로 갱신하고 있어 누구든지 특정 지역의 환경변화를 검색할 수 있게 되었다. 64 Meteorological Technology & Policy

67 위성영상서비스 시장 빅뱅과 새로운 관점 서비스도 가능하다. 예를 들어 북극해를 항해하는 선박에게 유빙의 이동경로 등을 관측하고 분석하여 그 경로를 통신위성을 통해 전달해주는 서비스는 상업화가 가 능하다. 이와 같이 지구를 관측한 정보가 특정 집단에게 필요한 경우는 상업화가 가능하고, 기상예보와 같이 전국민에게 전달되어야 하는 정보는 공공재로서 무상 으로 제공함이 바람직하다. 북극해 항해 선박에 유빙 이동 경로 서비스의 상업화 가능 III. 우주개발을 위해 개발된 기술을 타 분야로 확산 공공부문에서 중요한 것은 우주개발을 위해 개발된 기술을 타 분야로 확산하는 것이다. 이를 위해서는 우주개발을 위해 새로운 기술들이 개발되어야 기술 확산을 정 책 초 점 고려해 볼 수 있다. 미국이나 유럽에서는 우주개발에서 신기술들이 많이 개발되기 때문에 타 분야로 기술 확산을 적극적으로 시도하고 있다. 대표적으로 위성이 관 측한 정보의 해석 및 분석소프트웨어의 응용이다. 관측위성이 촬영한 농장이나 농 작물 작황의 영상을 고도의 소프트웨어를 활용하여 필요한 정보를 추출하는 분석 은 의사가 MRI영상에서 치료에 필요한 진단정보를 얻는 분석과 매우 유사하다. 이 에 유럽우주기구(ESA)는 관측위성을 위해 개발된 위성영상해석 소프트웨어를 컴 퓨터 과학 전문가들과 함께 사람의 뇌를 MRI스캔한 영상분석용 소프트웨어로 개 조하였다. 현재 개발된 소프트웨어(AlzTool)는 스페인의 대학 의학부 교수들이 이 용 중에 있다. 또한 제조공장이나 영상서비스 분야에 활용이 있다. 예를 들면, 공 장에서 기름 등이 묻어 더러워진 바코드의 해석이나 반도체공정에서와 같이 불량 품 파악을 위한 광학영상분석 등에 위성영상해석 소프트웨어를 적용하고, 인공위 성용으로 개발된 영상 고압축기술을 유통, 의료, 감시카메라 등에 활용하고 있다. 독일에서는 X선 천문위성이 관측한 데이터에서 정보를 추출해내는 알고리즘을 개 발하였고, 이를 악성흑색종의 조기발견에 응용하고 있다. 독일 막스플랑크연구소 (MPE) 6) 에서는 ROSAT위성이 수집한 X선 데이터 집적에서 의미가 있는 정보를 추 6 기상기술정책

68 정책초점 신기술 개발의 역량과 기회 확충 필요 출하는 SIM (Scaling Index Method)을 개발하였다. 이 방법은 피부의 흑색증을 매우 간단하고 편리하게 진단하고 분석할 수 있는 장치에 응용되었다. [그림 3] Patients undergoing dermatoscopy benefit from SIM s ability to detect weak signals 또한 고객이 지정한 특정 지역에서 변 화가 발생하면 자동으로 고객의 휴대폰 으로 통지해주고, 해상유류 유출을 자동 으로 인식하며, 야간 위성영상을 이용하 여 특정 지역의 경제활동과 전력 소비량 의 변동 특성을 파악할 수 있다. 농업분 야에서도 압축된 위성영상을 품질관리 에 활용하고 있다. 예를 들어, 일본 농가 에서는 쌀의 맛이 가장 좋은 시점을 추출 하여 수확하기 위한 단백질 함유량 분석 자료로 위성영상을 활용한다. 또한 우주 수송기의 안전성 검증 소프 트웨어가 원자력발전소 시스템이나 철도 시스템에 응용이 되고 있다. 스웨덴의 Logikkonsult NP사는 NP-Tools라는 시스 템 분석과 검증기법을 개발하였다. 이 NP-Tools는 복잡한 시스템을 신속하게 분석 할 수 있고, 그래픽으로 워크스테이션 인터페이스를 사용하여 하드웨어와 소프트 웨어 양쪽에 응용되고 있다. 스웨덴 정부는 이 기술을 원자력 발전소의 냉각수가 원자로에 흐르는 양을 정확하게 조정하는 데 적용하고 있다. 이와 같이 우주개발을 위해 활용이 된 기술들은 타 분야로 확산이 이루어지면서 새로운 혁신을 창출하고 있다. 하지만, 우리나라에서는 우주개발을 위해 개발된 신기술들이 많지 않아서 미 국이나 유럽과 같이 우주기술을 타 분야로 확산하기는 쉽지 않다. 따라서 신기술을 개발할 수 있는 역량과 기회 확충이 필요하다. 66 Meteorological Technology & Policy

69 위성영상서비스 시장 빅뱅과 새로운 관점 IV. 맺음말 최근 위성활용 시장은 미국 벤처기업 주도의 새로운 서비스 제공으로 위성영상 비즈니스가 빅뱅 상황을 맞고 있다. 즉, 지구저궤도의 공공기관 중심 지배에서 민 간기업의 상업화 추진으로 위성활용 시장이 새로운 전기를 맞이하고 있다. 특히 미 국에서는 G (Government) to G 에서 B (Business) to C (Consumer) 와 B to B 로 비즈니스가 전개되고 있다. 구글은 실사회의 정보체계화와 지능화 추구에 위성 을 활용하고 있지만, 보다 중요한 것은 모두 소프트웨어로 보고 있다는 점이다. 즉, 공공기관 중심에서 민간기업 중심으로 위성활용 시장 변화 위성이 관측한 영상이나 데이터의 해석소프트웨어를 중요하게 보고 있다. 천문학 에 사용되는 위성이나 비광학센서가 관측한 데이터 분석에 사용되는 분석 및 해석 소프트웨어가 질병이나 재난예방을 위한 복잡한 현상을 해석하고 분석하는 데 유 정 책 초 점 용하게 응용되고 있다. 우주의 활용이나 위성의 활용은 어떤 서비스를 누구에게 제공할 것인가가 중요하 기 때문에 서비스 공급자 입장에서 서비스 체계와 데이터 확보를 검토할 필요가 있 다. 이를 미국의 위성서비스 관련 벤처기업들이 잘 보여주고 있다. 이는 현재와 같이 정부나 공공기관이 공공 목적에 운영하고 있는 위성을 사후적으로 활용도를 높이 려고 하는 데에는 한계가 있음을 의미한다. 따라서 공공 목적의 위성이면 Landsat 과 같이 어떻게 활용되었는가에 가치를 두면 될 것이다. 또한 위성에 탑재된 센서별로 관측된 정보의 해석기법 개발과 같은 소프트웨어 와 새로운 관측센서의 독자개발 능력 확보가 기술 확산을 통한 새로운 혁신을 창출 하는 데 도움이 될 수 있다. 즉, 기술적 파급효과를 추진하고자 한다면 고유기술을 통한 센서 개발과 이 센서가 관측한 정보의 해석 기법 개발이 필요하다. 이것이 가 능해지면 향후 뇌질환이나 암 진단 등에 기여할 수 있을 것이다. 기상기술정책

70 논 단 우주기상의 연구 현황 및 발전 방향 김용하 충남대학교 천문우주과학과 교수 Ⅰ. 서론 Ⅱ. 태양폭풍에 의한 피해 사례 Ⅲ. 우주기상에 의한 피해 사례 Ⅳ. 우주기상에 대응하는 국내외 활동 현황 Ⅴ. 전망 및 제언 I. 서론 우주기상(Space Weather)은 태양으로부터 오는 X-선, 극자외선, 태양풍 등이 지구의 자기권, 전리권 및 고층 대기와 직간접으로 작용하여 생기는 근지구 영역의 물리 화학적 상태의 변화를 말한다(Scherer et al., 2004; 안 병호, 2009). 이런 근지구 우주 공간과 고층 대기권의 변화는 이곳에서 운영되는 인공위성의 성능에 직접적으로 영향을 줄 뿐만 아니라, 전리층의 교란으로 지상에서의 전파 통신 장애를 초래하거나, 위성을 이용한 통신 및 항 법 장치의 중단 또는 오차 증가를 야기하고, 우주폭풍(Space Storm) 시에는 지상의 송전선이나 송유관에 유도 전류를 발생시켜 정전이나 고장을 일으키기도 한다. 또한 고에너지 입자로 인해 우주비행사나 극지 항공기 승무 원의 방사능 피폭으로 건강에 부정적 영향을 미치기도 한다. 우주기상이 인간 활동에 피해를 주는 시기를 통틀어 우주폭풍이라 부르는데, 미국 해양대기청(NOAA)의 우 68 Meteorological Technology & Policy

71 우주기상의 연구 현황 및 발전 방향 주기상예보센터(SWPC)에 따르면, 이를 크게 전파폭풍(Radio Storm), 태양입자폭풍(Solar Storm), 지자기폭풍(Geomagnetic Storm)으로 나눈다. 자세한 우주폭풍의 정의들은 참고문 헌에 소개된 교과서와 NOAA/SWPC의 홈페이지에 제시되어 있다. 본 논단에서는 우주기상이 영향을 끼친 최근의 사례들을 소개하고, 이런 우주기상의 영향 을 줄이기 위한 국제적 활동을 살펴본 뒤, 우리나라의 우주기상 대응 정책에 대한 방향을 제 시할 것이다. II. 태양폭풍에 의한 피해 사례 1. 전파폭풍에 의한 공항 관제 피해 사례 전파폭풍은 태양의 플레어 폭발에 따른 X-선 플럭스가 급격히 증가하여, 지구의 전리권을 교란시키는 현상을 말한다. 평소의 태양 X-선은 상당히 약하지만, 전파폭풍 시에는 평소의 10~1,000배 이상으로 증가한 다. 전파폭풍의 발생 경보는 미 국의 정지궤도 기상위성에 탑재 [그림 1] 2013년 5월13일 발생한 태양플레어 X-선으로 인한 전리권 흡수 최대 주파수 지도. 최대주파수가 30 MHz 이상인 곳은 단파(HF) 통신이 두절된다(NOAA/SWPC). 논 단 된 측정기가 측정한 1-8 A의 태 양 X-선 플럭스 값을 근거로 한 다(NOAA/SWPC). 최근 전파 폭풍 사례로는 2013년 5월 13일 미국 전역에 발생한 피해를 들 수 있다[그림 1]. 이때 샌프란시 스코 공항 관제센터는 항공기 와 단파(HF) 통신에 장애를 겪 어 공항 관제신호의 전달이 지 연되고, 도쿄와 마닐라로 가는 기상기술정책

72 논 단 비행기 운항에 차질이 빚어지기도 했다. 뉴욕 공항에서도 단파를 사용하는 공항 관제신호의 단절과 지연을 겪었고, 타 통신 수단이 이용되었다. 2. 전리권폭풍에 의한 GPS 정밀도 저하 사례 2014년 2월 27일에는 태양코로나질량방출(CME) 현상으로 전리권이 크게 교란되는 전리 권폭풍이 발생하였다. 이때 항공기에 GPS 보정값을 전달하는 미국 FAA의 WAAS (Wide Area Augmentation System) 신호가 부분적으로 단절되는 피해를 겪었다. 따라서 GPS를 사 용하는 항공기의 항로 정보가 부정확해지는 현상을 겪었다. 이와 같이 정밀 GPS 정보가 요 구되는 분야는 전리권폭풍으로 피해를 입을 수 있다. 구체적으로 정밀 GPS 시간 정보를 사용 하는 분야로는 발전 및 송전 시스템, 은행 증권 전산망이 있고, 정밀 GPS 시간과 위치 정보를 사용하는 분야로는 항공관제, 철도, 선박, 통신네트워크, 무선인터넷, 지리정보시스템(GIS), 정밀시추, 정밀자동화 농업 등이 있다. 3. 태양입자폭풍에 의한 극항로 통신 두절 태양은 주로 가시광선 영역에서 빛 에너지를 방출하지만, 전하를 띤 고에너지 입자를 태양 풍으로 방출하기도 한다. 특히 태양활동이 강한 시기에는 태양 흑점 주위에 거대한 자기장 과 플라즈마가 폭발하면서 엄청난 양의 고에너지 입자를 방출하는데 이를 코로나질량방출 (Corona Mass Ejection, CME)이라 한다. 또한 태양플레어 폭발 시에는 강력한 에너지를 가 지는 양성자들이 발생하는데, 이를 태양입자 발생(Solar Particle Event, SPE)이라 부른다. 태 양에서 방출된 고에너지 입자의 플럭스는 미국 NOAA의 정지궤도 기상위성의 입자측정기로 감시되는데, 10 MeV 이상의 양성자 플럭스 값에 따라 S0~S5 까지 분류된다. 이렇게 방출된 입자는 보통 1~2일이면 지구에 도달하여 지구 자기권의 자기장과 부딪쳐 다양한 현상을 일으 킨다. 특히 지구의 극지역은 자기장이 열려있어 태양의 고에너지 입자가 직접 대기로 진입할 수 있다. 대표적으로 SPE 시에 고에너지 태양입자들이 극지역 고층대기를 이온화시켜 전리권 D층의 밀도를 갑자기 증가시킨다. 이렇게 되면 전리권 D층이 단파를 흡수하여 통신이 두절 되는 극관흡수(Polar Cap Absorption, PCA) 현상을 일으킨다. [그림 2]는 2013년 5월 23일 70 Meteorological Technology & Policy

