mecㆍviewer v1.4 :: [정책]160912_미국의 국가 우주기상 대응 전략 및 실천계획

항공우주산업기술동향 14권 1호 (2016) pp. 3~17

http://library.kari.re.kr

에서 보실 수 있습니다.

산업·정책동향

미국의 국가 우주기상 대응 전략 및 실천계획

권희석*

, 이진호**

, 이은정*

U.S. National Space Weather Strategy and Action Plan

Kwon, Hee Seok*, Lee, Jin Ho**, Lee, Eun Jung*

ABSTRACT

As our daily life is increasingly dependent upon space systems, which are very vulnerable to a

variety of situation occurring in space, it has become more important to provide Space Situational
Awareness (SSA) involving space debris, near-Earth objects (NEOs), and space weather. In October
2015, the U.S. Government released the National Space Weather Strategy and National Space
Weather Action Plan to enhance better understanding and national preparedness for space weather
events and any impacts thereby upon critical infrastructure. This paper will examine the U.S. space
weather strategy and explore the implications.

초 록

우주시스템은 우주에서 발생되는 여러 상황에 취약하다

. 우주시스템에 대한 의존도가 점차 높아

지면서 우주폐기물

, 지구근접물체(NEO), 우주기상과 관련한 우주상황인지(SSA) 활동에 대한 중요

성 또한 높아졌다

. 미국 정부는 2015년 10월 우주기상상황과 이로 인한 핵심기반시설에 미치는 영

향을 보다 잘 이해하고 국가적 대비태세를 보다 잘 갖추기 위한 노력의 일환으로 국가우주기상전

략과 국가우주기상실천계획을 발표했다

. 이 논문에서는 미국의 우주기상전략과 시사점에 대해 살펴

본다

Key Words : Space Weather, National Space Weather Strategy, National Space Weather Action Plan,

* 권희석, 이은정, 한국항공우주연구원, 미래전략본부 정책협력부 대외협력팀

hskwon@kari.re.kr, monicalee@kari.re.kr

** 이진호, 한국항공우주연구원 , 국가위성정보활용지원센터 정지궤도위성관제팀

ljh@kari.re.kr

권희석 외 / 항공우주산업기술동향 14/1 (2016) pp. 3~17

1. 서언

만약 우주 시스템에 장애가 생긴다면 경제는 물론

이고 국가안보 또한 치명적인 타격을 입게 될 것이다

이러한 이유로 미국을 비롯한 많은 국가와 국제기구가

우주의 안전한 이용을 도모할 수 있도록 우주상황에

대한 탐지 및 예측 능력을 높이기 위해 노력하고 있다

우주기반 시스템과 지상의 주요 시설에 영향을 주

는 우주상황으로는 크게 소행성이나 우주폐기물

(space debris)과의 충돌, 태양활동으로 인한 우주기상
상황의 변화를 들 수 있다

. 소행성과 우주폐기물은 지

상으로 추락하거나 혹은 우주공간에 배치된 인공위성

과 같은 우주물체와 충돌하여 직접적이고 물리적인 피

해를 줄 위험이 크다

한편 우주기상

(space weather)은 태양의 활동으로

인해 생기는 우주의 자연현상으로서

, 우주환경의 급

격한 변화를 초래해 우주공간에 배치된 우주물체의

운용에 영향을 줄 수 있으며

, 지구 자기장 교란으로 이

어져 지상의 전력망이나 무선통신에 장애를 초래할

수도 있다

미국은

2015년 10월 우주기상상황에 대한 국가적

대응태세를 갖추기 위한 노력의 일환으로

「국가우주

기상전략

」(National Space Weather Strategy)1)과

「국가우주기상실천계획」(National Space Weather
Action Plan)2)을 발표했다. 이는 우주기상에 관한 정
부 각 부처의 정책을 통합적으로 관리함으로써 우주기

상상황의 변화에 대한 국가 대응태세를 강화하기 위한

목적을 갖고 있다

우주기상 문제는 우주공간에서의 문제로만 그치지

않고 지상의 생명과 재산에 막대한 영향을 줄 수 있기

때문에 우주기상과 이로 인한 위험을 이해하고 이에

대비하는 노력이 필요하다

. 미국은 우주기상 문제를

국가안보 차원에서 전 국가적 대비태세를 요하는 재난

의 하나로 인식하고 있다

우주기상을 포함해 우주상황에 대한 인지활동은 우

주활동의 장기지속가능성이라는 측면에서 국제적인

논의가 진행돼 왔으며

, 국가안보차원에서 우주활동에

있어서의 투명성과 신뢰 구축을 위한 국제적인 노력으

로 확대되고 있다

. 이번 미국의 우주기상전략 발표는

우주기상의 중요성을 다시 한 번 일깨워주는 계기가

되었다고 볼 수 있다

. 이 글에서는 미국의 우주기상전

략과 실천계획을 통해 우주기상에 대한 이해를 도모하

고 전 국가적 차원의 통합적 대비태세의 필요성을 강

조하고자 한다

2. 우주상황인지(SSA) 활동과 우주기상

2.1 개관

우주상황인지

(space situational awareness (SSA)란

우주에서 일어나는 상황을 사전에 탐지함으로써 이로

인한 위험으로부터 우리의 생명과 재산을 보호하기 위

한 활동을 의미한다

. 우주상황은 우주공간에 있는 우

주시스템이나 유인 우주탐험뿐만 아니라 지상의 문명

에도 피해를 야기할 수 있다

우주에서 일어날 수 있는 상황으로는 인공위성과

같은 우주시스템이나 우주폐기물

(space debris)과의

충돌

, 소행성이나 혜성과 같은 천체와 지구 혹은 우주

시스템과의 충돌

, 그리고 태양활동으로 인한 우주환경

의 변화 등을 상정할 수 있다

. 이러한 상황은 인간의 의

도에 의해서나 혹은 자연적으로 발생할 수 있다

. 그러

나 그 어떠한 경우든 이로 인한 피해는 우주공간에서

뿐만 아니라 지상에서도 발생할 수 있기 때문에 우주

상황에 대한 정확한 예측과 감시활동의 필요성은 문명

의 지속을 위해 절대적이다

SSA 활동은 UN COPUOS(Committee on the

Peaceful Uses of Outer Space: 우주평화이용위원회)
가 우주의 장기 지속 가능한 이용

(long-term

sustainability of outer space activities) 이라는 측면
에서 우주폐기물

, 우주기상, 국제적 규제체제 등에

관한 논의를 진행 중에 있으며

,3) 특히 군사안보적 측

1) National Science and Technology Council,

National Space Weather Strategy, October 2015.

2) National Science and Technology Council,

National Space Weather Action Plan, October 2015.

3) UN COPUOS 과학기술소위원회(STSC)의 ‘우주활동의 지속가능성에 관한 작업반’(Working Group on the Long-Term Sustainability of Outer

권희석 외 / 항공우주산업기술동향 14/1 (2016) pp. 3~17

면에서는

GGE 보고서4) 에서 권고한 우주활동의 투

명성

및

신뢰구축조치

(Transparency and

Confidence Building Measures: TCBM)가 UN 총회
에서 승인된 이래

UN COPUOS 내에서 우주활동의

장기지속가능성에 관한 주제의 연장선하에서 논의

가 이어지고 있다

SSA 활동은 대체로 우주폐기물이나 소행성과의 충

돌 문제를 주제로 다루면서 군사적 안보 차원으로 논

의를 확대하고 있다

. 그러나 우주기상 문제 역시 우주

상황인지 활동의 한 영역으로서 극심한 우주환경의 변

화는 우주물체의 충돌만큼이나 우주공간에 배치된 우

주자산이나 지상 장비에 막대한 지장을 줄 수 있고

, 이

로 인해 국가 경제 뿐만 아니라 국가안보에 심각한 위

협을 초래할 수 있으며 최악의 경우에는 지구 문명 자

체가 사라질 수도 있다

아래에서는

SSA 활동에 대한 개략적인 논의에 이어

우주기상의 개념과 성격

, 우주기상으로 인한 영향에

대해 알아본다

2.2 우주상황인지(SSA) 활동의 개념 및 유형

2.2.1 SSA 활동의 개념

우주시스템이 국가안보와 경제에 있어서 절대적인

만큼 이러한 우주시스템에 대한 위협을 사전에 탐지하

고 대비하기 위한 노력은 매우 중요하다

. SSA 활동은

우주시스템에 대한 위협 요인을 사전에 탐지

, 분석, 경

고함으로써 재산과 인명에 대한 피해를 최소화하거나

제거하기 위한 노력을 말한다

. 우주시스템에 대한 위

협 요인으로는 위성요격

, 신호교란, 사이버 공격과 같

은 적대국가의 공격에서부터 다른 물체와의 충돌이나

태양으로부터의 전기자기장 방사와 같은 환경적 위협

에 이르기 까지 다양하다

우주시스템에 대한 위협은 의도적일 수도 있고 자

연발생적 현상에 기인할 수도 있다

. 지금까지 SSA 활

동은 주로 지구 근접 물체 혹은 다른 우주시스템이나

우주폐기물과의 충돌과 같이 인간이 의도하지 않은 요

인에 중점을 두어 왔으나

, 이제는 적대국가의 의도와

이들 국가의 우주물체에 대한 능력에 초점을 맞춤으로

써

SSA 활동은 군사안보적 차원으로 그 개념이 확대

된 것으로 이해할 수 있다

.5)

