얼마 전에 폐막한 브라질 월드컵으로 새벽에 축구경기 보시느라 많이 힘드셨죠? 지구 반대편에 있는 브라질에서 열리는 축구경기를 볼 수 있는 것은 인공위성 덕분입니다. 1957년 러시아에서 첫 인공위성이 발사된 후로 약 5천여 개의 위성들을 쏘아 올렸지만 고장 나고 수명이 다한 것들을 제외한 현재 사용하고 있는 위성은 약 천여 개가 됩니다. 이러한 통신서비스뿐만 아니라 우리 생활에 밀접한 인공위성에 대해 좀 더 자세히 알아보려 합니다!!
인공위성의 원리
이미지 : http://www.dreamstime.com/royalty-free-stock-images-glossy-globe-satellites-image4522829
관성의 법칙과 지구의 중력으로 인해 인공위성이 지구를 계속해서 도는데 필요한 에너지는 ZERO!! 지구는 둥글기 때문에 어떤 물체를 앞으로 똑바로 던지면 바닥에 떨어지지 않고 쭉 날아가야 하는데, 지구의 중력 때문에 바닥에 떨어지게 됩니다. 높은 곳에서 물체를 놓으면 보통 1초에 5m/초씩 속도가 빨라지면서 바닥으로 떨어지게 됩니다. 따라서 위성을 처음에 1초당 지구에서 5m씩 멀어지는 속도로 발사한다면 지구의 중력과 평형이 되어 일정한 거리를 유지하며 지구 주위를 도는 겁니다. 그 속도는 약 7.9㎞/초이며, 이 속도로 돌 수 있도록 인공위성을 궤도 위에 올려놓으면 인공위성은 90분에 지구를 한 바퀴씩 돌게 됩니다.
인공위성의 종류와 역할
(1)군사용
이미지 : http://cafe.naver.com/logosesang/2303285
핵 시설이나 미사일 발사기지 등 군사시설을 정찰하기 위해 저고도로 목적지 상공을 선회하면서 사진을 촬영해 데이터를 전송합니다. 사진정찰 외에 적외선탐지, 전자정찰, 군사통신, 기상관측 등도 가능하다니 다방면으로 이용할 수 있네요!
(2)방송 및 통신용
이미지 : https://www.flickr.com/search?sort=relevance&text=broadcast%20camera
인공위성을 지구에서 36,000㎞ 위에 띄우면 지구의 자전속도와 똑같은 속도로 지구를 공전하게 됩니다. 이 위성은 지구에서 항상 같은 곳에 있는 것처럼 보이기 때문에 정지위성이라 불립니다. 이 정지위성에서 위성방송을 하고, 저궤도 위성을 여러 개 쏘아 올려 이동통신에 이용하기도 합니다. 위성중계방송과 위성방송을 시청하고, 이동통신을 할 수 있는 것은 모두 인공위성의 힘!! 이런 위성방송을 하기 위해서는 위성을 정지궤도로 쏘아 올려야 하는데, 높이와 위치가 정해져 있기 때문에 이 공간을 차지하려는 세계 각국의 경쟁이 치열해지고 있는 상황입니다…
(3)우주관측용
이미지 : http://blog.naver.com/sua0869/220051860838
우주의 변화와 여러 가지 현상들을 관찰하기 위한 위성들을 과학위성이라 합니다. 우주망원경이라 불리는 인공위성은 천문학에서 아주 유용하게 사용되는데, 이것은 지구상에서는 확인할 수 없는 천체나 잘 보이지 않는 천체를 볼 수 있도록 해줍니다. 전 세계의 모든 천문대의 건설비용보다 더 많은 돈을 투자한 허블우주망원경도 인공위성의 하나입니다. (허블우주망원경이 궁금하신 분들은 연결된 링크로 GO~하시면 됩니다.)
(4)기상 관측용
이미지 : http://www.dreamstime.com/photos-images/p2/sky.html
뉴스에서 일기예보를 할 때 우리나라를 지나는 구름 모양을 보여주는데, 이것은 기상위성에서 90분 간격으로 찍어 보내는 사진 덕분입니다. 요즘 이상기후 현상이 잦기 때문에 태풍의 이동 경로, 비의 양, 바람 등 기상 정보를 예측하는 것은 매우 중요합니다. 왜냐하면 경제적으로 연간 수조 원의 재해를 예방할 수 있고 무엇보다도 인명을 보호할 수 있기 때문입니다.