73 우주기상의 연구 현황 및 발전 방향 발생한 SPE로 인해 발생한 PCA 현상 을 전리권 흡수 최대주파수 값으로 표 현한 것이다. 해당 값은 각 지점에서 [그림 2] 2013년 5월 23일 발생한 SPE에 의해 생긴 극지역전파흡수(PCA) 현상. 최대주파수가 30 MHz 이상인 지역에서는 단파 통신이 두절된다. 빨간 화살표는 태양방향임(NOAA/SWPC). 통신이 가능한 주파수를 나타내며, 이 주파수가 단파 영역(3~30MHz)을 넘 어서면 단파 통신이 불가능해진다. <표 1>은 2011년부터 2014년까지 발생한 SPE와 이에 따른 PCA 현상을 정리해 놓은 자료이다. 이 기간은 태양 활동이 극대기로 진행하던 시기로 상 당히 많은 SPE가 발생하였음을 알 수 있다. 특히 극지역 단파 통신이 두절되 는 경우가 약 700시간 이상 지속됨을 주목해야 한다. 극지역을 통과하는 항 공기의 경우, 정지궤도를 이용한 통신 수단이 작동하지 않기 때문에 보통 단 파통신으로 지상과의 통신을 유지한 다. 그러나 PCA 현상으로 단파 통신 이 두절되면 항공기는 지상과 교신할 수 없는 상태가 되기 때문에 비행 안 전에 심각한 위협을 받는다. 따라서 심 각한 PCA 현상이 일어난 약 700시간 <표 1> SPE report event 개수와 PCA 현상의 HAF (Highest Absorption Frequency) SPE report (2011~2014) 전체(N) event개수(n) n/n 지속시간(Hour) 평균값HAF 중앙값HAF total event(n) % S % S % S % S % 논 단 동안은 극지역을 우회하는 비행이 권 장된다. 기상기술정책

74 논 단 III. 우주기상에 의한 피해 사례 1. 우주기상에 따른 극항로 방사선 피폭 극지역 통과 항공기는 고에너지 입자에 직접 노출되는 피폭 현상을 겪는다. 낮은 위도 지역 에서는 태양이나 우주로부터 오는 고에너지 입자들이 지구 자기장에 막혀 항공기 운항 고도 까지 침투하지 못하지만, 극지역은 자기장이 열려있어 그대로 대기권으로 진입한다. 최근 연 구에 의하면, 100 MeV 양성자는 고도 25 km, 100 GeV 양성자는 고도 10 km까지 투과하 는 것으로 알려져 있다(황정아 등, 2014). 따라서 에너지가 높은 우주선(Cosmic Ray)이 더 직 접적인 피폭을 주지만, 태양 고에너지 입자는 우주선보다 플럭스가 훨씬 많아서 고도 10 km 이상의 비행기 탑승자에게 상당한 피폭을 줄 수 있다. 예를 들어 2003년 10월 29일에 있었 던 태양입자폭풍의 경우, 인천에서 뉴욕까지 극항로로 비행한 탑승자는 우주선으로부터 약 47 microsv, 태양 고에너지입자로부터 35 microsv, 총 82 microsv의 선량을 받는다고 계산 되었다(황정아 등, 2014). 이는 원자력안전법 시행령에서 제시한 일반인의 1년 간의 선량 한 도인 1 msv와 비교하면, 약 1/12에 해당하므로 극항로를 자주 운항하는 승무원들에게는 상 당한 위험이 있음을 암시한다. 또한 생활주변 방사선안전관리법시행령에 따르면 항공기 승무 원에 대한 안전조치를 의무화하고 있고, 국토부의 승무원에 해한 우주방사선 안전관리규정 (고시) 에 의하면 승무원의 개인별 연간 방사선 노출량이 6 msv, 임신승무원은 2 msv를 넘 지 않도록 상시 관리할 것을 규정하고 있다. 그러나 우주방사선에 대한 국제적 표준은 아직 없다. 미국 NASA의 NAIRAS (Nowcast of Atmospheric Ionizing Radiation System)은 승 무원, 승객, 임산부에 대한 우주방사선 노출 경보 서비스를 제공하고 있다. 또한 항공기에 탑 재하여 실제로 방사선량을 측정하는 자동화기기가 개발되어 NAIRAS를 검증하는 프로젝트 가 진행되고 있다(Tobiska, 2014). 우리나라의 경우 2006년 1월에 공표된 건설교통부 항공 안전본부의 북극항로 운항 지침에 의하면 태양입자폭풍 S4, S5 등급 시에는 북극항로 운항 이 불가하다. 72 Meteorological Technology & Policy

75 우주기상의 연구 현황 및 발전 방향 2. 우주기상에 의한 위성체 피해 사례 우주공간에서 운영되는 인공위성은 그곳에 있는 다양한 입자들에 의해 영향을 받는다. 이런 입자들은 위성체의 고장을 일으켜 막대한 경제적 손실을 입히기 때문에 우주기상의 여러 요소 중에서 가장 주목을 받는다. 미국 NASA는 지난 60여 년간의 위성체 개발 경험 을 토대로 우주공간의 입자가 위성체의 고장을 초래할 수 있는 영향을 3가지로 분류하였다 (NASA Handbook, 1999). 이에 따르면, 위성 표면 대전(Surface Charging)은 100 KeV 이 하 전자에 의해, 내부 대전(Internal Charging)은 100 KeV 이상 전자, 단일사건전복(Single Event Upset)은 5 MeV 이상 양성자에 의해 일어난다. 특히 정지궤도위성은 외방사대(Outer Radiation Belt)에 가까워서, 이곳의 많은 고에너지 입자들에 의해 고장을 일으킬 수 있다 고 알려졌다. 이 정지궤도 중에서도 태양 반대 방향에서 고장이 많이 발견되며, 또한 자정에 서 새벽시간에 그리고 춘분과 추분 기간에 많이 발생한다. 이는 지자기 폭풍(Geomagnetic Storm) 시에 자기권 내에서 입자가 가속되는 것과 직접적으로 관련되어 있다(Wrenn, 1996). <표 2>는 대표적인 위성보험회사인 Atrium Space Insurance Consortium (ASIC)이 1986년 이래 조사한 3,200 여건의 위성장애를 분석한 자료이다(Reeves, 2014). 이 표에 의하면 모든 위성 장애의 약 1/4이 우주기상의 영향에 기인한 것으로 분석되어, 우주기상의 중요성을 잘 논 단 나타내 준다. 특히 통신 탑재체, 자세제 어계(ACS), 전력, Telemetry/Data 처 리 부분이 많은 영향을 받은것을 알 수 있다. 이 회사에서 조사한 1994~2013 년 동안의 위성관련 보험 청구액은 총 120억 달러에 달하는데, 이 중에서 약 3%인 3억 달러가 우주기상에 기인 한 것으로 알려졌다. 대표적인 사례는 Anik E1 위성과 Telstar 401 위성의 피 해이다. <표 2> 우주기상으로 인한 위성 장애 통계(1986년 이래 ASIC 조사) SUBSYSTEM All Anomalies % Space Environment Communications Payloads % % Optical / Imaging Payloads % % ACS including Computer % % Power % % T&C / Data Handling % % Propulsion % % Thermal % % Mechanisms % 0 - Structure % 0 - Unattributed % 0 - TOTALS % % 25.57% % 기상기술정책

76 논 단 3. 지자기 폭풍에 의한 전력망 피해 강력한 태양풍이 지구 자기권과 부딪치면, 자기권은 움츠려들며 정지궤도 근처의 방사선대 에 불규칙하고 강한 전류가 흐른다. 이 우주공간의 전류는 마치 한 코일에 교류 전류가 흐르 면 연결되어 있지 않은 다른 코일에 전류가 유도되듯이 지상에 유도전류(Geomagnetically Induced Current, GIC)를 발생시킨다. 이런 GIC는 고위도 지역에 길게 설치된 송전선이나 송유관에 유도되기 쉽다. 송유관에 발생하는 GIC는 군데 군데 설치된 접지로 흘러들어가 당 장 심각한 피해를 입히지는 않지만 송유관의 노쇄 현상을 촉진시킨다고 알려져 있다. 그러나 송전선에 유도된 GIC는 연결된 변압기에 치명적인 피해를 초래한다. [그림 3]은 2003년 10월 29~31일 강력한 우주폭풍(일명 Halloween event) 기간에 발생한 지자기폭풍으로 인해 강 력한 GIC로 타버린 남아프라카공화국의 Ekom 지역의 변압기 내부를 보여준다. 지자기 폭풍 시의 GIC는 절연체, 접합부, 변압기 등을 손상시켜, 송전선을 조기에 노화시킨다. 특히 고위 도 지역의 오래된 고전압 송전선로들이 이런 GIC에 취약하다. 미국의 동북부 지역 송전선로 는 고위도에 화강암 암반지역에 있으며, 고전압 선로가 복잡하게 상호 연결되어 있고, 대양을 [그림 3] 2003년 10월 29~31일 발생한 지자기폭풍에 의해 유도된 GIC로 남아프리카 공화국 Eskom 지역의 타버린 변압기 내부(Reeves, 2014) 인접하고 있어 염분성 바닷물의 높은 전기전도도의 영향을 받는다. 또한 노후화된 선로가 장거리간 연결되어 있어, 한 군데에서 발생한 송전 실패 가 넓은 지역에 전파되는 재난상황으 로 치달을 수 있는 취약점을 가지고 있다(Reeves, 2014). 실재로 1989년 3월 13~14일에 발생한 캐나다의 퀘 벡 주 송전시설 두절로 수백만 주민 이 9시간 동안 전력 공급을 받지 못 했다. 이 우주폭풍은 단파 통신 두절, 위성궤도 강하, 통신위성 장애 등 다 양한 피해를 초래했으며, 우주기상 피 74 Meteorological Technology & Policy

77 우주기상의 연구 현황 및 발전 방향 해가 가장 잘 나타난 사례로 알려졌다(안병호, 2009). 송전선 피해로 인한 전력 단절 피해는 경제적인 것을 넘어 사회 불안까지 초래할 수 있기 때 문에 국가 재난관리 차원에서 대응해야 한다. 미국은 국가재난 시나리오에 태풍, 홍수 등과 더불어 강력한 지자기폭풍에 의한 전력단절(Blackout)을 상정한 대응책을 마련하고 있다. 기 록상 가장 강력했던 1859년의 우주폭풍은 Carrington 이벤트로 널리 알려져 있는데, 현대 사회에 이때의 강도로 우주폭풍이 발생한다면, 북미, 북유럽, 일본의 송전 변압기의 약 10% 가 손상될 것으로 예상된다(Reeves, 2014). 이럴 경우 복구에 약 3주간의 시간이 소요되며 이로 인해 북미지역에서만 1,000억 달러 이상의 경제적 손실이 발생할 것으로 스위스 재보험 회사 Swiss Re가 추산하였다. IV. 우주기상에 대응하는 국내외 활동 현황 우주기상이라는 용어는 1959년 John Brooks가 New Yorker Magazine에 태양플레어 폭 발의 효과를 대중에게 설명하며 처음 쓰여지기 시작했다. 우주기상의 피해에 대해 체계적으 로 대응해야 한다는 권고는 미국 해양대기청(NOAA)이 1995년 National Space Weather 논 단 Program이라는 문서에서 공식적으로 채택하였다(NSWPSP, 1995). 이 문서에 기초하여 콜로라도주 Boulder 시에 NOAA의 Space Weather Prediction Center (SWPC)가 설립 됨으로서 본격적인 미국의 우주기상 예보업무가 시작되었다. 그 전에는 국제전파과학연맹 (International Union Radio Science, URSI) 산하에 International URSIgram and World Days Service (IUWDS) 라는 기구에서 우주환경 정보를 전파하였다. 1996년에 이후에는 이 기구가 International Space Environment Service (ISES) 로 개편되면서, 세계 각 지역에 경 보센터(Regional Warning Center, RWS)를 운영하는 방식으로 확장되었다. 현재 16개의 ISES RWS가 운영되고 있고, 그 중 한국도 포함되어 있다. 미국의 NOAA/SWPC는 정지궤도 기상위성에 탑재된 우주환경센서(태양 X-선 감지기, 고에너지입자 검출기, 자력계)와 항시 태 양 방향에 위치라는 ACE 위성과 태양연구용인 STEREO 위성, SDO 위성의 자료를 실시간으 로 사용하여 가장 종합적인 우주기상 예보를 실시하고 있다. 또한 NOAA/SWPC는 매년 4월 기상기술정책