2.2.2 SSA 활동의 기능

SSA 활동은 다음의 네 가지 기능으로 나누어 볼 수

있다

.6)

1. 탐지, 추적, 확인(Detect,Track, and Identify) - 우

주물체를 수색하여 그 종류와 용도를 확인하기 위한

모니터링 단계

2. 특성 분류(Characterize) – 우주물체의 특징, 운

영 패러미터

, 위협 등 전략, 전술, 의도, 활동을 결정하

는 단계

3. 위협 경고 및 평가(Threat Warning and

Assessment) – 우주물체에 대한 혹은 우주물체로부
터 오는 잠재적 혹은 실제 위협의 예측 및 확인

, 우주기

상 및 우주시스템의 비정상 상황과 이로 인한 영향의

예측

, 상황에 대한 적시 정보 제공

4. 데이터 통합 및 활용(Data Integration and

Exploitation) – 여러 소스로부터 획득한 데이터를 단

Space Activities: LTS WG))은 각 분야별 전문가 그룹(Group A-D)을 구성하여 2013년 7월 안전하고 지속 가능한 우주활동을 위한 가이드라인 초
안을 제시하였으며(A/AC105_1041, Rev01(2013.7.23), A/AC105_C1_L339 (2013.11.1) 참조), 2016년 UN 총회 제출을 목표로 UN COPUOS 내에서 논
의가 진행 중에 있다. 그간의 논의를 거쳐 작성된 최근의 가이드라인 초안은 A/AC105_L298(2015.4.30) 참조.

4) ‘GGE 보고서’(Report of the Group of Governmental Experts on Transparency and Confidence-Building Measures in Outer Space Activities)는

우주활동에 있어서 필요한 일종의 행동규범(code of conduct)을 담은 보고서로서 2013년 12월 5일 UN 총회 결의로 채택되었다(A/RES/68/50). 이
GGE 보고서는 UN 총회 결의(A/RES/65/68, 2010.12.8)에 의해 설치된 ‘우주활동의 투명성 및 신뢰구축 조치에 관한 정부전문가그룹’(Group of
Governmental Experts on Transparency and Confidence Building Measures in Outer Space Activities)의 2년간에 걸친 연구 결과로서 우주활동의
지속가능성과 안전을 위한 국제적인 협력을 강조하면서 우주활동에 있어 오해, 불신, 착오를 제거 혹은 경감하기 위한 조치와 기준을 제시하고
있다(A/68/189, 2013.7.29).

5) 미국 GAO는 SSA 활동이 지구 궤도 상의 우주물체와 그 이동에 대한 인지와 미국의 재산과 인명에 대한 우주비행 안전을 강조하는 “space”

awareness에서 우주물체[의 능력과 의도에 대한 인지와 미국을 비롯한 타 국가의 비행안전, 잠재적 위협으로부터 미국과 우방국에 대한 보호를
강조하는 “battlespace” awareness 개념으로 확대되었다고 설명하고 있다. GAO Report,

Space Situational Awareness: Status of Efforts and

Planned Budgets, 2015.10.8. ,p.12.

Supra note 3, pp.13-14.

권희석 외 / 항공우주산업기술동향 14/1 (2016) pp. 3~17

일의 공용 환경으로 상호 연결

, 통합하고 또한 의사결

정 수준의

SSA 정보를 대응 기관(combatant

command)에 제공하는 단계

SSA 활동은 우주상황에 따라 구체적인 대응방향과

내용에 있어 차이가 있겠으나 우주상황을 사전에 탐지

해서 위험을 평가한 후 그에 맞는 대처방안을 강구하

는데 까지 전 과정은 대체로 위와 같은 단계를 거치게

된다

2.2.3 SSA 활동 유형 및 논의 동향

우주공간에서 벌어지는 우주상황

(space situation)

은 크게 인공위성과 같은 우주시스템이나 우주폐기물

과 같이 인간이 만든 우주물체7)와의 충돌

, 소행성이나

혜성과 같은 천체와의 충돌

, 그리고 우주기상과 같은

우주의 자연 기상현상으로 나누어 볼 수 있다

가

. 우주폐기물(space debris) 관련

우주폐기물

(space debris)은 우주공간에서 운영 중

인 우주시스템에 가장 직접적이고 물리적인 위협을 초

래할 수 있는 원인이 된다

. 우주폐기물이란 인간이 만

든 우주물체 가운데 가동이 중단되어 본래의 목적을

다하지 못하는 우주시스템이나 그 부분품을 말한다

.8)

수명을 다한 인공위성과 위성을 궤도에 투입하고 분리

되어 궤도에 남게 되는 발사체 상단이 그 대표적인 예

로서 위성체나 발사체의 부분품 또는 잔해물 역시 이

에 포함된다

이러한 우주폐기물의 발생을 최대한 억제하고 또한

이로 인한 위협을 감소시키기 위한 노력은 우주활동

국가 및 기관의 공통의 관심사로서 궁극적으로는 미래

세대를 위한 안전하고 지속 가능한 우주활동을 보장하

는 방법으로 이해할 수 있다

. 우주폐기물 경감 노력은

대체로 새로운 우주폐기물 발생의 억제 혹은 방지

, 우

주폐기물과의 충돌을 견딜 수 있는 위성 설계

, 우주폐

기물과의 충돌 가능성이 상대적으로 적은 궤도 운영

등의 방식으로 나타난다

우주폐기물을 감축하기 위한 조치는

2002년

IADC(Inter-Agency Space Debris Coordination
Committee: 우주청간 우주폐기물 조정위원회)9)가 수
립한

「우주폐기물경감가이드라인」으로 성안된 이

후 이를 기초로

UN COPUOS가 자체적인 가이드라인

을 채택함으로써 국제사회의 보편적 지지를 얻게 되었

다

.10) UN COPUOS 가이드라인은 “새로 설계하

는

”(newly designed) 우주시스템(spacecraft)과 궤도

에 투입되는 발사체 상단부

(orbital stage)에 적용된다.

이 가이드라인은 임무수립 단계부터 운용 종료에

이르기 까지 전 과정에 걸쳐 지켜야 하는 총 일곱 가

지 가이드라인을 담고 있는데

, 그 주요 내용은 다음과

같다

1. 정상운영 기간 중 우주폐기물 방출 억제
2. 운영 기간 중 파열(break-up) 가능성 최소화
3. 궤도 내 우발적 충돌 가능성 억제
4. 의도적 파괴 및 기타 유해한 활동 회피
5. 임무종료 후 잔존 에너지로 인한 파열 가능성 최

소화

6. 임무종료 후 장기간 지구저궤도(LEO) 잔류 제한
7. 임무종료 후 장기간 지구정지궤도(GEO) 잔류

제한

7) ‘우주물체‘(space object)란 사람이 만든 우주시스템이나 발사체, 그리고 이들 구성품을 말하며 우주에 자연적으로 존재하는 물체, 예컨대 행성,

소행성, 혜성 등은 천체로 부르는 것이 일반적이다. UN 등록협약에서는 우주물체를 우주물체의 부분품과 우주물체의 발사체와 그 부분품을 포
함한다고 규정하고 있으며(제1조), 미국의 등록규정 역시 이와 유사한 정의를 두고 있다(14 CFR 417.19). 이에 반해 우리나라는 우주개발진흥법
개정법률 제13009호(2015.1.20., 일부 개정)에서 우주물체의 정의를 개정하면서 기존의 우주물체 정의를 ‘인공우주물체’로 하고 운석을 포함해
서 우주공간에서 자연적으로 만들어진 물체를 ‘자연우주물체’로 새롭게 정의하면서 우주물체가 이들 두 개념을 포괄하는 특이한 구조를 갖
고 있다(제2조 제3호 참조).