우리 생활과 밀접해 있는 인공위성
(1)GPS
이미지 : http://www.dreamstime.com/royalty-free-stock-images-gps-world-tracker-image21993479
우리가 자주 사용하고 듣는 단어 GPS! 이것은 Global Positioning System의 약자로 GPS 위성에서 보내는 신호를 수신해 사용자의 현재 위치를 계산하는 위성항법시스템이다. 항공기, 선박, 자동차 등의 내비게이션 장치에 주로 쓰이고 있으며, 최근에는 스마트폰, 태블릿 PC등에서도 많이 활용되고 있습니다. 이것은 인공위성에서 보내오는 신호를 받아 위치 측정에 이용하는 시스템으로 인공위성에서 위치를 안내하고 측량하는 것과 같은 원리입니다. 다시 말씀 드리자면 인공위성에서 신호 데이터를 받아 위치 정보를 얻는 것이죠. 이와 같이 개개인의 정확한 위치를 알 수 있게 됩니다.
(2)무선이동통신
모든 위성기술 중 인간의 생활에 가장 밀접한 영향을 미치는 것은 위에서 언급했던 통신위성입니다. 지구의 한 지점에서 다른 지점으로 라디오, 전화, 텔레비전 및 데이터를 전달하는 통신위성은 지구의 자전주기와 동일한 정지궤도에서 고정통신 및 이동통신이, 저궤도와 중궤도상에서는 이동통신이 가능합니다. 이동위성통신시스템은 지상의 고정지점 간 위성통신시스템인 고정위성통신시스템과는 달리 지상의 고정지점과 이동체 간 혹은 이동체 간의 통신에 정지궤도 위성이나 저궤도 또는 중궤도 위성을 이용하는 위성시스템을 말합니다.
여기에서는 이동위성통신서비스와 고정위성통신서비스가 우리 생활에 어떻게 응용되고 있는지를 살펴보죠!
지상통신망과의 연계 서비스: 낙도와의 전화회선 설정, 국제전화 등에 이용
대용량 동보서비스: 통신위성 1기로 여러 장소에서 동시에 송수신을 할 수 있기 때문에 기업의 원격 영상회의, 케이블TV로의 프로그램 전송, 원격 의료서비스, 지방/도서 벽지에서의 원격강의, 팩스 등의 데이터전송에 이용
기동성 및 유연성이 있는 서비스: 이동국이나 차량 탑재국을 이용한 이벤트 및 뉴스현장의 중계인 SNG(Satellite News Gathering)에 이용
다원접속형 서비스: 컴퓨터 네트워크나 데이터 또는 음성 양방향성 VSAT를 이용한 POS 시스템에 이용
인공위성의 전망
인공위성과 스마트폰??
이미지 : http://www.lgmobile.co.kr/mobile-phone/F400/LG-F400L/
http://www.dreamstime.com/free-photos-images/artificial-satellite.html
요즘 스마트폰 시대라고 해도 모자랄 정도로 스마트폰이 정말 많이 쓰이고 있습니다. 지금도 쓰고 있지 않으신가요?? 스마트폰으로 정말 간단히 인터넷을 쓸 수 있습니다.하지만 3G와 4G인 무선 통신망 또는 Wifi의 범위에 없다면 당연히 인터넷은 쓸 수 없죠..
물론 무선 통신망에 있더라도 접속이 원활하지 않을 때가 있습니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 나타난 인공위성!!
러시아의 ‘Yaliny’라는 모바일 솔루션 기업은 스마트폰과 인공위성이 직접 교신하게 하는 방법으로 장소를 불문하고 인터넷 접속과 속도를 개선하기 위해 기술을 개발했다고 합니다.
<http://www.youtube.com/watch?v=JMUiIeUaVSk>
→ 위 영상은 어떻게 ‘Yaliny’ 기업이 개발한 기술 원리에 대해 한눈에 알아 볼 수 있습니다.
(외국 기업이다 보니 원리 설명이 영어로 되어있다는 죄송한 말씀을 드립니다…)
21세기에서 인공위성은 우리 생활에서 없어서는 안될 현대 과학 기술의 집약체라 할 수 있습니다. 우리가 손쉽고 편리한 생활을 할 수 있도록 도와주는 인공위성!! 지금 이 순간에도 개발 중에 있죠. 지구 정복(?)에 만족하지 않고 지구 밖 우주를 정복하기 위해 인공위성이 앞장서고 있습니다. 앞으로 인공위성이 우리에게 또 어떤 편리함을 가져다 줄지 궁금하네요~
출처 : 네이버 지식백과 <인공위성> http://terms.naver.com/
허블우주망원경 - http://navercast.naver.com/contents.nhn?rid=116&contents_id=5224