78 논 단 국제적인 우주기상 워크샵을 정기적으로 개최하여 명실공히 우주기상 예보업무의 국제적 리 더쉽을 발휘하고 있다. European Space Agency (ESA)는 우주기상 예보업무를 본격화하기 위해 2009년 Space Situational Awareness (SSA)의 준비 프로그램을 시작했다. 이 프로그램에는 현재 13개국 이 참여하여 유럽의 독자적인 우주기상 자료 확보를 위해 위성 탑재체를 개발 및 운영할 계 획을 수립하고 있다. 이 프로그램이 완성되는 2010년 후반에는 SSA Space Weather Data Center와 Space Weather Service Coordination Center를 설립 운영할 계획이다. 특히 기 기의 신뢰성이 이미 검증된 우주기상 탑재체 20여개를 선정하여 각종 위성에 piggybag 방식 으로 탑재 기회를 조사하고 있다(개인 교신, J.-P. Lunthama, SSA Space Weather Manager). 영국은 2012년 올림픽 개최와 재난 관리 차원에서 우주기상에 대한 정책적 관심이 높아짐 에 따라, UK Met Office에서 우주기상 업무를 본격적으로 수행할 계획이다. 우주기상 측 정 장비 측면에서 UK Met Office는 미국과 타이완이 추진하는 COSMIC 위성의 자료를 직 수신할 계획이며, 전리층 D-region의 관측 기지인 ATDMet를 확충할 예정이다. 또한 저층 대기의 기상예보모델을 열권/전리권까지 확장하여 우주기상의 일부인 전리권 예보 모델을 개발하고 있다. 일본은 국립정보통신연구소(NICT)를 중심으로 우주기상 예보업무를 수행 중에 있으나, 지난 2012년 3월의 지진으로 사회적 충격을 받아 우주기상 업무의 투자에 영향을 받을 것 으로 예상된다. 그러나 이미 전 세계적으로 우주환경 감시를 위한 관측장비를 설치하였고, 자국 내의 관측자료와 통합하여 우주기상 예보 중 전리권 예보시스템 구축이 완료되어 업 무를 수행 중에 있다. 특히 일본 내의 1,200개의 GPS 수신망을 통하여 전리층 파동 현상 (Traveling Ionospheric Disturbance)을 감시하고 있으며, 적도 부근의 인도네시아와 지자기 의 공액(conjugate) 지점인 남반구까지도 관측 기기를 설치하여 고층대기 연구를 하고 있다. NICT의 우주환경 센터는 미국의 우주기상예보센터와 유사하게 위성과 지상 관측소로부터 관측된 태양의 X선 및 고에너지 플럭스, 태양풍 속도, 행성간 공간의 자기장 활동, 지자기 활 동을 실시간으로 감시할 수 있게 함과 동시에 예보모델을 개발하여 적용하고 있는 상황이다. 또한 자국내의 우주환경 연구와 관련된 산, 학, 연 연계를 통해 연구 인프라를 구축하고 있다. 76 Meteorological Technology & Policy

79 우주기상의 연구 현황 및 발전 방향 중국은 중국기상청(Chinese Meteorological Administration, CMA)과 중국과학학술원 (Chinese Academy of Science)에서 우주기상 업무를 경쟁적으로 수행 중에 있다. CMA는 다수의 기상위성을 운영하는 국립기상위성센터(National Meteorlogical Satellite Center) 가 2004년부터 우주기상 업무를 담당하면서 국립우주기상센터(National Center for Space Weather)라 개칭하였다. 이 센터에서는 FengYun (FY) 위성 시리즈(3개의 극궤도위성과 3 개의 정지궤도위성)를 운영하면서, 다양한 우주기상 탑재체로 독자적인 우주기상 자료를 확보하고 있다. 여기에 탑재된 우주기상 탑재체로는 전자, 양성자, 중이온 측정기로 이루어 진 Space Environment Monitors와 태양 X-선 플럭스 측정기가 운영 중에 있다. 2012년 에 발사된 FY-3 위성에는 전리권 광도계(Ionospheric photometer), 광시야 오로라 이미저 (Wide-angle Aurora Imager), GNSS Occultation Sounder를 탑재하여 운영할 예정이다. 또한 FY-4에는 Geomagnetic field detector와 Solar X-ray/EUV Imager를 계획 중에 있다. CAS는 국제우주환경서비스(International Space Environment Service, ISES)의 지역경보 센터(Regional Warning Center)로 1993년부터 활동하고 있다. 특히 독자적인 태양 Coronal Hole 분석툴을 사용하여 Solar Proton Event를 예보함으로서 중국의 유인우주선 선저우 ( 神 舟 )의 발사 일정을 조절하기도 하였다(개인 교신, Siquing Liu, Center for Space Science and Applied Research, CAS). 또한 태양 쪽 라그란지 궤도(L1 point)에 KwaFu 위성을 올 논 단 려서 미국의 ACE 위성자료에 상응하는 태양 및 태양풍 측정기를 개발할 계획을 가지고 있다. 우주기상 지상측정기의 하나로 우주선 감시 시스템(cosmic ray monitoring station)도 운영 하고 있다. 앞으로도 중국의 우주개발 정책과 맞물려서, 다양한 우주기상 탑재체의 개발과 운영이 기대되고 있다. 2020년이 오기 전에 태양, 태양풍, 자기권, 전리층 전체를 독자적으로 직접 측정할 수 있는 FY 위성과 KwaFu 위성군을 개발 운영할 계획이 발표되었다. 따라서 한 국과 중국의 기상청 교류 협정을 통해서 중국의 이런 우주기상 탑재체의 개발 운영 및 자료 공유를 추진할 필요가 있다. 다만 이 기기들에서 측정된 우주기상 자료는 국제적으로 널리 사 용되고 있지 않아서 그 정확도에 관한 연구가 부족한 실정임을 감안해야 한다. 세계기상기구(World Meteorological Organization, WMO)는 2008년 4월 기상업무에서 우주기상의 잠재적 역할을 논의했다. 이 회의에서는 세계기상기구의 활동과 업무에 대한 우 기상기술정책

80 논 단 주기상과의 연관성을 크게 둘로 나누어 논의되었다. 첫째, 기상관측위성의 운영에 우주기상 변화에 따른 위험을 평가하고, 장기간의 위성 운영 전략 수립에 우주기상 요소를 필수적으로 포함해야 한다고 권고했다. 우주기상의 영향에 따른 위성운영의 위험요소로서 우주 및 태양 으로부터 오는 고에너지 입자 방사선 노출, 지자기 폭풍에 의한 대기 밀도의 증가와 궤도 변 화 현상, 자기 교란에 의한 궤도 감지 센서 오작동, 통신 교란 등의 다양한 원인이 제시되고 있 다. 둘째로 기상예보 업무의 일환으로 우주기상을 포함하기 위해 WMO는 전지구 관측 시스 템 통합을 계획하고 있으며, 이에 따라 위성 운영에 직접적으로 영향을 주는 우주기상 예 경 보 업무를 기상예보업무에 포함할 것을 장기적으로 권유하고 있다. WMO는 우주기상 재난으로부터의 보호를 목적으로 매년 ICTW (Interprogramme Coordination Team on Space Weather) 회의를 개최하고 있다. 2013년 12월 회의에서는 국 제항공기구(ICAO)의 우주기상 관련 문건을 검토하였다. ICAO는 국제적 항로 안전 운행을 위 해 기상정보 제공의 일환으로 우주기상 정보를 24시간 제공하는 것을 계획하고 있다. 이 정보 에는 특히 통신장애 및 항법시스템 장애를 초래할 수 있는 우주기상 정보에 역점을 둘 예정이 며 구체적으로 지자기폭풍, 태양복사폭풍, 전파 통신 두절을 일으키는 태양플레어에 관한 정 보가 포함된다. 이를 위해 2011년부터 우주기상 정보의 표준화와 우주기상서비스 전달 체계 에 대한 논의를 시작하였다. 이 논의에서 우주기상서비스 제공자는 항공산업이 필요로 하는 정보를 지상기상과 유사한 방식의 유형이나 자료를 따르도록 권장하였다. 또한 각각 다른 위 도에서 일어나는 우주기상 현상은 여러 종류의 기술에 영향을 다르게 미칠 수 있으므로 위도 와 시간을 고려한 데이터 형식의 정보를 제공할 것을 논의했다. 이런 논의들을 거쳐 ICAO는 2016년까지 국제민간항공조약 부속서로서 국제 항공항행을 위한 기상서비스 의 관련 항목 을 개정할 예정이다. ICAO는 궁극적으로 우주기상 정보에 따른 항공항행의 가이던스가 포 함된 국제 항공항행에 미치는 우주기상 영향 매뉴얼 을 확정시킬 것이다. 국내에서는 WMO의 권유를 받아들여 기상청이 2009년에 우주기상업무 기본계획을 수립 하였다(김용하 등 2009). 이 기본 계획에는 국내 우주환경 관련 관측자료와 연구 결과물을 통합하고, 부족한 관측자료와 연구를 활성화하는 로드맵이 제시되었다. 현재 이 계획에 따라 기상법이 개정되어 국가기상위성센터 내에서 우주기상 예보업무를 수행 중에 있다. 또한 국 78 Meteorological Technology & Policy

81 우주기상의 연구 현황 및 발전 방향 내에서 부족한 우주기상 관측자료 생성을 위하여 차기 정지궤도 기상위성에 탑재할 우주기 상 탑재체를 개발하고 있다. 한편 국립전파연구원 산하 이천 분소에서 1960년대부터 태양 전파 및 전리권을 감시하여 전파예보를 지속적으로 발간해왔다. 점차 우주기상의 중요성이 확대됨에 따라 2011년에 우 주전파센터를 설립하여 국제우주환경서비스(ISES)에 지역경보센터(RWS)로 활동을 시작하 면서 우주기상 예보를 본격적으로 수행하고 있다. V. 전망 및 제언 올해 후반기에 Virgin Galactic이라는 회사의 우주관광사업용 로켓이 시험발사 도중에 폭 발하였다는 기사가 있었다. 이 사고로 상용 우주사업이 다소 지연 될 수 있겠지만, 이미 미국 등 우주선진국에서는 국가주도에서 민간으로 기술이 이전 되면서, 우주관광과 우주수송 사 업에 막대한 민간 투자가 이루어지고 있다. 우주기상 정보는 이런 상업용 우주선의 발사 및 운영에 중요한 판단 요소로 널리 사용될 것으로 전망된다. 예를 들어 2014년 1월 8일에 예정 되었던 우주정거장에 보급할 미국 로켓의 발사가 태양플레어 발생 때문에 지연된 사례에서 논 단 보듯이, 우주관광용 로켓의 경우 우주기상 정보는 발사 일정과 운영 스케줄의 결정에 더욱 더 중요하게 사용될 것이다. 본격적인 우주관광 이전에 고도 100 km 이하로 비행하는 준궤도 비행(suborbital flight) 이 먼저 이루질 예정이다. 이런 준궤도 비행에 대응하는 우주기상 정보는 아직 확보되고 있지 않다. 따라서 고층대기 구간의 정보도 우주기상의 요소로 포함되야 할 필요성이 대두되고 있 다. 현재 제트기 운영 고도(약 30 km)에서 고도 100 km 까지의 구간은 중간권과 열권 하부 로서 밀도와 온도의 변화가 극심한 곳으로 알려져 있다. 이 구간에서 로켓의 재진입 시에 마 찰열이 발생하고 비행 경로가 궤도적 성질과 유체적 성질이 복합되어 영향을 받기 때문에, 밀 도, 온도, 바람 등의 정보는 매우 유용하게 사용될 것이다. 이는 마치 지상 기상예보 요소인 기압, 기온, 바람이 비행에 영향을 미치는 것과 같다. 현재는 이 고층대기에 관한 관측 및 연 구가 학문적 영역에 머물러 있지만, 준궤도 비행의 상용화에 따라 우주기상의 한 요소로 예 기상기술정책