8) UN COPUOS Space Debris Mitigation Guidelines(우주폐기물 경감 가이드라인)에서는 우주폐기물을 지구궤도 혹은 대기권에 재진입하는 인공 물체

와 그 잔해 및 구성요소 가운데 기능하지 않는 것을 의미한다고 정의하고 있다(“For the purpose of this document, space debris is defined as
all man-made objects, including fragments and elements thereof, in Earth orbit or re-entering the atmosphere, that are non-functional.”).

Infra

note 10 참조.

9) IADC는 우주폐기물 문제를 다루기 위해 조직된 우주청 및 우주기관의 협의체로서 현재 13개 기관이 가입되어 있다. IADC는 우주폐기물 연구활동

에 관한 정보교환, 공동연구 촉진, 협력활동 진도 점검, 경감조치의 강구를 목적으로 하고 있다. http://www.IADC-online.org 참조.

10) UN COPUOS 가이드라인(ST/SPACE/49, 2010)은 2007년 2월 과학기술소위원회(STSC) 44차 회기에서 채택(A/AC.105/890, para.99)된 이후 2007년 6

월 COPUOS 총회를 통과하였으며(A/62/20, paras. 118 and 119) 2007년 12월 22일 UN 총회에서 승인되었다(A/RES/62/217, 2008.2.1).

권희석 외 / 항공우주산업기술동향 14/1 (2016) pp. 3~17

이

UN COPUOS 가이드라인은 국제법상 구속력을

갖지 못하며

, UN 총회는 각 국가와 국제기구로 하여

금 자국의 국내법 체제에 따라 자발적으로 경감조치의

이행을 촉구하고 있다

.11)

나

. 지구 근접 물체(NEO) 관련

지구 근접 물체

(Near-Earth Object: NEO)는 지구 행

성과 충돌할 경우 대재앙을 가져올 수 있는 위협적인

존재다

. 앞서 살펴 본 우주폐기물(space debris)이 인

간이 만든

(man made) 물체임에 반해 NEO는 지구 궤

도에서

0.3 AU12)거리 내의 자연적으로 존재하는 소행

성이나 혜성과 같은 천체

(celestial bodies)를 의미한다.

NEO는 지구 주변 행성의 중력 작용에 의해 지구에 가
까이 접근함으로써 충돌할 위험성을 가지고 있다

NEO가 지구와 충돌하는 경우 이는 어느 한 지역이

나 국경을 넘어 지구 문명 전체에 대재앙을 초래할 수

도 있기 때문에 이에 대처하기 위한 국제적인 협력이

절대적으로 중요하다

. UN COPUOS 과학기술소위원

회

(STSC)는 2007년 지구근접물체 작업반(Working

Group on Near-Earth Objects)을 설치13)하여 NEO 위
협에 대한 국제적인 공조방안을 논의하기 시작하였으

며

, 이 작업반에서는 수년간의 작업 끝에 2013년

IAWN(International Asteroid Warning Network:국
제소행성경고네트워크

)과 SMPAG(Space Mission

Planning Advisory Group: 우주임무수립자문그룹)의
설치를 골자로 하는

NEO 위험 경감을 위한 국제적 대

응 권고안을 제시하였다

.14)

NEO 위협을 경감하기 위한 조치는 크게 세 가지 요

소로 나누어 볼 수 있다

. 첫 번째는 위험한 소행성과 혜

성의 발견

(discovery) 및 조치를 요하는 물체의 확인

(identification),

두 번째는 소행성 방향전환

(deflection) 및 민간보호활동을 포함하는 경감조치
(mitigation campaign) 수립, 그리고 마지막으로 경감
조치의 실행 등이다

.15)

NEO 위협에 대해 국제적인 차원에서 효과적으로

대응하기 위해서는 잠재적 위험을 가진 국가들의 상황

인지 제고

, 충돌로 인해 직간접적인 피해를 입는 국가

들의 민간보호활동의 조율

, 그리고 궁극적으로는 소행

성 방향전환 기술개발을 위한 역량의 집결이 필요하

다

.16)

다

. 우주기상(space weather) 관련

우주시스템에 대한 의존도가 높아지면서 우주기상

(space weather) 문제를 제대로 이해하고 미리 대비하
기 위한 노력 역시 점점 더 요구되고 있다

. 우주기상은

태양 활동의 변화로 야기되는 우주에서의 자연 현상으

로서 이로 인해 우주에서 작동하고 있는 우주시스템과

우주에 체재하는 우주비행사는 물론이고 지상에서의

전력망과 항법 등에도 막대한 영향을 줄 수 있다

우주기상에 관한 문제 역시 우주폐기물이나 지구

근접 물체 감시와 마찬가지로 국제적인 공조가 필수적

이다

. UN COPUOS는 우주활동의 장기지속가능성에

관한 논의의 하나로 우주기상 문제를 다루고 있다

. 우

주기상 문제는 장기지속가능성 작업반

(LTS WG) 하의

Expert Group C에서 다루고 있다.17) Expert Group C
에서는 우주기상 분야에서 우주활동의 장기지속가능

11)

Supra note 8, UN A/RES/62/217, para.27.

12) 태양으로부터 지구까지의 거리를 1 AU (astronomical unit)라고 하며, 1 AU는 1억 4,960만 km에 해당한다. NEO는 지구에서 0.3 AU, 즉 대략

4,500만 km의 범위 내에 있는 천체를 말한다. 우주기상과 관련된 용어에 대해서는 NOAA 웹 사이트 “Space Weather Glossary”
(http://www.swpc.noaa.gov/content/space-weather-glossary#s, accessed on 2015.11.4) 참조.

13) Working Group on NEO는 UN 총회 결의(A/RES/61/111 of 2006.12.14, para. 16)에 따라 2007년 STSC 44차 회기에 설치되었다(A/AC.105.890

(2007.3.6), paras. 124-125).

14) Working Group의 권고안은 STSC Final Report A/AC/105/1038, para. 198, Annex III 참조. 이 권고안은 COPUOS 총회 56차 회기(A/68/20

(2013.3.6), para. 144)와 UN 총회 68차 회기(A/RES/68/75, para. 8)에서 승인을 받았다. Working Group이 제안한 IAWN은 NEO의 탐지, 감시, 데이
터의 수신 및 처리 등을 담당하는 모든 기관을 유기적으로 연결하기 위한 네트워크 구축을 목적으로 하며, SMPAG는 UN 회원국으로 구성되어
NEO 위험 대응활동을 위한 기본골격, 일정, 방안의 마련, 민간 방위 부문에 재난 성격 통지, 전반적 경감 기획 프로세스에 민간부문 통합 등의
임무를 수행한다. IAWN과 SMPAG는 2014년 1월 첫 회의를 가진 이후 연례 회동을 한다. 자세한 내용은 http://www.minorplanetcenter.net/IAWN/,
http://www.cosmos.esa.int/web/smpag/home 참조.

15) WG Report - STSC Final Report A/AC.105/1038(2013.3.7), Annex III, para. 9.
16)

Ibid. para. 10.