82 논 단 보될 시기가 조만간 올 것으로 전망된다. 최근 Cubesat이라는 초소형 위성의 개발이 용이해짐에 따라 우주공간의 활용이 향후 10 년 내에 비약적으로 증가할 것으로 예상된다. Cubesat은 10 cm 크기의 위성으로 개발 비용 이 저렴해서 대학이나 상업용으로 많이 만들어져 궤도에 올려져 운영되고 있다. 이런 저비용 위성들은 특히 우주기상의 영향에 취약하기 때문에 우주기상 정보의 활용이 더 중요하게 인 식될 것으로 전망된다. 이외에도 정밀 GPS 정보를 활용하는 분야(발전 및 송전 시스템, 은행 증권 전상망, 항공관 제, 철도, 선박, 통신네트워크, 무선인터넷, 지리정보시스템, 정밀시추, 정밀자동화 농업 등)가 증가함에 따라 전리권 예보가 더 많이 활용될 것이다. 최근의 연구 결과는 전리권이 태양의 영향만 받는 것이 아니라 저층대기의 영향도 지대하게 받는다는 것이 확인된 바(Forbes et al. 2011; Kelley, 2009), 저층대기와 전리권을 한꺼번에 예보하는 체계를 각국에서 개발하고 있 다(Gibbs, 2014). 특히 전리권뿐만 아니라 준궤도 비행과 관련되어 있는 중간권 및 열권 하 부의 대기는 저층대기의 기후변화에도 민감하게 반응함이 최근 알려지기 시작했다(Stober et al., 2014). 따라서 중간권 열권하부, 전리권을 총체적으로 예보하는 시대가 조만간 도래 할 것으로 전망된다. 이와 같이 우주기상 정보의 활용이 확대될 것에 대비해서 국내에서도 충분한 우주기상예 보 업무를 수행할 수 있도록 준비해 나가야 한다. 현재 제주도 전파센터에서 우주기상의 전통 적인 예 경보 체계에 따라 국제적 협력을 이어나가고 있는 것은 고무적이다. 그러나 위성 운영 에 필요한 정보, 극지역 항공 운항을 위한 적절한 정보, 지상 GPS 정밀도 향상을 위한 정보, 준궤도 비행에 대비한 고층대기 정보 등은 추가로 관련 기관에서 개발해 제공되어야 할 것이 다. 특히 고층대기(중간권, 열권)는 전리권 및 저층대기와 밀접한 연관을 가지기 때문에 지상 기상예보의 연장선상에서 확대될 필요가 있다. 이 필요성을 인식하여 개정된 기상법에 기상 기후와 관련된 우주기상 업무를 기상청이 수행하도록 포함한 것은 시의적절했다고 본다. 따 라서 기상청은 개정된 기상법에 적시한데로 우주기상 업무 중에서 이러한 요소들을 개발하 여 정확하고 효율적으로 제공할 수 있도록 노력하기를 바란다. 80 Meteorological Technology & Policy

83 우주기상의 연구 현황 및 발전 방향 참고문헌 김용하 등, 2009: 우주기상업무 기본계획 수립을 위한 기획연구 보고서. 충남대학교산학협력단. 안병호, 2009: 태양-지구계 우주환경. 시그마프레스. 황정아 등, 2014: 우주기상 분석 및 활용 기술 개발 보고서. 한국천문연구원. Forbes, J. M. et al, 2011: Journal of Geophysical Research. 116, A Gibbs, M. and C. Felton, 2014: UK Government Program to build resilience to severe space weather. presentation in SWPC Workshp 2014, Boulder. Kelley, M. C. 2009: The Earth's Ionosphere. 2nd ed., Academic Press. NASA Handbook, 1999: NASA_HDBK National Space Weather Program Strategic Plan, Office Fed. Coord. FOr Met. Service, NOAA, Silver Spring, MD, Reeves, J. 2014: Space Weather and Insurance. presentation in SWPC Workshop 2014, Boulder. Scherer, K., H. Fichtner, V. Heber, U. Mall, Space Weather, 2004: Lecture Notes in Physics. Springer. Stober, G. et al., 2014: Geophysical Research Letters. 41, Tobiska, K., 2014: 한국우주과학회보, 23(41). Wrenn, G. L. and R. J. K. Smith, 1996: Probability factors governing ESD effects in geosynchronous orbit. IEEE Transactions on Nuclear Science, 43(6). 논 단 기상기술정책

84 해외기술동향 기상위성 기술 정책 정보 동향 국가기상위성센터 위성기획과 매일 뉴스에서 나오는 위성이 촬영한 기상영상은 이제 모든 사람들에게 일상적이고 익숙한 사진이다. 그러나 자연스러운 위성기상영상의 역사는 그리 길지는 않다. 기상위성을 떠나 우리 [그림 1] 나라의 경우 위성 개발 자 천리안위성 모형 및 관측영상 체의 역사도 1992년 우리 별 1호부터 시작됨에 따라 약 20년 정도로 매우 짧으 며, 정지궤도에 위성을 발 사한 것은 천리안위성이 처 음이다. 2010년 천리안위성 천리안위성 모형 천리안위성 기상관측 영역 이 통신, 해양 및 기상 임무 수행을 위해 발사됨에 따라 우리나라도 최초로 기상위 성을 보유하게 되었고 전 세계 7번째 기상위성 보유 국이 되었다. 천리안위성 첫 가시영상 82 Meteorological Technology & Policy 천리안위성 첫 적외영상

85 기상위성 기술 정책 정보 동향 기상위성의 역사 해 외 기 술 동 향 인류 최초의 기상위성은 1960년에 미국이 발사한 저궤도위성인 TIROS-1호 위성으로 앞서 언 급한 바와 같이 기상위성의 역사는 그리 길지 않은 약 50년 정도가 된다. TIROS-1호 위성이 위 성에 탑재된 TV 카메라를 이용하여 지구의 구름 분포와 해면 등의 촬영에 성공[그림 2]함으로 써 우주로부터의 기상관측이 실현되었다. 이는 기상관측에 있어서 위성의 유효성을 실증하는 계기가 되었다. [그림 2] TIROS 위성영상( ) 최초의 정지궤도 기상위성은 1966년에는 미국에 의해 응용기술 위성 ATS-1호로 지구에서 보아 언제나 같은 방향에서 지구의 1/4 의 범위에 대해서 구름분포 등을 항시 촬영하는 데 성공했다. 정 지궤도 기상위성은 적도 상공 약 36,000 km에서 24시간에 지구 를 한 바퀴 돌게 되며 그 동안에 지구도 1번 회전하기 때문에, 정 지위성에서는 언제나 지구의 같은 면을 볼 수 있다. 이로부터 지구 를 둘러싸듯이 정지궤도 기상위성을 배치하면, 극지방을 제외한 지구상의 대부분 영역의 항시 관측이 가능하며 극궤도 기상위성 을 추가로 배치하면 위성에 의한 전지구적인 기상관측이 가능함 을 인식하게 되었다. 기상위성의 이러한 역할은 세계기상기구(WMO)에서 담당하고 있는 전세계 기상관측망 설립, 기상정보의 신속한 교환시스템 구축과 유지, 기상관측 표준화 등에 중대한 역할을 하게 된다. WMO는 기상위성과 고성능 컴퓨터, 고속통신망 기술을 복합적으로 활용하여 전세계 기상관측 및 자료의 분석, 기상정보 제공을 강화하기 위한 세계기상감시(WWW 1) ) 계획을 추진하게 된다. 그리고 전지구 규모의 데이터를 취득하기 위한 최초의 전지구관측실험(FGGE 2) ) 계획을 구상하 해 외 기 술 동 향 게 되는데 이 계획에 있어서 가장 중요한 관측시스템이 정지궤도 기상위성이며, 이 계획에 의해 미국, 일본, 유럽이 각각 정지궤도 기상위성을 발사할 계획을 세우게 되었다. 세계관측계획을 추 진하기 위해서 각 기상위성 발사 참여국간의 위성 설계, 발사, 운용 방법, 위성자료 활용에 대한 호환성 확보 필요성이 대두되었고 이에 따라 기상위성을 발사할 계획을 가진 나라들 간의 국제 1 WWW : World Weather Watch 2 FGGE : First GARP Global Experiment 기상기술정책

86 해외기술동향 적인 협의를 목적으로 한 기상위성조정그룹(CGMS, Coordination Group of Meteorological Satellite)이 1972년에 창설되었다. CGMS 회원으로서 미국의 해양대기청(NOAA), 항공우주국(NASA), 대기연구센터(NCAR)가 초기 회원으로 참여하였고, 일본은 기상청(JMA)과 우주개발사업단(NASDA)이 참여하였으며 유럽우주기구(ESA)가 각각 CGMS에 참여하였다. 그 후 미국이 GOES 위성의 전신인 SMS 위성 을 1974년 5월 17일에 발사한 것을 필두로, 일본에서 GMS-1호 위성이 1977년 7월 14일에, 유럽 에서 Meteosat-1호 위성이 11월 23일에 각각 발사되었다. 한편 소련이 1973년에 인도양 상공에 정지궤도 기상위성 GOMS를 발사할 계획을 표명함으 로써 5개의 정지궤도 기상위성(미국 2개, ESA 1개, 일본 1개, 소련 1개)으로 지구를 둘러싸는 계 <표 1> 주요 기상위성의 발사 역사 발사일 위성명 주요 특징 국가 TIROS-1 최초의 지구환경위성 미국 ESSA-1 최초의 현업용 기상위성 미국 ATS-1 최초의 정지궤도 기상위성으로 동일지점의 관측주기를 단축시킴 미국 SMS-1 최초의 현업용 정지궤도 기상위성 미국 GOES-1 첫 번째 GOES 시리즈 위성 발사 미국 GMS-1 일본 최초의 정지궤도 기상위성 발사 일본 Meteosat-1 유럽 최초의 정지궤도 기상위성으로 대기의 수증기량 탐사기술 소개 ESA Insat-1 인도 최초의 정지궤도 다목적 위성 발사 인도 FY-1A 중국 최초 극궤도 기상위성 FY-1A 발사 중국 GOES-8 영상과 대기 연직 탐측을 동시에 수행하는 최초의 정지궤도 기상위성 발사 미국 GOMS-1 러시아 최초의 정지궤도 기상위성 발사 러시아 FY-2A 중국 최초 정지궤도 기상위성 발사 중국 Meteosat-8 (MSG-1) Meteosat의 2세대 정지궤도 현업위성 발사 유럽 FY-2C 중국 현업용 정지궤도 기상위성 발사 중국 MTSAT-1R 일본 차세대 정지궤도 기상위성(MTSAT-1R) 발사 일본 NOAA-18 극궤도 기상위성 미국 MTSAT-2 일본 차세대 정지궤도 기상위성(MTSAT-2) 발사 일본 GOES-13 미국 정지궤도 기상위성(GOES-N) 발사 성공 미국 METOP 유럽 최초의 극궤도 기상위성(METOP-1) 발사 유럽 COMS 우리나라 최초의 기상위성인 천리안위성 발사 한국 획이 확립되었다. 그러나 GOMS의 발 사는 매우 늦어져, 실제로 발사된 것 은 소련이 러시아로 바뀐 뒤인 1994년 11월이었다. 이 때문에 전지구 관측실 험(FGGE)이 실시되었던 년 에는 예비 위성으로 있던 미국의 GOES-1호 위성을 인도양 상공으로 이 동시켜, GOMS를 대신하여 인도양 상 공의 기상위성 관측임무를 수행하였 다. 1998년에 GOMS 위성의 설계수명 이 종료된 후 그에 따른 위성관측 공 백지역을 보완하기 위해 EUMETSAT 은 경도 0도에서 유럽을 관측했던 Meteosat-5호 위성을 동경 63도로 이동하여 인도양 상공을 관측하다가 2006년 12월부터 동경 57도로 이동한 Meteosat-7호 위성이 인도양 상공 관 측임무를 수행하고 있다. 84 Meteorological Technology & Policy

87 기상위성 기술 정책 정보 동향 한편, 인도는 1981년 4월에 통신위성 INSAT에 영상관측 기능을 추가시켜 발사하였으나, 관측 된 자료는 인도 국내에서만 이용되고 있다. 중국은 1988년에 극궤도 기상위성 FY-1A를, 1990 년에는 극궤도 기상위성 FY-1B를 발사하였다. 그리고 1997년에는 정지궤도 기상위성 FY-2A를 발사하였으나 이 위성은 지구를 지향하는 안테나에 장애가 발생하여 제한적으로 운영되었다. 일본은 정지궤도 기상위성 GMS-5호 후속위성으로 MTSAT를 계획하였으나 발사에 실패하여, 미국 정지궤도 기상위성 GOES-9호를 동경 155도로 이동시켜 지구감시업무를 수행하였고, 드 디어 2005년 2월 26일에 MTSAT-1R 발사에 성공하여 6월 28일부터 동경 140도에서 정규관 측업무를 수행해 오고 있다. 또한 2006년 2월 18일에 MTSAT-2호 발사에 성공하였다. 그리고 2010년 6월 27일 우리나라는 국내 최초로 정지궤도 복합위성인 천리안위성을 성공적으로 발사 하여 현재까지 운영 중에 있으며, 2011년 4월부터 현업으로 전환하여 국내외 사용자들에게 자 료를 배포하고 있다. 차세대 우주기반 기상관측 해 외 기 술 동 향 앞서 언급한 바와 같이 1966년 최초로 정지궤도 기상위성 발사된 이래 세계 각 국은 관측 계획을 추진하는 데 있어 각 기상위성 보유국간의 위성 설계, 발사, 운용 방법, 위성자료 활 용에 대한 기술적 조정을 위해 기상 위성조정그룹(CGMS, Coordination <표 2> 정지궤도 기상위성의 종류와 보유채널 Group of Meteorological Satellite) 을 통해 지속적으로 협의해오고 있다. 그간 2세대로 불린 정지궤도 기상위성 의 종류와 보유채널은 <표 2>와 같다. 12채널을 보유하고 있는 Meteosat- 9(MSG-2)를 제외하고는 모두 유사한 사양의 기상영상기로 24시간 전지구 를 감시하고 있다[그림 3]. 위성 국가 경도상 위치 보유채널(파장대:μm) MTSAT-2 일본 145 E 가시( ), 단파적외( ), 적외 2( , ), 수증기( ) GOES-W,E 미국 135 W, 75 W Meteosat-7 유럽 57.5 E Meteosat-9 (MSG-2) 유럽 0 INSAT-3A 인도 93 E FY-2C, 2D 중국 105 E, 86.5 E COMS 한국 128 E 가시( ), 단파적외( ), 적외 2( , ), 수증기( ) 가시( ), 적외( ) 수증기( ) 가시(0.635, 0.81), 단파적외(1.64, 3.90) 적외(8.70, 9.66, 10.80, 12.00, 13.40) 수증기(6.25, 7.35), 고해상도 가시( ) 가시( ), 적외( ) 수증기( ) 가시( ), 단파적외( ), 적외 ( , ), 수증기( ) 가시( ), 단파적외( ), 적외 2( , ), 수증기( ) 해 외 기 술 동 향 기상기술정책