17)

Supra note 1

권희석 외 / 항공우주산업기술동향 14/1 (2016) pp. 3~17

성을 확보하기 위한 권고안을 아래와 같이 제시하였

다

1. 주요 우주기상 데이터의 수집, 보관, 공유, 상호보

정

(intercalibration), 배포 지원 및 촉진(Guideline 27)

2. 첨단 우주기상 모델 및 예측 수단의 개발 지원 및

촉진

(Guideline 28)

3. 우주기상모델 산출물과 예측자료의 공유/배포

지원 및 촉진

(Guideline 29)

4. 지구 및 우주기반 시스템에 대한 우주기상의 영

향을 경감시키기 위한 최선의 관행과 위험평가에 관한

정보의 수집

, 공유, 배포, 이용 지원 및 촉진(Guideline

30)

5. 지속 가능한 전 지구적 우주기상역량에 필요한

교육훈련 및 역량강화 촉진

(Guideline 31)

한편

UN COPUOS는 우주기상과 관련된 위험을 경

감시키기 위한 국제적인 논의를 증대하기 위해 우주활

동의 장기지속가능성 작업반 하의

Expert Group C와

는 별도의 전문가 그룹

(expert group)을 설치하여 우

주활동의 장기지속가능성을 확보할 수 있는 국제적인

공조를 이끌어냄으로써 궁극적으로는 우주기상으로

인한 영향을 경감할 수 있는 방안을 모색하고 있다

.18)

2.3 우주기상에 대한 이해

우주기상은 주로 태양의 코로나 물질 방출

(Coronal

Mass Ejections: CMEs), 태양 플레어(solar flare), 태양
입자

(solar particles), 태양풍(solar wind)과 같은 태양

폭풍

(solar storm)에 기인한다.19)

코로나 물질 방출은 태양의 가장 바깥층을 구성하

고 있는 코로나에서 발생하는 플라즈마 폭발에 의해

유발된다

. 폭발 이후 지구에 도달하기까지는 일반적으

로

2에서 3일이 소요되는데, 17시간 만에 도달한 경우

가 관측된 적도 있다

.20) 방출된 물질이 지구의 자기장

에 충돌하면 지자기 폭풍

(geomagnetic storm)을 야기

하고 극지방에서 관측할 수 있는 오로라 현상을 일으

킨다

. 지자기 폭풍은 전력망이나 GPS 수신 또는 항공

기 운항에 어려움을 초래하고 인공위성의 운용 장애를

유발할 정도로 심한 경우가 있다

.21)

태양 플레어는 태양 표면에서 발생하는 강렬한 고

에너지 전자파의 방출인데

, 대개 태양 흑점과 관련되

어 있다

. 태양 플레어는 지구 상층부 대기에 영향을 주

어서 위성 통신의 단절이나 품질 저하를 유발하고

, 위

성 통신 자체를 아예 불가능하게 만들기도 한다

. 레이

더나 지상 고주파 통신의 경우에도 영향을 받을 수 있

다

. 태양에서 방출되는 이러한 전자기파는 8분 만에 지

구에 도달하게 되며

, 한번 발생하면 낮 시간인 지역을

따라서 한 시간에서 세 시간까지에 걸쳐 지속적으로

영향을 미친다

태양은 또 고 에너지의 전자

, 양성자, 알파 입자 그

리고 그보다 무거운 원자 입자들을 폭발을 통해서 우

주로 방출하는 경우가 있다

. 이러한 경우가 발생하면

가장 빠른 입자는 단 수십 분 만에 지구에 도착하여 지

구 주변의 방사 수준을 열악하게 한다

. 고 에너지를 가

진 양성자가 우주선이나 우주인에 충돌하게 되면 내부

깊은 곳까지 투과하여 전자 부품 및 회로나 우주인 세

포

DNA에 손상을 준다. 이들 입자는 극지방 근처 고

공을 비행하는 비행기의 승무원이나 승객에게도 큰 위

험 요소가 되며

, 무선 통신을 어렵게 하거나 아예 불가

능하게 만들기도 한다

. 태양에서 방출되는 입자는 대

부분이 양성자이며

, 소량의 알파 입자(헬륨 핵) 그리고

그보다 무거운 원자 이온과 전자가 포함되어 있다

태양풍은 플라즈마로 구성되어 있으며

, 지속적으로

태양으로부터 날아온다

. 태양의 각 지역이 각각 다른

속도와 밀도로 태양풍을 발생시키기 때문에 이들 변화

에 의해 우주 기후가 급격히 변화되기도 한다

. 고속의

태양풍은 지자기의 혼란을 야기하고 저속일 경우는 비

교적 조용한 우주 기후를 만들어낸다

. 지구 주변의 우

주 기후에서 이 태양풍의 속도와 밀도는 매우 중요한

요인이라고 할 수 있는데

, 이 태양풍에 내재하는 자기

장의 방향도 주의의 대상이 된다

. 고속의 태양풍이 저

18) A/AC.105/C.1/2015/CRP.27, 2015.2.5.
19) National Science and Technology Council,

supra note 1, p.12.

20) G. L. Siscoe,

Heliophysics: Space Storms and Radiation: Causes and Effects, Cambridge Univ. Press, 2010, p.40.

21) B. N. Baker, et al,

Severe Space Weather Events – Understanding Societal and Economic Impacts: A Workshop Report, National Academies

Press, 2008, p.77.

권희석 외 / 항공우주산업기술동향 14/1 (2016) pp. 3~17

태양 방사

관련 태양 활동

지구 도달 시간

지속 시간

전자파

태양 플레어, CMEs

8분

수 분에서 수 일

고 에너지 입자

태양 플레어, CMEs

15분에서 수 시간

수 시간에서 수 일

플라즈마

태양풍

1에서 4일

수 시간에서 수 일

표

1. 우주 기상 환경을 결정하는 태양 방사 종류

속의 태양풍을 압도하거나 태양풍 내재의 자기장이 극

성을 변경하면 지구자기장의 극심한 변화를 초래하게

된다

이와 같은 태양 방사의 구성과 활동 및 영향을 정리

하면 다음의

<표 1>과 같다.

2.4 우주기상의 영향과 대책

우리의 사회 기반시설 및 서비스는 매우 복잡하게

상호 연계되어 있어 이 가운데 어느 하나에서라도 문

제가 발생하면 광범위한 분야에 걸쳐 영향을 줄 수 있

다

. 우주기상의 극심한 변화로 인해 초래될 수 있는 영

향은 다음과 같다

.22)

2.4.1 인공위성 시스템

우리의 일상생활에서 인공위성에 대한 의존성은 날

로 증대되어 왔으며

, 앞으로도 그 추세는 계속될 것으

로 보인다

. 이와 같은 상황에서 우주 기상에 의해 인공

위성 시스템이 정지한다거나 오작동을 한다면 그 피해

규모는 매우 클 수밖에 없다

고 에너지 입자들은 인공위성의 구조물을 깊숙이

관통하여 내장된 전장품 또는 전자 부품에 심각한 영

향을 준다

. 기록된 “1” 또는 “0”의 정보를 반대로 변경

시키며

, 결과적으로 의도하지 않은 제어 신호나 오류

가 있는 측정값을 발생시키기도 한다

. 비교적 낮은 에

너지를 가진 입자는 위성 구조물에 차곡차곡 쌓여서

위성 부품의 성능을 저하시키거나 수명을 단축시킨다

인공위성은 설계 단계에서부터 부품의 선택

, 안전 모

드 및 지상 운영을 고려하여 이와 같은 영향을 최소화

시킬 수 있도록 제작되어야 한다

태양의 활발한 활동으로 인한 자외선의 증가는 인

공위성에 또 다른 종류의 영향을 준다

. 자외선에 의해

가열된 대기는 팽창하여 결과적으로 지구 저궤도의 공

기 밀도를 증가시킨다

. 이로 인해 인공위성이 받는 대

기 마찰이 커지게 되므로

, 때 이른 지구 재진입이나 위

성 고도의 저하로 이어진다

. 이를 보상하기 위해서는

연료를 더 많이 사용하여야 하며

, 우주폐기물 등에 대

한 충돌 회피도 고도의 변화에 따라 신속하게 고려되

어야 한다

인공위성 발사체 또한 우주 기상의 영향을 받을 수

있는 위험한 시스템이다

. 우주 기상에 의해 유도 시스

템이 영향을 받을 경우

, 탑재한 인공위성과 발사체 모

두에 손실을 입힐 수 있기 때문에 발사 전에 우주 기상

정보를 반드시 예측하고 있어야 한다

2.4.2 전력망 시스템

지자기 폭풍이 심하게 발생하면 전리층의 전류와

자기장에 큰 변화가 생기는데

, 이에 따라 지상에 설치

된 전력망 등의 거대한 전도체에 큰 전류가 유도된다

(Geomagnetically Induced Current, GIC). 현대의 전
력망은 복잡하고 방대하며

, 서로 유기적으로 연결되어

있기 때문에 이러한 유도 전류는 매우 큰 위협 요소가

되어 변압기와 발전소 등의 고장을 유발하고 결과적으

로 대규모의 정전 사태를 발생시키기도 한다

.23)

22) Office of the Federal Coordinator for Meteorological Services and Supporting Research, National Space Weather Program Council, Joint Action

Group for Space Environmental Gap Analysis,

Report on Space Weather Observing Systems: Current Capabilities and Requirements for the

Next Decade, April 2013, pp.6-7, 36-40; 김용하, “우주기상의 연구 현황 및 발전방향”, 기상기술정책, 기상청, 제7권, 제2호, 통권 제20

호,

2014.12, pp.69-75; 김지영, “우주기상 감시 예보로 사회경제적 피해 최소화”, 과학과 기술, 한국과학기술단체총연합회, 통권 485호, 2009.10,
pp.69-70.

권희석 외 / 항공우주산업기술동향 14/1 (2016) pp. 3~17

그림

1. 우주 기상에 의한 영향

전력망은 대개 연결점이 많고 공급 면적이 방대하

며 복잡하고 섬세한 제어 기술의 사용으로 이 유도 전

류에 더욱 큰 영향을 받는다

. 이런 현상은 전역적으로

동시에 발생하기 때문에 예비용으로 대체하거나 여유

분을 사용하기도 쉽지 않다

. 지자기 폭풍을 예고하여

피해를 최소화할 수 있는 조치를 사전에 강구하는 것

이 가장 효과적이다

. 향후, 발전소와 소비 도시의 거리

가 더 멀어지고 보다 정교한 기술이 사용될 것으로 예

상되기 때문에 이와 같은 영향은 현재보다 더 심각해

질 수 있다

2.4.3 항행 시스템

현대의 항행시스템은

GPS를 근간으로 구성되며,

GPS 수신기는 수 개 이상의 GPS 위성 신호를 수집하
여 현재의 위치를 파악하게 된다

. GPS 위성의 신호는

전리층을 지나서 수신기에 전달되는데

, 전리층에서는

무선 신호의 굴절과 시간 지연으로 인하여 큰 오차가

발생되며

, 의도적으로 오차가 삽입되기도 한다. 이러

한 오차는 이중주파수 수신기를 사용하여 극복될 수

있는데

, 미국의 WAAS(Wide Area Augmentation

System)에서는 이중주파수 수신기를 사용하여 전리층
지연을 측정하고

, 그 정보를 단일 주파수 수신기 사용

자에게 제공하고 있다

. 하지만, 지자기폭풍이 심한 경

우에는 매

6분마다 제공되는 전리층 지연 정보보다 빠

르게 전리층의 변화가 발생하기 때문에 일반적인 수신

기에서는 최대 수 시간 이상 정밀도의 저하가 발생할

수밖에 없다

2.4.4 통신 시스템

고주파 통신은 대개 전리층을 통과하는 장거리에서

사용되기 때문에 우주 기상에 보다 더 큰 영향을 받는

다

. 우주 기상에 의한 전리층의 변화는 신호를 감쇠시

키고

, 굴절되게 만들기 때문에 일반적으로 극지방이나

오로라 근처에서는 고주파 통신을 사용할 수 없다

. 정

23) 오종우, “태양폭풍 영향 우주 및 육상시스템 피해에 관한 재난안전정보시스템 구현”, 한국재난정보학회논문집, 제8권, 제4호, 통권 제18호,

2012.12.30, p.423.

권희석 외 / 항공우주산업기술동향 14/1 (2016) pp. 3~17

영향 받는

시스템

방사에 의한 영향

필요한 조치

인공위성
시스템

인공위성 고장/오작동
임무 실패

취약한  전장품  전원  끄기
인공위성  궤도  조정  연기  또는  취소
인공위성  이상상태  감시  확대
대기  마찰의  증가로  인한  고도  상실  보상
발사  일정  연기

전력망 시스템

지역 또는
전역적인 단전

전력망  부하를  축소
시스템  구성  요소의  연결을  최소화
효율적인  발전소  유지관리  계획  수립

항법 시스템

GPS 정밀도 저하
또는 오작동

백업 시스템의 사용 고려
정밀도를 요하는 운항에 각별한 주의

통신 시스템

통신/방송 두절

대체  주파수  확보
영향을  최소화하기  위한  대체  경로  마련
대체  통신  수단  준비

항공 시스템

전장품 오작동/ 승객승
무원 건강 영향

영향 최소화를 위한 극지방 항로 변경
항법 시스템의 성능 저하에 대한 대비 마련

유인 우주 탐사

방사 노출로 인한
건강 이상

방사  노출에  대한  보호  대책  강구
우주기상을  고려한  우주  유영  및  발사  일정  수립
우주선  발사  또는  탐사  연기

자기탐사 시스템

측정값 정확도 저하

우주 기상을 고려한 측정 일정 및 계획 수립

표

2. 우주 기상에 의한 영향 및 필요한 조치

확한 우주 기상 예보를 통해서 문제가 발생하기 전에

다른 대체 수단을 강구할 수 있는 기회의 제공이 필요

하다

. 방송통신 회사들은 대역폭 문제로 고주파 통신

을 원하고 있지만

, 우주 기상에 의해 신호가 감쇠될 뿐

아니라 구조작업이나 군사 작전 등의 주요한 업무에서

고주파 통신을 전혀 사용 못할 수도 있다

2.4.5 항공 시스템

항공 시스템에서의 우주 기상은 북극 지방을 비행

하는 고고도 정찰기에만 국한되던 시기가 있었다

. 현

재는 보다 많은 민간 항공기들이 고 고도를 장시간 비

행하는 추세이기 때문에 장비

, 승무원 그리고 승객에

대한 우주 기상의 영향에 많은 주의가 필요하다

극동과 북미주를 잇는 북극 노선 등에서는 고주파

통신과 항행시스템의 오작동 또는 성능 저하가 있을

수 있기 때문에 안정성 문제가 제기된다

. 더욱이 태양

플레어가 심할 경우에는 고 에너지 입자의 영향이 전

자 장비와 승객

/승무원의 안전을 위협하게 된다. 우주

기상의 적절한 예측으로 항공편의 연기나 다른 항로로

의 비행을 고려할 수 있는 시간을 확보해야 한다

2.4.6 유인 우주 탐사

고 에너지 입자는 우주선의 전장품뿐만 아니라

, 우

주인에게도 해로운 영향을 미친다

. 이들 입자들은 지

상의 대기에 의해 차폐가 되지만

, 특히 우주에서 유영

하는 우주인에게는 매우 위험할 수 있다

. 태양 플레어

나 지자기폭풍이 심한 경우에는 고 에너지 입자의 밀

도가 수백 배까지 증가할 수도 있기 때문에 적절한 예

보를 통해서 사전에 유영의 중단과 우주선으로의 귀환

을 유도해야 한다

. 우주선 내부에서도 상당한 수준의

피폭이 발생할 수 있고 장기화될 가능성이 예측된다면

가장 안전한 피신처로의 대피조치를 취해야 한다

달에 대한 유인 탐사의 경우에는 더 큰 위험이 존재

한다

. 지구 자기장의 보호가 전혀 없는 달이나 화성을

특별한 조치 없이 장기간 탐사한다면

, 고 에너지 입자

에 의한 발암 확률이 심각하게 증가할 수 있다

권희석 외 / 항공우주산업기술동향 14/1 (2016) pp. 3~17

2.4.7 자기탐사 시스템

지자기폭풍에 의한 자기장의 교란은 자기장을 이용

하여 유도 관측을 하는 자장계나 자기 나침반 등에 영

향을 미친다

. 광산을 찾기 위한 항공 자력 탐사

(aeromagnetic surveys)는 매우 값 비싼 방법이지만,
자기장의 교란이 발생할 경우에는 그 효용성이 크게

떨어진다

. 따라서 적절한 우주 기상 예보가 동반되어

야 효과를 유지할 수 있다

석유나 천연 가스를 시추하기 위한 방향 천공

(directional drilling)에도 자기장 유도가 사용되며, 지
평선 방향으로

5에서 10km 거리에서 0.1도 이내의 정

밀도를 가지고 있다

. 하지만, 자기폭풍이 발생하면, 이

와 같은 오차는 몇 십 배로 커질 수 있다

2.4.8 우주기상 영향 완화 대책

다음의

<표 2>는 우주 기상에 의해 영향을 받는 시

스템에서 우주 기상에 대한 사전 정보를 입수하여 그

영향을 최소화하는 방안을 구현하기 위한 조치들을 정

리한 것이다

이와 같이 우주기상은 우리의 일상생활에 치명적인

피해를 줄 수 있기 때문에 우주기상으로 인한 영향을

최소화하기 위해서는 우주환경에서 발생하고 있는 기

상현상을 모니터링하고 모델링하여 예측할 수 있는 능

력을 갖추어야 한다

3. 미국의 우주기상 대응 전략 및
실천계획

3.1 개관

미국 정부는

2015년 10월 29일 우주기상에 대한 예

측과 이해를 제고함으로써 우주기상으로 인한 위험에

대한 국가적 대비태세를 강화하기 위한

「국가우주기

상전략

」(National Space Weather Strategy)과 「국가

우주기상실천계획

」(National Space Weather Action

Plan)을 발표하였다.