88 해외기술동향 [그림 3] 세계기상위성관측망(WMO) 이와 같은 관측체계는 기상 관측의 급진적 발전을 이끌었 고 WMO는 다가오는 다음 세 대의 전지구관측체계(GOS) 발전방안인 전지구관측체계 2025를 제안했다. 전지구관 측체계는 향상된 기상, 수문 및 기후 서비스와 전지구통합 관측체계를 통해 지속가능하 고 안정적인 서비스 체계를 구 축하는 데 목적을 두고 있다. 전지구관측체계 2025가 발 [그림 4] 기본관측체계 성능 개선을 통한 비전 2025 달성 방안 개략도 표됨에 따라 기상위성조정그 룹은 2010년 38차 회의를 통 해 기상위성보유국들이 비전 2025에 부응할 수 있는 방안 마련을 위한 토의를 진행하였 으며, 이를 통해 기상위성조정 그룹에서 제안하는 기본관측 체계를 향상시키기로 하였고 [그림 4] 차기 39차 회의 시 회 원국 간 동의를 통해 최종 확 정하였다. 확정된 기본관측체계의 관측성능이 만족되도록 각 위성보유국은 최선을 다하는 것에 동의하 였으며 정지궤도 기상위성의 기본관측체계 조건은 다음과 같다. 정지궤도 기상위성은 최소 6개 의 위성으로 전지구에 걸쳐 균일하게 분포하여야 하며 다음의 임무를 수행한다: 86 Meteorological Technology & Policy

89 기상위성 기술 정책 정보 동향 1) 최소 16 채널 및 2 km의 공간해상도와 최소 15분 간격의 전지구 관측주기의 가시 및 적외 영상기 2) 적외 사운더 장착 3) 낙뢰 관측 4) 자료 수집 5) 우주환경감시 또한, 다음의 선택적 임무를 수행한다. 6) 지구복사방출 감시 7) 고도의 스펙트럼 해상도를 보유한 UV 사운딩 8) 태양활동감시 이와 같은 기상위성조정그룹의 기본관측체계 고도화에 대해 부응하기 위한 각 국의 노력이 있었고 그 결과로 정지궤도 기상위성은 2세대에서 3세대로 발전하게 되었으며, 기상위성조정 그룹은 3세대 기상관측기 탑재가 예정되어 있는 각 국의 기상위성 개발 추진계획에 따른 전지 구관측망을 작성하였다. 이 전지구관측망 계획에는 천 [그림 5] 발사 예정인 기상관측위성에 따른 전지구관측체계 리안위성 후속 기상위성인 GEO-KOMPSAT(-2A)도 반영되어 있다[그림 5]. 이와 같은 WMO와 기상위성조 정그룹의 권고사항에 따라 우리나라도 2017년 발사 예 해 외 기 술 동 향 정인 천리안 후속 기상위성 에 3세대 기상영상기와 우 주기상관측센서를 탑재할 예정이다. 기상기술정책

90 해외기술동향 해 외 기 술 동 향 천리안위성 후속 기상위성 기상탑재체 설계 특성 WMO 권고사항에 따라 천리안위성에 탑재된 기상영상기에 비해 그 성능이 대폭 향상된 후 속 기상위성의 기상탑재체는 센서부(Sensor unit), 전자부(Electronics Unit) 그리고 저온냉각 [그림 6] GOES-R 위성 기상영상기의 센서부, 전자부 및 저온냉각제어부 제어부(Cryocooler Control Electronics)로 구성되어 있으 며, 모두 이중화되어 있다. 이는 미국 GOES-R 시리즈와 일본 의 히마와리-8(2014년 10월 발사)에 탑재된 기상영상기 와 동일한 탑재체이다. [그림 6]은 우리나라 및 일본의 차 세대 기상탑재체와도 동일한 [그림 7] 후속 기상위성 기상탑재체 스캔 시스템 미국 GOES-R 위성의 기상영 상기의 원형 모델(prototype model)이다. 천리안위성의 기상영상기가 하나의 스캔미러로 동/서 및 남/북 방향 2개의 회전축을 이용하여 움직이며 해당 영역 을 스캔한 반면 후속 기상위 성 기상영상기는 [그림 7]에서 볼 수 있듯이 1개의 회전축을 가진 두 개의 스캔 미러가 각 각 동/서와 남/북 방향의 움직 임을 담당하여 스캔함에 따라 천리안위성 기상영상기에서 88 Meteorological Technology & Policy

91 기상위성 기술 정책 정보 동향 발생했던 초점면 회전(Focal Plane Rotation) 현상 발생을 제거하였다. 초점면 회전 현상이란 천리안위성 기상탑재체와 같이 한 개의 스캔미러로 관측을 하는 경우 남/북방향의 회전각에 따라 동/서 스캔 시 초점면의 시야각(Field of View)이 회전을 해 아래 [ 그림 8]에서와 같이 남북방향 시야각 변화로 발생하는 현상이다. 이는 남북방향의 회전각에 따 라 남북방향 스캔 폭이 줄어 들고 또한 직하점이 아닌 경우 [그림 8] 초점면 회전에 따른 남북방향 시야각 변화 관측영상 기울어짐을 유발하 여 지상에서 추가보정이 필요 하다. 후속 기상위성에서는 두 개의 스캔미러를 사용함으로 써 이와 같은 초점면 회전 현 상을 제거하였고 남북방향 스 캔 폭을 최대화하여 관측소요 시간을 대폭 줄였으며 또한 스 캔미러 회전 시 발생하는 진동 을 최소화하여 관측정확도를 향상시켰다. 차세대 기상관측위성의 관 측 소요시간은 각 국의 위성 [그림 9] 후속 기상위성 예비 관측영역 차세대 기상위성 관측 소요시간 해 외 기 술 동 향 해 외 기 술 동 향 체의 자세제어 성능에 따라 다소 차이는 있으나 우리나라 의 차세대 기상위성을 기준으 로 보면, 전구의 경우 천리안 위성의 경우 약 27분이 소요되었던 반면 후속 기상위성의 경우 약 7분 이내 관측이 가능하며 확 기상기술정책

92 해외기술동향 <표 3> 천리안위성과 후속 기상위성 관측 소요시간 비교 관측영역 전구 확장 북반구 동아시아 한반도 천리안위성 관측소요시간 27분 12분 5분 후속 기상위성 관측소요시간 7분 4분 1분 30초 1분 (1000 km 1000 km) 1분 (2000 km 2000 km) [그림 10] 천리안위성 후속 기상위성 관측 혼합모드 (전구+한반도) [그림 11] 일본 차세대 기상위성 관측 혼합모드 (전구+일본영역+태풍관측) 90 Meteorological Technology & Policy

93 기상위성 기술 정책 정보 동향 장 북반구의 경우 천리안위성이 12분, 후속 기상위성의 경우 약 4분 이내 관측이 가능하다. 한 반도 영역 관측의 경우 천리안위성이 1000 km 1000 km 관측에 1분이, 후속 기상위성의 경우 2000 km 2000 km 관측에 1분이 소요된다. 또한, 후속 기상위성의 경우 동시에 여러 관측영 역의 관측 수행이 가능하여 예를 들면 전구와 한반도 영역을 동시에 관측할 경우 9분 이내에 전 구 1회와 8회의 한반도 영역 관측 수행이 가능하다. 차세대 기상위성 관측 성능 해 외 기 술 동 향 후속 기상위성은 16채널과 2 km 공간해상도의 3세대 기상관측영상기 를 탑재하고 있어<표 4> 천리안위성의 경우 일일 자료양이 약 70 GB였다면, 후속 기상위성의 경우 약 1.9 TB로 약 108배 이상 자료량이 증가한다. 또한 유사한 기상영상기를 탑재한 미국과 일본의 차세대 기상위성인 GOES-R 와 Himawari-8/-9호가 각각 2015년, 2014년 그리고 2016년에 발사될 예정 <표 4> 천리안위성과 차세대 기상위성 성능 비교 구분 천리안 기상위성 차세대 기상위성 비고 채널수 5개 (가시채널 1, 적외채널 4) 16개 (가시채널 4, 적외채널 12) 공간해상도 4 km(적외채널) 2 km(적외채널) 4배 관측주기 30분(전구) 10분 이내(전구) 3배 요소산출물 기상 16종 기상 52종, 우주기상 8종 3배 처리시간 15분 3분 5배 설계수명 7년 10년 - 탑재위성 미 국 일 본 GOES-8 ~GOES-10 MTSAT-2 GOES-R(ABI) Himawari- 8/9(AHI) 2015년 발사 2014/2016년 발사 기타 - 우주기상탑재체 포함 신규 3배 - - 이다. 아래 <표 5>는 천리안위성 후속 기상위성(AMI 3) )과 미국 GOES-R 위성(ABI 4) ) 그리고 일본의 Himawari 위성(AHI 5) )에 탑재될 기상영상기의 관측채널을 나타낸다. <표 5> AMI, ABI, AHI 관측채널 비교 해 외 기 술 동 향 미국의 차세대 기상위성의 관측채널과 비교할 때 우리나라 후속 기상위성에서는 채널 2.3 μm 대신 0.5 μm를 추가하 여 RGB 영상 획득이 가능하도록 하였다. RGB 영상을 이용 3 AMI : Advanced Meteorological Imager (우리나라 후속 기상위성 기상탑재체) 4 ABI : Advanced Baseline Imager (미국 차세대 기상위성, GOES-R 기상탑재체) 5 AHI : Advanced Himawari Imager (일본 차세대 기상위성, Himawari-8/-9 기상탑재체) 기상기술정책

94 해외기술동향 하면 실제 색상과 같은 영상을 확보할 수 있으므로, 낮 동안의 안개나 황사, 산불 등을 육안으로 쉽게 구별 가능하여 예보나 기상 및 재난 사항 파악에 도움이 된다. 일본의 경우 RGB 영상 획득 을 위해 채널 1.3 μm 대신 0.5 μm을 추가하였다. 해 외 기 술 동 향 결론 우주기술은 정보통신, 전자, 전기, 자동차, 전력 등 많은 기반기술의 급진적 발달의 최종 결과 물로 큰 발달을 이루었다. 이에 따라 우주의 최첨단 기술은 이제 전 세계적으로 사회, 기술, 환 경 및 경제 문제를 해결하는 핵심 인프라로서의 역할을 수행하고 있다. 우주기술의 발달과 더불 어 또한 지상에서의 자료처리 및 활용기술의 개발도 수반되어 급진적 발전을 이루고 있다. 따라 서 이제 우주기술은 꿈이 아니라 현실이다. 세계 위성선진국에서와 같이 우리나라도 위성관측 자료가 의사결정의 중요한 도구로 활용될 수 있도록 자료처리, 활용 및 서비스 분야에 대한 기 술 개발에 박차를 가하여야 하며 우주기술의 사회, 경제적 영향력과 가치규모를 측정하여 적절 히 투자가 되도록 발전계획이 수립되어야 한다. 우주기술은 이제 더 이상 위성체, 탑재체 등의 전 략적 도구로서의 개발이 아니라 전 지구적 환경, 사회 및 경제 문제 해결을 위한 중요한 인프라 로서 인식되어야 한다. 92 Meteorological Technology & Policy

95 해외기술동향 위성기반 작전기상 소개 안숙희 국립기상연구소 정책연구과 연구원 김백조 국립기상연구소 정책연구과장 배경 해 외 기 술 동 향 신묘한 계책은 하늘의 움직임을 꿰뚫고 있고 기묘한 계산은 땅의 이치를 통달하고 있도다 전쟁에 이겨 그 공이 이미 높은데 만족할 줄 알고 그만 돌아갔으면 좋겠도다 날씨가 역사를 만든다, 얀클라게(2004) 중에서 이 시는 수나라가 30만 대군으로 고구려를 침공해왔을 때 을지문덕이 적장인 우중문에게 보 낸 <여수장우중문시( 與 隨 將 于 仲 文 詩 )>로 하늘의 이치에 따라 생기는 날씨와 고구려 땅의 지리 를 내가 당신보다 잘 아니 괜히 시간 낭비하지 말고 돌아가라 는 일종의 은근한 협박이다. 을지 문덕의 거짓항복에 수나라 군대는 퇴각하였다. 살수에 도착하여 강을 반쯤 건너갔을 때 고구 려 군대가 뒤에서 후군을 공격하여 결국 수나라의 참패로 끝난 이 사건이 살수대첩이다. 6월부 터 시작되어 7월까지 지속된 전쟁으로 수나라는 한여름의 더위와 잦은 비로 지친 원정군을 이 기상기술정책