미국 정부는 연방정부와 업계 모두가 그간 우주기

상으로 인한 영향을 예측하고 피해를 경감하기 위해

노력을 해왔음에도 불구하고 우주기상을 이해

, 예측하

고 이에 대응할 수 있는 국가 역량이 부족하다는 인식

을 갖고 범정부 차원의 전문가 그룹을 구성하여 우주

기상전략 및 실천계획을 수립하였다

. 이 전략과 실천

계획은 기존 정책 노력의 조정

, 통합, 확대, 광범위한

부문의 참여

, 국제사회와의 공조를 통해 부족한 국가

역량을 보강하기 위한 연방정부의 역할을 명확히 규정

하기 위한 것이다

.24)

우주기상전략에서는 우주기상 영향에 대한 대비태

세를 갖추기 위해 다음의 여섯 가지 전략 목표를 제시

하고 있다

1. 우주기상 벤치마크 구축
2. 대응 및 복구 역량 강화
3. 보호 및 경감 노력 제고
4. 핵심기반시설에 대한 영향 평가, 모델링, 예측 능

력 개선

5. 우주기상에 대한 이해와 예측능력 향상을 통한

우주기상 서비스 개선

6. 국제협력 증진

우주기상실천계획은 우주기상전략의

6개 상위 목

표를 달성하기 위한 세부 실천계획을 담고 있으며 예

산계획과 연동하여 연방정부가 추구해야 할 구체적인

활동

, 결과물(deliverables), 일정표(timeline)를 제시하

고 있다

. 우주기상전략과 실천계획은 발표 후 3년 이내

에 수정 보완하도록 되어있다

.25)

3.2 우주기상전략의 배경 및 의의

우주기상에 대한 중요성이 점차 증대하면서 미 의

회는

2010년 NASA 수권법(NASA Authorization Act

of 2010)에서 우주기상이 현대 기술 시스템에 심각한
위협을 초래함으로써 사회경제

, 국가안보, 보건에 심

24) OSTP, Fact Sheet: New Actions to Enhance National Space-Weather Preparedness, 2015.10.29.
25)

Ibid.

권희석 외 / 항공우주산업기술동향 14/1 (2016) pp. 3~17

각한 영향을 줄 수 있으며

, 지구 및 우주 관측 위성을

통해 우주기상을 예측하는데 필요한 중요한 데이터를

얻을 수 있다고 판단하고

OSTP(Office of Science and

Technology Policy: 과학기술정책실)26)에게 종합적인
우주기상 대비책을 강구할 것을 지시하였다

.27)

미 의회는

OSTP로 하여금 우주기상으로 인한 재앙

을 대비

, 회피, 대응, 복구할 수 있는 국가 역량을 증진

할 것과

NOAA 우주기상예측센터(National Oceanic

and Atmospheric Administration Space Weather
Prediction Center)와 공군 기상국(Weather Agency)
을 포함해 국가우주기상프로그램위원회

(National

Space Weather Program Council)의 운영활동을 조율
할 것을 요구하였다

. OSTP는 의회의 요구에 따라 2013

년

4월 우주기상의 예측에 필요한 현재의 자원과 향후

10년간 요구되는 지상 및 우주기반 시스템에 대한 분
석 보고서를 작성하였다

.28)

우주기상 문제가 국가안보 및 경제적 측면에서 국

가적 대응태세 마련을 위한 국가적 어젠다로 자리 잡

게 된 것은 미 대통령 행정명령

PPD-8(National

Preparedness, 2011.3.30)29)과

PPD-21(Critical

Infrastructure Security and Resilience, 2013.2.12)30)에
의해서이다

. PPD-8은 모든 종류의 재난에 대해 전 국

가적 역량의 결집을 통한 대비태세와 일련의 국가기본

계획

(National Planning Framework)의 수립을 촉구

하고

, 이에 따라 미 국토안보부(Department of

Homeland Security: DHS)는 전략적 국가위험평가
(Strategic National Risk Assessment: SNRA)31)를 주
도하면서 우주기상 문제를 국토안보에 중대한 위협을

줄 수 있는 아홉 가지 자연재해 가운데 하나로 분류하

였다

.32)

PPD-21은 핵심기반시설의 안전과 복원력을 강화하

기 위한 세 가지 전략적 방법론

(strategic imperative

s)33)을 제시하면서 핵심기반시설의 작동을 가능케 하
는 에너지와 통신 시스템에 대해 절대적인 중요성을

강조하였다

.34) PPD-21은 또한 연방정부로 하여금 미

국이 의존하는 국내 및 국제 핵심기반시설의 안전과

복원력 강화를 위해 업계 및 국제적 차원의 협력을 지

시하고 있다

.35)

국가우주기상전략과 실천계획은

OSTP를 중심으로

한 범 정부차원의 수년간에 걸친 노력의 결과로서 우

주기상 문제를 국가적 차원에서 대비해야 할 국가적

재난의 하나로 인식하고 국가적 역량을 하나로 집결시

키기 위한 가이드라인으로서 역할을 하게 될 것으로

본다

26) OSTP는 National Science and Technology Policy, Organization, and Priorities Act of 1976 (Pub. L. 94-282, May 12, 1976, 90 Stat. 459, 42 USC

6601

et seq.)에 의하여 설립되었으며, 주요 과학기술정책 문제에 있어서 대통령에 대한 자문, 대통령의 과학기술 정책 및 프로그램에 대한 규

정, 정부, 업계, 학계와의 협력 증진 등의 임무를 맡고 있다. OSTP 책임자(Director)는 과학기술분야 대통령 보좌역(Assistant)을 겸하며 국가과학
기술위원회(National Science and Technology Council: NSTC) 운영을 책임진다. 자세한 내용은 http://www.whitehouse.gov/ostp 참조.

27) NASA Authorization Act of 2010 (Pub. L. 111-267, Oct. 11, 2010), Section 809, 124 Stat. 2834 (42 USC 18388).
28) Office of the Federal Coordinator for Meteorological Services and Supporting Research, National Space Weather Program Council, Joint Action

Group for Space Environmental Gap Analysis,

supra note 22.

29) Presidential Policy Directive (PPD) 8, “National Preparedness,” 2011.3.30.
30) Presidential Policy Directive (PPD) 21, “Critical Infrastructure Security and Resilience,” 2013.2.12.
31) DHS,

The Strategic National Risk Assessment in Support of PPD-8,: A Comprehensive Risk-Based Approach toward a Secure and Resilient

Nation, December 2011.

32) DHS는 위험 및 재해(threat/hazard)를 자연재해(natural), 기술적/우발적 재해(technological/accidental), 적군 및 고의적 유발 재해(adversarial/human

caused) 등 세 가지 그룹으로 분류하고 이 가운데 자연재해 그룹으로 동물질병 발병, 지진, 홍수, 인간전염병 발병, 태풍, 우주기상, 쓰나미, 화
산폭발, 산불 등을 제시하고 있다.

33) 연방정부가 핵심기반시설의 안전과 복원력 강화를 위해 취해야 할 방법론으로 1) 핵심기반시설의 안전과 복원력 강화를 위한 국가적인 노력의

결집을 위해 연방정부 전반에 걸쳐 기능적 상호 관련성(functional relationships)을 명료히 분석, 2) 연방정부의 기본적 데이터, 시스템 요구조건
을 확인함으로써 효과적 정보교환 활성화, 3) 핵심기반시설에 관한 기획 및 운영을 가능케 하는 통합 및 분석기능의 시행 등을 제시하고 있다.

34) PPD-21에서는 핵심기반시설을 16개 분야로 구분하고 각 분야마다 전담부처(sector specific agencies: SSAA)를 지정하고 있다. 16개 핵심기반시설

은 다음과 같다: 1) 화학(chemical), 2) 상업설비(commercial facilities), 3) 통신(communications), 4) 핵심 제조(critical manufacturing), 5) 댐
(Dams), 6) 방위산업기반(defense industrial base), 7) 긴급서비스(emergency service), 8) 에너지(energy), 9) 재정서비스(financial services), 10) 식
량 및 농업(food and agriculture), 11) 정부시설(government facilities), 12) 공중보건(healthcare and public health), 13) 정보기술(information
technology), 14) 원자로, 핵물질, 핵폐기물(nuclear reactors, materials, and waste), 15) 교통시스템(transportation system), 16) 용수 및 폐수 시스
템(water and wastewater system).

35) ‘핵심기반시설’(critical infrastructure)은 국가안보, 경제, 공중보건에 절대적인 영향을 주는 시스템과 자산으로 정의되고 있다("[C]critical

infrastructure" means systems and assets, whether physical or virtual, so vital to the United States that the incapacity or destruction of such
systems and assets would have a debilitating impact on security, national economic security, national public health or safety, or any
combination of those matters.). 42 USC 5195c(e).

권희석 외 / 항공우주산업기술동향 14/1 (2016) pp. 3~17

3.3 우주기상전략 목표 및 세부 목표

앞서 간단히 언급했듯이 미국의

「국가우주기상전

략

」(National Space Weather Strategy)은 우주기상으

로 인한 영향에 대처할 수 있는 국가적 대응역량을 갖

추기 위해 여섯 가지 상위 목표와 세부 목표를 제시하

고 있으며

「국가우주기상실천계획」(National

Space Weather Action Plan)은 우주기상전략의 구조
에 맞춰 구체적인 실행방법과 일정을 제시하고 있

다

.36)

3.3.1 Goal 1 - 우주기상 벤치마크 구축(Establish

Benchmarks for Space-Weather Events)

벤치마크는 우주기상을 측정하는 일련의 특성과 조

건

(characteristics and conditions)으로서 우주기상 영

향에 대한 이해의 제고

, 보다 효과적인 경감 절차의 개

발

, 대응 및 복구계획 강화, 위험에 대한 이해를 할 수

있는 기준점

(point of reference)을 제공한다.

벤치마크는 현재의 과학적 이해와 과거 이력을 기

초로 우주기상 현상의 물리적 패러미터를 명료하고 일

관성 있게 기술해야 한다

. 벤치마크는 행동을 취해야

할지 여부를 결정짓는 분기점을 정하는데 필요한 취

약성평가

(vulnerability

assessment)의 입력자료

(input data) 역할을 한다. 우주기상에 대한 관련 데이
터의 한계와 이해의 부족으로 벤치마크는 가정

(assumption)과 불확실성에 대해 명확히 기술하고 입
수 가능한 모든 데이터를 이용해야 하며

, 새로운 데이

터와 연구결과가 나타나면 즉시 업데이트해야 한다

벤치마크 개발을 위해서는 다음 목표를 추구해야

한다

-벤치마크 개발을 위한 업무범위, 목적, 접근방법의

정의

-다양한 상황에 대응하는 복수의 벤치마크 개발

3.3.2 Goal 2 - 대응 및 복구 역량 강화(Enhance

Response and Recovery Capabilities)

극한의 우주기상은 잠재적으로 고 위험 현상이기

때문에 국가적인 차원에서 단합된 대응 및 복구 노력

이 필요하다

. 정부, 산업계, 학계 등 모든 협력자가 극

단의 우주기상에 공동으로 대응하기 위해서는 기존의

대응 및 복구 역량을 뒷받침할 포괄적인 가이던스를

개발해야 한다

. 취약성 평가 및 시스템 모델링 방법 개

선을 통해 극단의 우주기상이 주요 기반시설 및 인류

사회에 미치는 영향에 대한 기획 능력을 향상시킬 뿐

만 아니라 복구 및 대응조치의 소요 기간과 비용을 알

수 있다

. 예측능력의 향상 또한 마찬가지로 중대한 피

해가 발생되기 전에 시간 민감도 절차

(time-sensitive

procedure)의 전개를 가능하게 해 줄 것이다. 국가의
대응 및 복구 역량을 제고하기 위해서는 지속적인 투

자

, 고유의 해결방안, 그리고 강력한 민관 공조가 필요

하다

대응 및 복구 역량 제고를 위해 다음 목표를 달성해

야 한다

-전 위험 전력망 장애 대응 및 복구 계획 수립
-극한의 우주기상에 대한 정부 및 민간 부문의 기획

및 관리 지원

-정부 및 산업계의 핵심 서비스 보존을 위해 극한의

우주기상 영향에 대한 비상기획 가이던스 제공

-극한 우주기상 기간 동안 통신 시스템의 운영능력

및 상호대체운영능력

(interoperability) 보장

-기반시설과 기술자산의 소유자 및 운영자로 하여

금 현실적 전력복구 우선순위와 예상치 개발을 조

정하도록 독려

-정부와 업계 관련 우주기상 대응 및 복구계획의 개

선

, 시험을 위한 훈련(exercise)의 개발 및 실시

3.3.3 Goal 3 - 보호 및 경감 노력 제고(Improve

Protection and Mitigation Efforts)

주요 기반시설의 상호의존성이 커지면서 우주기상

에 대한 취약성 또한 증대하였다

. 우주기상에 대한 취

약성을 제거하거나 줄이기 위한 보호 및 경감 노력은

국가대응태세의 필수 요소이다

. ‘보호’가 우주기상에

대한 취약점을 재거하기 위한 역량과 행동에 초점을

36) 아래 내용은 「국가우주기상전략」에 담긴 전략적 목표를 정리한 것이다.

권희석 외 / 항공우주산업기술동향 14/1 (2016) pp. 3~17

맞추는 반면

, ‘경감’은 장기간에 걸친 취약점 감소와

재난에 대한 복원력

(resilience) 향상37)에 초점을 둔다.

기반시설에 투여된 전문역량과 책임은 각 기관마다 나

뉘어 있기 때문에 국가적 대응태세를 실행하기 위해서

는 이들 모든 기관의 공동 행동이 필요하다

우주기상과 관련한 보호 및 경감노력을 제고하기

위해서는 다음의 목표를 추구해야 한다

-우주기상에 대한 취약성 감소, 위험 관리, 영향에

대한 대응 지원을 위한 위험경감계획의 개발 장려

-우주기상에 가장 민감한 지역에서 조치를 실행함

으로써 우주기상의 취약성을 장기간에 걸쳐 감소

하도록 업계와 협력

-우주기상에 대한 취약성을 감소시킬 수 있는 조치

를 지원하는 민관협력의 강화

3.3.4 Goal 4 - 핵심기반시설에 대한 영향 평가, 모델링,

예측

능력

개선

(Improve

Assessment,

Modeling, and Prediction of Impacts on
Critical Infrastructure)

우주기상에 대한 국가적 대비태세의 핵심요소는

관련 영향을 관측하고 예측하는 것이다

. 우주기상 상

황이 진행되는 기간 중 의사결정에 필요한 서비스를

적시에 제공하기 위해서는 우주기상이 주요 국가기

반시설에 미치는 영향을 관측

, 평가, 모델링해서 궁극

적으로는 예측할 수 있는 능력을 향상시켜야 한다

. 주

요 국가시설로는 전력 시스템

, 운송 시스템(항공, 철

도

, 해상), 통신, 그리고 위치확인, 항법, 시간 시스템

을 들 수 있다

. 우주기상 상황이 벌어지는 동안 조치

의 시급성을 알리고 적절한 경감 및 보호조치를 실행

하기 위해서는 사회적 영향 및 보건 상의 영향에 대한

이해 또한 있어야 한다

. 우주기상 상황이 일어나는 동

안 상황인지와 기반시설에 대한 영향을 더욱 향상시

키기 위해서는 보다 뛰어난 관측능력과 시스템

-대응

특성

(system-response characteristics)의 모델링이 필

요하다

우주기상 현상에 대한 관측

, 모델링, 예측 능력 향상

을 위해서는 다음의 목표를 달성해야 한다

-핵심 기반시설의 우주기상 취약성 평가
-실시간 기반시설 평가 및 보고 능력 개발
-핵심 기반시설에 대한 우주기상 영향 예측, 운영,

모델의 개발 혹은 정교화

-피해예측 및 통신 운영 능력 향상
-우주기상이 업계, 운영환경, 기반시설부문에 미치

는 영향에 대한 연구 수행

3.3.5 Goal 5 - 우주기상에 대한 이해와 예측능력 향상

을 통한 우주기상 서비스 개선

(Improve

Space-Weather Services through Advancing
Understanding and Forecasting)