96 해외기술동향 끌고 고전하였지만, 결국 고구려 땅의 지리와 날씨를 잘 아는 을지문덕 장군에게 패한 것이다. 이처럼 기상은 강수, 바람 등의 영향을 많이 받던 역사 속의 전쟁에서는 물론 최첨단 무기를 가 지고 있는 현재에도 군의 작전에 큰 영향을 미치고 있다. 미 공군 기상전대(Air Force Weather Agency, AFWA)는 정확한 환경 정보와 서비스를 전 세계로 전송하여 미 공군과 육군의 정보 수집, 감시, 정찰 활동을 지원하고 있다. 이러한 분야들을 지원하기 위해 미국은 군사기상위성을 발사하고 있으며, 지난 2014년 4월 3일에도 군사기상위성인 DMSP (Defense Meteorological Satellite Program)-19를 캘리포니아 반덴버그(Vandenberg) 공군기지에서 성공적으로 발사하 였다. DMSP-19는 록히드마틴(Lockheed Martin)( 社 )에서 제작한 Block 5D-3 버전의 4번째 위 성으로 2009년 발사된 DMSP-18 위성이후 5년만이며, 구름 및 화산 탐지를 위한 영상기와 온 습도 연직분포 관측을 위한 탐측기, 우주기상관측을 위한 집합체(극자외선분광계, 이온플라즈 마 탐지기, 자력계) 등이 포함되어 있다. 미국 공군과 록히드마틴사는 1960년대 DMSP 위성시리 즈 첫 발사 이후로 50년 이상 협력관계를 지속해오고 있으며, 그동안 록히드마틴( 社 )은 40여대 이상의 위성을 생산 발사하였다. [그림 1] 미국의 군사기상위성 DMSP-19 발사 위성은 적국의 정보를 은밀 하게 획득할 수 있는 특성 덕 분에 초기부터 군사적인 목 적으로 많이 이용되어 왔다. 따라서 우주에 체공중인 전 체 위성의 약 90% 정도가 군 사전용 위성이거나 필요시 군 사 임무를 수행할 수 있는 위 성으로 볼 수 있다. 군사용 위 성은 정찰 및 감시, 미사일 발 사탐지, 조기 경보, 전략 및 전 술 표적 제공, 위성 요격 등의 군사적 임무와 통신, 항법, 기 상, 실험 및 자원 탐사 등의 작 94 Meteorological Technology & Policy

97 위성기반 작전기상 소개 전 지원에 이용된다. 그러나 냉전이 종식된 이후에는 군사적인 목적 외에도 일기예보, 홍수 예 방 및 지진 피해 예측 등과 같이 자연 재해 예방 및 환경 감시, 농작물 재배 현황 파악, 지도 제 작 등 민간분야에서의 활용이 늘어나면서 상업적인 목적으로 사용되는 비중도 점차 증가되고 있는 추세이다. 미국의 군사기상위성 현황 및 활용 해 외 기 술 동 향 미국은 군사기상위성 프로그램(Defense Meteorological Satellite Program, DMSP)을 통해 미국과 전 세계 미국 연합국들을 위한 지상/우주 기상 데이터를 수집함에 있어 핵심적인 역할 을 수행할 뿐만 아니라 전 세계를 자연재해로부터 안전하게 보호하고 파괴력이 엄청난 우주 현 상들로부터 위성들을 보호하는 역할을 수행해 왔다. 전 세계가 위성의 존재와 그 활동에 크게 의지하고 있음에도 불구하고 우주가 우리의 일상생활에 어떠한 영향을 미치는지, 또는 전 세계 를 안전하게 보호하고 미국 경제가 기능을 발휘할 수 있도록 하는 국방기상위성 프로그램의 중 요성을 아는 사람의 수는 극히 드물다. 1960년대 Program 35라는 이름하에 시작된 DMSP는 중요한 기상 데이터를 미국과 연합 국들에 전달하여 보다 효과적인 군사 활동을 지원하도록 설계되었고, 설립된 지 10년이 지난 1973년 3월에 극비로 취급되었던 이 위성시스템의 미션이 밝혀졌다. 그 후 1998년 6월 1일, 위 성을 운영하는 비용 감축을 위해 이 위성들의 통제 및 유지 권한은 NOAA로 이전되었고, 현재 이 조직은 캘리포니아 엘 세군도 소재 미 공군의 우주 미사일 시스템 센터(Space and Missile Systems Center, SMC)에서 미래의 DMSP 위성들을 매입, 개발, 발사하는 책임을 맡고 있다. 50년에 가까운 세월 동안 임무를 수행해온 DMSP와 미군 Defense Meteorological Systems Group (DMSG)은 지상, 해양, 공중 군사 작전을 계획하고 보호하는 역할로서의 그 가치를 인정 해 외 기 술 동 향 받고 있다. DMSP는 냉전 기간 도중 특히 중요한 도구로 사용되었고, 1972년 12월부터는 민간 과학 커뮤니티도 DMSP 자료를 사용할 수 있게 되었다. 현재 DMSP는 지상 실제 기준고도(nominal altitude) 450 마일에서 태양 동기 극궤도를 돌면 서 이미지를 제공하고 있으며 동시에 미 국방부를 위해 기상, 해양, 태양 등에 관한 물리과정을 관측하고 있다. DMSP에 탑재된 주요 센서는 Linescan 시스템으로 전 세계 예보에서 사용되는 기상기술정책

98 해외기술동향 가시/적외선 영상을 통해 구름을 관측한다. 각 센서는 1,564마일 넓이의 지역을 스캔하고 전체 지구표면을 약 12시간 만에 관측할 수 있다. 또한 Special Sensor Microwave Imager Sounder (SSMIS)를 통해 전 세계 전술 작전을 위한 기상정보를 제공하며 강력한 폭풍우를 예보하고 그 종류를 식별하는 데 특히 유용하다. 그리고 그 외에도 다른 센서들을 통해 분석과 예보를 위한 우주기상 자료를 다양하게 수집한다. DMSP의 가시화된 영상들은 진행 중인 스톰과 낙뢰를 감지할 수 있고, 항공기뿐만 아니라 허 리케인과 토네이도도 추적할 수 있다. 또한 산불과 산불 패턴을 관찰해서 긴급 탈출을 지원하거 나 자연재해로 인한 피해 정도를 측정하고, 화산활동과 화산재 확산을 측정할 수 있으며, 야간 조명을 통해 에너지 사용을 측정하거나 빙하 성장이나 지구온난화로 인한 빙하 감소를 보여주 는 영상을 제공할 수 있다. DMSP 마이크로파 산출물들은 홍수 예보를 내리거나 홍수 피해를 평가하고, 해면 풍속을 감 시해서 허리케인/토네이도 추적에 도움을 주며, 빙하의 연대를 측정하거나 지구온난화의 영향 을 측정할 수 있다. 동시에 DMSP는 태양표면 폭발과 같은 우주기상 현상들을 감지하고, GPS를 통해 방향을 설정하며, 안전/교통 분야에 도움이 되는 기상경보(warnings)를 제공하거나 국가 방어를 위한 미사일 발사 경보(warning)를 알려주는 역할을 한다. 태양표면 폭발은 핸드폰 통 신을 제공하는 글로벌 위성 네트워크에 손상을 주거나 파괴할 수 있는데, DMSP는 인류를 자연 재해로부터 직 간접적으로 보호하고 있으며 그와 동시에 지구온난화나 군사 침략 행위를 막기 [그림 2] DMSP의 미국 중서부의 위험기상 스톰 위성 영상(a)과 온도자료를 rain rate로 전환한 1993년의 Blizzard 영상(b), Montana와 Idaho의 산불 영상(c) a) b) c) 96 Meteorological Technology & Policy

99 위성기반 작전기상 소개 위한 주요한 임무를 수행하고 있다고 할 수 있다. DMSP 위성들에서 얻은 데이터는 뇌우, 허리케인, 태풍과 같은 심각한 기상현상을 인식하고 추적하며 강도를 측정하는 데 도움을 주며, 3D 구름 분석을 형성하는 데에도 사용된다. 3D 구 름 분석은 군사적 요구사항들을 만족시키기 위한 수치예보모델의 기반을 이루는 개념이다. 그리 고 우주 환경 자료는 고주파수 통신, 초지평(over-the-horizon) 레이더, 위성 Drag/Re-entry에 도 도움을 제공한다. 이 프로그램을 통해 빠른 시간 내 얻을 수 있는 정보들은 다양한 전략/전술 적 작전들의 시작, 진행, 목표물 탐색 등을 지원하여 군사 지휘관들의 의사 결정에 도움을 준다. DMSP 위성들은 실시간으로 공군, 육군, 해군, 해병대 전술기지와 전 세계 해군 함대들에게 기상학 자료를 제공하며, 이 자료는 Alaska의 Fairbanks와 New Hampshire의 New Boston, Greenland의 Thule Air Base, Hawaii의 Kaena Point 등 4개의 지상 기지에 전송이 가능 하도록 저장된다. 저장된 자 료는 이 지상기지들로부터 [그림 3] 위성에서 지표로 전송되는 자료 흐름 Nebraska에 소재한 Offutt Air Force Base의 Air Force Weather Agency로 전송되고 그 다음 California Monterey 에 소재한 미 해군의 Fleet Numerical Meteorological and Oceanographic Center 로 전달되어 전 세계 수많은 기상/우주환경 산출물들을 생산하는 데 사용된다. 해 외 기 술 동 향 한국의 위성 현황 및 군사위성 개발 계획 해 외 기 술 동 향 여전히 위성은 우주 작전에서 필수적인 무기체계이며, 위성의 고유한 특성상 국가의 안보적 인 측면에서 중요한 자산으로 인식되고 있다. 따라서 민간용인 과학위성과 비군사용의 실용 기상기술정책

100 해외기술동향 <표 1> 시장기반조치 유형별 장단점 비교 위성명 발사일 궤도 임무 운용기관 비고 우리별 1호 (KITSAT-1) 우리별 2호 (KITSAT-2) 무궁화 1호 (KOREASAT-1) 무궁화 2호 (KOREASAT-2) 우리별 3호 (KITSAT-3) 무궁화 3호 (KOREASAT-3) 아리랑 1호 (KOMPSAT-1) 과학기술위성 1호 (STSAT-1) 한별 (MBSat) 아리랑 2호 (KOMPSAT-2) 무궁화 5호 (KOREASAT-5) 천리안 (COMS-1) 올레 1호 (KOREASAT-6) 아리랑 3호 (KOMPSAT-3) 나로과학위성 (STSAT-2C) 아리랑 5호 (KOMPSAT-5) 과학기술위성 3호 (STSAT-3) 출처: 위키백과 저궤도 저궤도 위성제작 기술습득 소형위성 기술습득 SaTReC SaTReC 임무종료 임무종료 정지궤도 통신, 방송 KT 임무종료 정지궤도 통신, 방송 KT 임무종료 저궤도 우주센터 지상 및 과학관측 SaTReC 정지궤도 통신, 방송 KT 태양동기 궤도 태양동기 궤도 지상, 해양 과학관측 정지궤도 모바일 방송 태양동기 궤도 정지궤도 통신, 방송 정지궤도 KARI 임무종료 운용중 (ABS-7) 임무종료 우주환경측정 SaTReC 임무종료 SK텔링크 MBCO 한국 SK텔링크 일본 MBCO 공동 운용 지상관측 KARI 운용중 통신, 해양 기상 KT, 국방과 학연구소 KARI 운용중 운용중 정지궤도 통신, 방송 KT 운용중 태양동기 궤도 태양동기 궤도 태양동기 궤도 태양동기 궤도 지상관측 KARI 운용중 저궤도 인공 위성 궤도 진입기술 습득 SaTReC 임무종료 지상 관측 KARI 운용중 우주/지구 과학관측 KARI 운용중 위성이라 하더라도 필요시에는 언제든 지 군사용으로 사용이 가능하다(홍현 의, 2011). 위성에서 관측한 기상정보 는 전투기 비행경로를 결정하는 것에 서부터 군 병력의 기지 이전에 이르기 까지 군사적으로도 매우 중요하게 이 용되지만, 현재 우리나라는 군사 목적 의 위성을 보유하고 있지는 않다. 우리 나라가 보유하고 있는 위성은 다목적 실용위성과 정지궤도위성, 과학기술위 성 등 국가적 차원에서 개발한 상용 위 성들이다. 이에 2014년 6월에 개최된 제80회 방위사업추진위원회에서는 한반도 및 주변지역에 대한 전천후 영상정보 수집 이 가능한 위성을 획득하기 위한 425 사업 이 발표되었다. 군사위성 획득 사업인 425 사업 은 국방과학연구소 (ADD)의 주관으로 2015년부터 시작 되어 2020년에 개발이 완료될 예정이 다. 군은 3년 동안 5기의 군사위성을 발 사할 계획으로 개발과 제작에 1조원의 예산을 투입하고, 2020~2023년 실전 배치될 5기의 위성은 한반도와 주변 지 역을 감시하게 된다. 우리나라가 처음 보유하게 될 군사위성은 특정 지점을 평균 2시간 단위로 정찰할 수 있으며, 날씨와 관계없이 자 동차와 사람을 식별할 수 있는 수준의 영상정보 수집이 가능하여 향후 체계개발이 완료되면 독 98 Meteorological Technology & Policy

101 위성기반 작전기상 소개 자적인 정찰 및 감시 능력 외에 효율적인 위성정보 활용 및 재해 재난 예방과 대응에도 크게 기 여할 것으로 기대된다. 기상청의 작전기상 지원 현황 및 향후 방안 해 외 기 술 동 향 군작전과 관련하여 위성을 통해 얻을 수 있는 기상정보는 주변의 정밀한 지형지세, 작전환경 을 고려한 모일 모시의 작전지역 고산의 결빙 확률, 적의 화학탄 투여 시에 예상되는 오염지역분 포와 같은 군사용으로 재생산되거나 가공된 기상정보여야 한다(이용희 외, 2003). 기상청에서는 불특정 다수인 국민을 대상으로 일상적인 기상정보를 제공하고 있기 때문에 현재 군사용 기상정 보는 공군 기상전대와 같은 군 자체의 기상정보 생산기관에서 담당하고 있다. 그러나 1981년부 터 기상청과 공군은 정보교환과 기술교류, 국가행사와 군 작전을 위한 기상지원 및 매년 1~2회 의 업무협력회의를 개최해왔으며, 2012년 9월 7일에는 이전의 협약을 재정비하여 좀 더 효율적 인 협력의 토대를 마련하기 위해 국가기상업무 발전과 양 기관의 협력 활성화를 위한 합의서 (MOU) 를 체결하는 등 공군이 군사용 기상정보를 생산할 수 있도록 지속적으로 업무를 지원해 오고 있다. 또한 국립기상연구 소는 공군기상단과의 협력을 [그림 4] 공군기상단에 구축된 산불확산예측시스템의 산불 모의 결과 표출 통해 군사기상지원시스템을 구축하고, 공동연구 추진을 통해 연구 성과를 제고할 수 있는 기틀을 마련하고 있다. 국립기상연구소 예보연구과 에서 개발한 산불확산예측시 해 외 기 술 동 향 스템을 공군기상단으로 기술 이전하여 공군기상단에서 생 산하는 예측결과와 시스템 환 경에 맞도록 최적화 작업을 수 행하였고, 강수실황예측시스 기상기술정책

102 해외기술동향 템의 모니터링을 위하여 가시화 프로그램을 이용한 이미지 생산체계도 실시간으로 운영되도록 구축하여 기술을 이전하기도 했다(국립기상연구소, 2012). 공군기상단과의 산불확산예측시스 템 및 강수실황예측시스템에 대한 기술이전 및 협력체계는 지속적인 협력관계가 보다 공고히 마 련되었음을 의미하며 군사기상지원시스템의 공동개발 및 협력을 위한 기틀이 마련되었다고 여 겨진다. 현재 위성을 통해 작전기상정보의 생산을 지원하고 있지는 않지만, 기상위성의 자료는 일기예보, 지상 환경관측, 한반도 연안 해양환경 감시 및 연구, 재난재해 지역 감시 및 피해 현황, 농작물 작황 등 여러 분야에서 활용되고 있다. 따라서 향후 이러한 협력체계를 통해 기상위성 으로부터 관측되는 가시, 적외, 수증기 영상 및 대기탐측자료를 활용하여 좀 더 전략적이고 효 율적으로 군 작전이나 훈련 시에 필요한 정보를 제공할 수 있는 시스템을 구축해야 할 것이다. 참고문헌 국립기상연구소, 2012: 예보기술지원 및 활용연구(Ⅳ) - 초단기, 단 중기 예보능력 향상 연구. 국립기상연구소, 384pp. 얀클라게(이상기 옮김), 2004: 날씨가 역사를 만든다. 황소자리, 231pp. 이용희, 장동언, 안광득, 조천호, 2003: 작전기상 지원을 위한 PC 클러스터 기반의 기상수치예보시스템. 한국 군사과학기술학회지, 6(4), 홍현의, 2011: 언론에 소개된 무기이야기. 국방기술품질원. Ukip Media Events, 2010: MILITARY EYE - The Defense Meteorological Satellite Program. Meteorological Technology International, Launch issue, Meteorological Technology & Policy

103 기상기술정책지 발간 목록 창간호, 제1권 제1호(통권 창간호), 2008년 3월 칼 럼 ^기후변화 대응을 위한 기상청의 역할 권원태 3-11 정책초점 ^기후변화감시 발전 방향 ^미국의 기상위성 개발현황과 향후전망 ^기상산업의 위상과 성장가능성 ^최적 일사 관측망 구축방안 ^국가기상기술로드맵 수립의 배경과 의의 김진석 안명환 김준모 이규태 김백조, 김경립 논 단 ^ A New Generation of Heat Health Warning Systems for Seoul and Other Major Korean Cities L.S. Kalkstein, S.C. Sheridan, Y.C.Au 해외기술동향 ^프랑스의 에어로솔 기후효과 관측 기술 ^일본의 우주기상 기술 김상우 김지영, 신승숙 기상산업의 현황과 전략, 제1권 제2호(통권 제2호), 2008년 6월 칼 럼 ^기후변화시대, 기상산업 발전상 봉종헌 1-3 정책초점 논 단 해외기술동향 ^기상산업의 중요성과 전략적 위치 ^기후변화가 산업에 미치는 경제적 영향과 적응대책 ^기후경제학의 대두와 대응 전략 ^기후변화와 신재생에너지 산업 ^기상산업 육성을 위한 정책대안 모색 ^미국 남동부의 응용기상산업 현황 ^최근 황사의 특성 및 산업에 미치는 영향 ^ A brief introduction to the European Cooperation in the field of Scientific and Technical Research (COST) ^우주환경의 현황과 전망 ^ 유럽의 기후변화 시나리오 불확실성 평가 : EU(유럽연합) 기후변화 프로젝트를 중심으로 ^미국 NOAA의 지구 감시 현황 이중우 한기주 임상수 구영덕 김준모, 이기식 임영권 김지영 Radan Huth 안병호 임은순 전영신 항공기 관측과 활용, 제1권 제3호(통권 제3호), 2008년 9월 칼 럼 ^기상 관측 연구용 항공기 도입과 활용 정순갑 1-4 정책초점 ^무인항공기 개발 현황 및 응용 방안 ^해외 기상관측용 항공기 운영 및 활용 실태 ^항공기를 이용한 대기물리 관측 체계 수립 방안 ^효과적인 항공기 유지 관리 방안 ^공군에서의 항공관측 현황과 전망 ^항공기를 이용한 대기환경 감시 ^항공/위성 정보를 활용한 재해 피해 조사 오수훈, 구삼옥 김금란, 장기호 오성남 김영철 김종석 김정수 최우정, 심재현 논 단 ^유/무인항공기를 이용한 기후변화 감시 윤순창, 김지영 해외기술동향 ^미국의 첨단 기상관측 항공기(HIAPER) 운영 현황 ^미국의 탄소 추적자 시스템 개발 현황 및 전략 ^미국의 우주기상 예보와 발전 방향 김지영, 박소연 조천호 곽영실 뉴스 포커스 ^한국, IPCC 부의장국에 진출 허 은

104 전지구관측시스템 구축과 활용, 제1권 제4호(통권 제4호), 2008년 12월 칼 럼 ^전지구관측시스템(GEOSS) 구축과 이행의 중요성 정순갑 1-4 정책초점 ^GEO/GEOSS 현황과 추진 계획 ^GEOSS 구축을 위한 전략적 접근 방안 ^GEO 집행위원회에서의 리더십 강화 방안 ^국내의 분야별 GEOSS 구축과 발전 방안 - 재해 분야 - 보건 분야 - 에너지자원 분야 - 기상 및 기후 분야 - 수문 및 수자원 분야 - 생태계와 생물다양성 분야 - 농업 분야 - 해양 분야 - 우주 분야 엄원근 김병수 허 은 신동철 박덕근 이희일 황재홍, 이사로 이병렬 조효섭 장임석 이정택 김태동 김용승, 박종욱 논 단 ^ Taking GEOSS to the nest level José Achache 해외기술동향 ^GEOSS 공동 인프라(GCI) 구축 동향 ^최근 주요 선진국의 GEO 구축 현황 기상기술정책지 발간 목록 강용성 이경미 뉴스 포커스 ^한국, GEO 집행 이사국 진출 이용섭 기상장비의 녹색산업화 전략, 제2권 제1호(통권 제5호), 2009년 3월 칼 럼 ^녹색산업으로서의 기상장비 산업 육성 정책 방향 전병성 1-2 정책초점 ^기상장비의 산업여건과 국산화 전략 ^기상장비 수출 산업화를 위한 성공전략 ^기상레이더 국산화 추진 방안 ^기상라이더의 상용화 현황과 육성 방안 ^기상장비의 시장성 확보 전략 및 방향 김상조 이종국 장기호, 석미경, 김정희 조성주 이부용 논 단 ^ 외국의 기상레이더 개발 동향과 제언 이규원 해외기술동향 ^유럽의 기상장비 산업 현황: 핀란드 바이살라를 중심으로 ^세계의 기상장비 및 신기술 동향 방기석 김지영, 박소연 기후변화와 수문기상, 제2권 제2호(통권 제6호), 2009년 6월 칼 럼 ^기후변화에 따른 수문기상 정책 방향 전병성 1-2 정책초점 ^기후변화와 물환경정책 ^기후변화에 따른 물 관리 정책 방향 ^기후변화에 따른 하천 설계빈도의 적정성 고찰 ^수문기상정보를 활용한 확률강우량 산정 방안 ^수문기상학적 기후변화 추세 ^기상정보 활용을 통한 미래의 물관리 정책 ^이상가뭄에 대응한 댐 운영 방안 김영훈 노재화 김문모, 정창삼, 여운광, 심재현 문영일, 오태석 강부식 배덕효 차기욱 논 단 ^ 기후변화의 불확실성 해소를 위한 대응방안 양용석 해외기술동향 ^미국의 기상-수자원 연계기술 동향 ^NOAA의 수문기상 서비스 및 연구개발 현황 ^제5차 세계 물포럼(World Water Forum) 참관기 정창삼 김지영 박소연 김용상

105 기상 기후변화와 경제, 제2권 제3호(통권 제7호), 2009년 9월 칼 럼 ^기상정보의 경제적 가치 제고를 위한 정책 방향 전병성 1-2 정책초점 ^기후변화에 따른 에너지정책 ^기후변화 대응이 경제에 미치는 영향 ^기후변화가 농업경제에 미치는 영향 ^기상 재난에 따른 경제적 비용 손실 추정 ^기상산업 활성화와 과제 ^날씨 경영과 기상산업 활성화를 위한 정책 제언 박현종 박종현 김창길 김정인 이만기 김동식 논 단 ^ 기후변화와 새로운 시장 이명균 해외기술동향 기상기술정책지 발간 목록 ^기상정보의 사회 경제적 가치와 편익 추정 ^강수의 경제적 가치 평가 방법론 김지영 유승훈 뉴스 포커스 ^기상정보의 경제적 가치 평가 워크숍 개최 후기 이영곤 날씨 기후 공감, 제2권 제4호(통권 제8호), 2009년 12월 칼 럼 ^날씨공감포럼의 의의와 발전방향 전병성 1-2 정책초점 ^ [건강] 지구온난화가 건강에 미치는 영향 ^[해양] 기후변화에 있어서 해양의 중요성과 정책방향 ^[산림] 기후변화에 따른 산림의 영향과 정책방안 ^[관광] 기후변화 시대의 관광 활성화 정책방향 ^[도시기후] 대구의 도시 기후 및 열 환경 특성 ^[에너지] 태양에너지 소개와 보급의 필요성 ^[디자인] 생활디자인과 기후 기상과의 연계방안 고상백 이재학 차두송 김의근 조명희, 조윤원, 김성재 김정배 김명주 논 단 ^ 국민과의 소통 - 어떻게 할 것인가? 김연종 뉴스 포커스 ^날씨공감포럼 발전을 위한 정책 워크숍 개최 후기 김정윤 기후변화와 산업, 제3권 제1호(통권 제9호), 2010년 3월 칼 럼 ^기후변화에 따른 기상산업의 성장가능성과 육성정책 박광준 1-2 정책초점 논 단 ^기상이변의 경제학 ^기후변화 영향의 경제적 평가에 관한 소고 ^기후변화 정책에 따른 산업계 영향 및 제언 ^기후변화예측 관련 기술 동향 및 정책 방향 ^기후변화와 건설 산업 ^코펜하겐 어코드와 탄소시장 ^기후변화, 환경산업 그리고 환경경영 ^이산화탄소(CO 2 ) 저감기술 개발동향: DME 제조기술 ^ 기후변화와 정보통신 산업의 상관관계: 그린 IT를 중심으로 ^ 기후변화 대응을 위한 산업계 및 소비자의 책임 이지훈 한기주 이종인 이상현, 정상기, 이상훈 강운산 노종환 이서원 조원준 양용석 김창섭 뉴스 포커스 ^기후변화미래포럼 개최 후기 김정윤

106 기상기술정책지 발간 목록 국가 기후정보 제공 및 활용 방안, 제3권 제2호(통권 제10호), 2010년 6월 칼 럼 ^국가기후자료 관리의 중요성 켄 크로포드 1-2 정책초점 ^기후변화통합영향평가에대한 국가기후정보의 역할 ^친환경 도시 관리를 위한 기후 정보 구축 방안 ^기상정보의 농업적 활용과 전망 ^기상자료 활용에 의한 산불위험예보 실시간 웹서비스 ^경기도의 기상 기후정보 활용 ^국가기본풍속지도의 필요성 ^국가기후자료센터 구축과 기상산업 활성화 ^국가기후자료센터 설립과 민간의 역할 분담 ^가치있는 기후정보 전성우 권영아 심교문 원명수 김동영 권순덕 김병선 나성준 김윤태, 정도준 논 단 ^기상청 기후자료 활용 증대 방안에 관한 제언 최영은 뉴스 포커스 ^국가기후자료센터의 역할 임용한 장기예보 정보의 사회 경제적 가치와 활용, 제3권 제3호(통권 제11호), 2010년 9월 칼 럼 ^장기예보 투자 확대해야 박정규 1-2 정책초점 ^전력계통 운영 분야의 기상정보 활용 ^기상 장기예보에 대한 소고 ^패션머천다이징과 패션마케팅에서 기상 예보 정보의 활용 ^장기예보의 사회 경제적 가치와 서비스 활성화 방안 ^기상 장기예보의 농업적 가치와 활용 ^장기예보 정보의 물관리 이수( 利 水 ) 측면에서의 가치와 활용 ^기상예보와 재해관리 ^장기예보 업무의 과거, 현재, 그리고 미래 ^ 영국기상청(Met Office) 해들리센터(Hadley Centre)의 기후 및 기후 영향에 관한 서비스 현황 ^WMO 장기예보 다중모델 앙상블 선도센터(WMO LC-LRFMME) 정응수 박창선 손미영 김동식 한점화 우수민, 김태국 박종윤, 신영섭 김지영, 이현수 조경숙 해외기술동향 윤원태 뉴스 포커스 ^영국기상청과의 계절예측시스템 공동 운영 협정 체결 이예숙 사회가 요구하는 미래기상서비스의 모습, 제3권 제4호(통권 제12호), 2010년 12월 칼 럼 ^시대의 요구에 부응하는 기상 기후서비스 권원태 1-3 정책초점 논 단 ^기상학의 역사 ^지질학에서 본 기후변동의 과거, 현재, 그리고 미래 ^예보기술의 성장 촉진을 위한 광각렌즈 ^전쟁과 기상 ^날씨와 선거 ^기후변화와 문학 ^기후변화와 문화 I (문명의 시작과 유럽문명을 중심으로) ^비타민 D의 새로운 조명 ^G20서울정상회담과 경호기상정보 생산을 위한 기상청의 역할 ^ 기상정보의 축적과 유통 활성화를 통한 국부 창출 ^날씨의 심리학 윤일희 이용일 변희룡 반기성 유현종 신문수 오성남 김상완 이선제 김영신 최창호 해외기술동향 기상정보의 사회 경제적 평가에 관한 해외동향 김정윤, 김인겸

107 신규 시장 창출을 통한 기상산업 육성 방안, 제4권 제1호(통권 제13호), 2011년 6월 발 간 사 ^G20 국가에 걸맞는 기상산업 발전 방향 조석준 1-3 칼 럼 정책초점 기상기술정책지 발간 목록 ^ 대학과 공공연구소의 기상기술 이전 활성화 및 사업화 촉진을 위한 기술이전센터(TLO) 발전 방안 ^ 새로운 기상산업 시장창출과 연계된 금융시장 활성화에 대한 소고 - 보험산업의 입장에서 ^신규 기상시장 창출을 통한 기상산업 육성 방안 연구 박종복 조재린, 황진태 국립기상연구소 정책연구과 도시기상관측 선진화방안, 제4권 제2호(통권 제14호), 2011년 12월 발 간 사 ^도시기상 선진화, 미래의 약속입니다. 조석준 1-3 칼 럼 ^도시기후 연구의 과거, 현재, 미래 ^기후변화로 인한 도시 재해기상의 특성 변화 및 기상관측 선진화 방안 ^도시열섬의 환경평가와 도시기상관측시스템 구축방안 ^수치모델을 이용한 도시기상 연구의 현재와 한계 ^도시 기상 관측 연구 현황 최광용 박민규, 이석민 김해동 이순환 박영산 정책초점 ^도시기상 관측 선진화 방안 연구 이영곤 원격탐측기술(레이더, 위성, 고층) 융합정책 실용화 방안, 제5권 제1호(통권 제15호), 2012년 6월 칼 럼 ^원격탐측의 융합정책과 기상자원 가치 확산 Kenneth Crawford 3-8 정책초점 ^레이더-위성 융합 강수정보 생산 기술 ^위성과 첨단기술 융합을 통한 미래 기상서비스 발전 방향 ^라이다 관측기술 활용 방안 ^위성기술을 이용한 수문분야의 융합 정책 ^위성자료의 해양 환경감시 활용 신동빈 은종원 김덕현 배덕효, 이병주 황재동 논 단 ^우리나라의 융합기술발전 정책 방향 이상현 해외기술동향 ^일본의 원격탐사 활용 및 융합정책 윤보열, 장희욱, 임효숙 포 커 스 ^레이더 융합행정 포럼 : 레이더운영과 송원화 해양기상서비스의 현황 및 전망, 제5권 제2호(통권 제16호), 2012년 12월 칼 럼 ^해양기상서비스의 의미 및 가치 확산 박관영 3-7 정책초점 ^해양기상 융합서비스의 필요성 ^수자원 변동에 따른 해양기상서비스의 강화 ^해양기상정보 관리의 선진화 방안 ^해양기상 기후변화 대응을 위한 정책제언 김민수 김희용 정일영 양홍근 논 단 ^해양기상서비스 현황과 정책 방향 김유근 해외기술동향 ^선진 해양기상기술 동향 우승범 포 커 스 ^제4차 WMO/IOC 해양학 및 해양기상 합동기술위원회(JCOMM) 총회 해양기상과 68-73

108 국민의 행복 증진을 위한 "기상기후서비스 3.0", 제6권 제1호(통권 제17호), 2013년 6월 칼 럼 ^국민이 원하는 기상기후서비스 이일수 3-4 정책초점 기상기술정책지 발간 목록 ^기상기후분야 과학과 서비스 발전 방향 ^지진조기경보 역량 강화를 위한 정책적 제언 ^기상기후 서비스 혁신을 위한 기술경영 전략 ^자연재해 대응 서비스 기술 및 정책변화 전종갑 최호선 박선영 허종완, 손홍민 논 단 ^수요자 맞춤형 서비스를 위한 기상기술 고도화 방안 김영준 국립기상연구소 포 커 스 ^국민행복서비스 포럼 개최 후기 정책연구과 빅데이터 활용 기상융합서비스, 제6권 제2호(통권 제18호), 2013년 12월 칼 럼 ^정부3.0에 따른 기상기후 빅데이터 활용 고윤화 3-4 정책초점 논 단 ^[정책] 정부3.0 지원을 위한 빅데이터 융합전략 ^[정보] 스마트국가 구현을 위한 빅데이터 활용방안 ^[서비스] 빅데이터 분석 기반 기상예보의 신뢰도 향상 방안 ^[경영] 빅데이터 기반 날씨경영 성과 제고 방안 - 공항기상정보 활용사례 - ^[농업] 기후변화시나리오 활용 농업 기상 과학 융합 전략 ^[재난] 재난관리의 새로운 해결방안, 빅데이터 ^기상기후데이터를 품은 빅데이터 ^한국형 복지국가의 전략적 방향성안 안문석 김현곤 이기광 방기석 김창길, 정지훈 최선화, 김진영, 이종국 이재원 안상훈 기상기후 빅데이터와 경제, 제7권 제1호(통권 제19호), 2014년 6월 칼 럼 ^기상기후 빅데이터를 활용한 날씨경영 고윤화 3-4 정책초점 논 단 포 커 스 ^기상기후정보의 사회경제적 역할 ^미래 재난재해 해결을 위한 기상기후 서비스 ^빅데이터의 사회경제적 파급효과 ^기상기후 빅데이터의 산업경영 활용과 전략 ^기상기후 빅데이터 기반 기상산업육성 ^빅데이터 기반의 미래 산업 ^기상기후정보 효율성 제고를 위한 융복합 연구 ^위험기상에 따른 기상기후 빅데이터 활용 안중배 김도우, 정재학 김진화 김정인 송근용 황종성 이성종 국립기상연구소 정책연구과

109 위성 기술과 활용, 제7권 제2호(통권 제20호), 2014년 12월 발 간 사 ^위성을 활용한 전 지구적 관측 방안 고윤화 3-4 정책초점 ^기상위성 운영기술의 선진화 방안 ^관측위성기술의 현황 및 전망 ^연구개발용 위성의 현업 활용성 제고 방안 ^위성을 이용한 국가재난감시 체계 구축 ^위성영상서비스 시장 빅뱅과 새로운 관점 김방엽 김병진 안명환 윤보열, 염종민, 한경수 조황희 논 단 ^우주기상의 연구 현황 및 발전 방향 김용하 해외기술동향 ^기상위성 기술 정책 정보 동향 ^위성기반 작전기상 소개 기상기술정책지 발간 목록 국가기상위성센터 위성기획과 안숙희, 김백조

110 기상기술정책 투고 안내 투고방법 1. 본 정책지는 기상기술 분야와 관련된 정책적 이슈나 최신 기술정보 동향을 다룬 글을 게재하며, 투고된 원고는 다른 간행물이나 단행본에서 발표되지 않은 것이어야 한다. 2. 원고의 특성에 따라 다음과 같은 5종류로 분류된다. (1) 칼럼 (2) 정책초점 (3) 논단 (4) 해외기술동향 (5) 뉴스 포커스 3. 본 정책지는 연 2회(6월, 12월) 발간되며, 원고는 수시로 접수한다. 4. 원고를 투고할 때는 투고신청서, 인쇄된 원고 2부, 그림과 표를 포함한 원본의 내용이 담긴 파일(hwp 또는 doc)을 제출하며, 일단 제출된 원고는 반환하지 않는다. 원고접수는 을 통해서도 가능하다. 원고심사 1. 원고는 편집위원회의 검토를 통하여 게재여부를 결정한다. 원고작성 요령 1. 원고의 분량은 A4용지 10매 내외(단, 칼럼은 A4용지 3~5매 분량)로 다음의 양식에 따라 작성한다. 1) 워드프로세서는 아래한글 또는 MS Word 사용 2) 글꼴 : 신명조 3) 글자크기 : 본문 11pt, 표 그림 10pt 4) 줄간격 : 160% 2. 원고는 국문 또는 영문으로 작성하되, 인명, 지명, 잡지명과 같이 어의가 혼동되기 쉬운 명칭은 영문 또는 한자를 혼용할 수 있다. 학술용어 및 물질명은 가능한 한 국문으로 표기한 후, 영문 또는 한문으로 삽입하여 표기한다. 숫자 및 단위의 표기는 SI규정에 따르며, 복합단위의 경우는 윗 첨자로 표시한다. 3. 원고 첫 페이지에 제목, 저자명, 소속, 직위, 등을 명기하고, 저자가 다수일 경우 제1저자를 맨 위에 기입하고, 나머지 저자는 그 아래에 순서대로 표시한다. 4. 원고의 계층을 나타내는 단락의 기호체계는 Ⅰ, 1, 1), (1), 1의 순서를 따른다. 5. 표와 그림은 본문의 삽입위치에 기재한다. 표와 그림의 제목은 각각 원고 전편을 통하여 일련번호를 매겨 그림은 아래쪽, 표는 위쪽에 표기하며, 자료의 출처는 아랫부분에 밝힌다. 예) <표 1> <표 2> [그림 1] [그림 2] 6. 참고문헌(reference) 1) 참고문헌 표기 양식 -- 참고문헌은 본문의 말미에 첨부하되 국내문헌(가나다 순), 외국문헌(알파벳 순)의 순서로 정리한다. --저자가 3인 이상일 경우, 등 또는 et al. 을 사용한다. --제1저자가 반복되는 경우 밑줄(_)로 표시하여 작성한다. 2) 참고문헌 작성 양식 -- 단행본 : 저자, 출판년도: 서명(영문은 이탤릭체). 출판사, 총 페이지 수. -- 학술논문 : 저자, 출판년도: 논문명. 게재지(영문은 이탤릭체), 권(호), 수록면. -- 학술회의(또는 세미나) 발표논문 : 저자, 발표년도: 논문명, 프로시딩명(영문은 이탤릭체), 수록면. -인터넷자료 - : 웹 페이지 주소

111 METEOROLOGICAL TECHNOLOGY & POLICY Volume 7, Number 2 33, Seohobuk-ro, Seogwipo-si, Jeju-do, , Korea TEL FAX