우주기상 서비스는 정확한 예측 자료를 적시에 제

공함으로써 국가대비태세를 제고시킬 수 있다

. 대비태

세를 예보하는 운영서비스를 제공하기 위해서는 관측

플랫폼에서 나오는 기초적 관측 자료

(fundamental

measurements)를 확인하고 지속적으로 관리하는 것
이 관건이다

. 이러한 기초자료는 커버리지와 실 관측

치 간의 간격을 확인할 수 있는 기준점으로서의 역할

을 하는 것은 물론 이를 개선할 수 있는 기회가 될 수

있다

. 운영서비스는 점차 다양해지는 사용자의 요구에

초점을 맞춘 기초연구와 응용연구를 통해 개선될 수

있다

. 연구 영역에서 운영 영역으로의 발전적 전환을

촉진하기 위해서 관계 부처는

(1) 우주기상서비스 개

선을 위한 이용자 요구조건을 주기적으로 재평가

(revalidate)하고, (2) 주요 대응태세 결정을 지원한다
는 목표를 가지고 연구단계에서 운영단계로의 전환 프

37) 재난에 대한 ‘복원력’(resilience)이란 중대한 복수의 위험과 사고를 방지함으로써 공중의 안전 및 보건, 경제, 국가안보에 대한 피해를 최소화

함으로써 핵심 서비스 기능을 신속히 원상회복할 수 있는 능력을 말한다( “Disaster resilience refers to the capability to prevent or protect
against significant multi-hazard threats and incidents, including terrorist attacks, and to expeditiously recover and reconstitute critical services
with minimum damage to public safety and health, the economy, and national security.”). B. Wayne Blanchard.

Guide to Emergency

Management and Related Terms, Definitions, Concepts, Acronyms, Organizations, Programs, Guidance, Executive Orders & Legislation: A
Tutorial

Emergency

Management,

Broadly

Defined,

Past

and

Present.

January

22,

2008,

available

https://training.fema.gov/hiedu/docs/terms%20and%20definitions/terms%20and%20definitions.pdf, accessed on 2016.2.22. 미 대통령 행정명령 PPD-21
역시 ‘resilience’에 대해 이와 유사한 정의를 내리고 있다(“The term "resilience" means the ability to prepare for and adapt to changing
conditions and withstand and recover rapidly from disruptions. Resilience includes the ability to withstand and recover from deliberate attacks,
accidents, or naturally occurring threats or incidents.”).

권희석 외 / 항공우주산업기술동향 14/1 (2016) pp. 3~17

로세스를 가속화할 수 있는 공조체제

(partnership)를

강화하고 장려해야 한다

우주기상 서비스 개선을 위해 다음의 목표를 추구

해야 한다

-리드 타임과 정확성 목표를 수립하기 위해서 우주

기상 예측에 대한 이용자의 요구에 대한 이해 제고

-의사결정이 가능하게끔 우주기상 제품을 이해하기

쉬운 수준으로 보장

-우주기상 운용을 위한 관측 역량 토대의 구축 및 지

속적 유지

-예측 리드타임과 정확성 향상
-예측 모델의 개발 및 지속적 향상을 위해 우주기상

과 그 발생 원인에 대한 근본적 이해의 제고

-연구에서 운영단계로의 전환 프로세스의 효율성과

시의성 향상

3.3.6 Goal 6 - 국제협력 증진(increase International

Cooperation)

상호 연결되어 있고 상호 의존적인 기반시설에 대

한 의존도가 점차 높아지는 환경에서 만약 이러한 핵

심 기술 장치에 장애가 생기게 된다면 그 영향은 지역

적 혹은 심지어 국제적인 차원으로 확대될 수 있다

. 따

라서 우주기상은 전 세계의 단합된 대응을 요하는 전

지구적 과제로 봐야 한다

많은 나라가 우주기상의 위험을 모니터링하고 관리

해야 할 필요성을 점차 인지하고 있다

. 미국은 다른 나

라와 관측 자료와 연구결과를 공유

, 배포하고 있으며,

핵심 기술 장치 및 기반시설에 대한 영향을 경감하기

위해서 실시간 예측활동에 상호협력하고 있다

. 전 세

계 국가는 우주기상에 대한 상황인지

, 예측, 대응태세

향상을 위해 상호 이익과 역량을 이용하여 전 지구적

협력을 해야 한다

국제협력 증진을 위해서는 다음의 목표를 달성해야

한다

-우주기상 문제를 전 지구적 도전과제로 인식시키

기 위한 국제적인 지원 및 정책 수립

-관측 기반시설 및 데이터 공유, 수리적 모델링

(numerical modeling), 과학적 연구 분야에서 국제
사회와의 협력

-우주기상 제품 및 서비스에 대한 국제적인 조율 및

공조 강화

-극한의 우주기상에 대비하기 위한 국제적 공조 방

법의 증진

4. 평가 및 시사점

우주의 안전하고 지속 가능한 이용을 담보하기 위

해서는 우주에서 벌어지는 상황을 사전에 탐지하고 미

리 대비해야 한다

. 우주의 상황은 자연적으로 발생할

수도 있고 인간의 의도에 의한 것일 수도 있다

. 이러한

이유로 우주활동의 장기지속가능성에 관한 문제는 국

가안보로 직결되는 투명성 및 신뢰구축에 관한 논의로

확대되고 있다

우주기상현상은 우주공간에 있는 우주시스템의 운

영뿐만 아니라 지상의 전력망과 통신 등 기간시설에

영향을 줌으로써 국가경제와 국가안보에 치명적인 타

격을 입힐 수 있다

. 미국 정부는 2015년 10월 우주기상

에 관한 인식을 제고하고 범 정부차원의 국가적 대응

태세를 위해 국가우주기상전략과 실천계획을 발표했

다

. 이는 우주기상현상을 국가적인 재난 가운데 하나

로 인식하고 이에 대비하기 위한 정책방향을 구체화

했다고 평가될 수 있다

우리나라는 우주기상에 관한 업무를 수행하는 독립

된 법률을 가지고 있지 않다

. 기상법 38)에서 우주기상

의 예보 및 특보에 관한 사항을 정하고 있기는 하지만

국가적 차원의 기상업무 지원 시스템이 부족하다는 지

적을 받고 있다

.39)

우주기상 문제에 대해 정부차원의 정책적 노력을

집결하기 위해서는 미국의 국가우주기상프로그램

(NSWP)과 같이 정부 각 부처의 우주기상 연구 업무를
효율적으로 수행할 수 있는 제도의 운영이 필요하

다

.40)

38) 기상법(2015.12.22 법률 제13581호 일부 개정) 제14조의 2 참조.
39) 오종우,

supra note 23, p.421.

40) 안병호, “우주환경의 현황과 전망,”우주기상업무 발전을 위한 토론회 세미나자료, 조원진 의원실, 2009년 9월 17일 개최, p.41.

권희석 외 / 항공우주산업기술동향 14/1 (2016) pp. 3~17

또한

, 우주기상으로 인한 피해는 어느 한 지역이나 국

가를 넘어 확대될 수 있기 때문에 우주기상 문제에 효과적

으로 대응하기 위해서는 국제사회와의 공조가 중요하다

이제는 지상의 기상예보를 넘어 우주기상에 대한

예보 및 대응이 필요한 시기가 되었고

, 우주기상에 대

한 대응책은 전 국가적 차원에서 대비태세를 갖추어야

한다는 인식의 전환과 실천적 노력이 요구되고 있다

이러한 점에서 미국의 우주기상전략과 실천계획은 우

리에게 앞으로 나아갈 정책적 방향과 지평을 열어준다

고 볼 수 있다

참고문헌

1. 김용하, “우주기상의 연구 현황 및 발전방향”,

기상기술정책

, 기상청, 제7권, 제2호, 통권

제

20호, 2014.12.

2. 김지영, “우주기상 감시 예보로 사회경제적 피해

최소화

”, 과학과 기술,

한국과학기술단체총연합회

, 통권 485호, 2009.10.

3. 안병호, “우주환경의 현황과 전망,”우주기상업무

발전을 위한 토론회 세미나자료

, 조원진 의원실,

2009년 9월 17일 개최.

4. 오종우, “태양폭풍 영향 우주 및 육상시스템

피해에 관한 재난안전정보시스템 구현

”,

한국재난정보학회논문집

, 제8권, 제4호, 통권

제

18호, 2012.12.30.

5. Baker, B. N., et al,

SevereSpaceWeather Events –

Understanding Societal andEconomic Impacts: A
WorkshopReport, National Academies Press, 2008.

6. Blanchard, B. Wayne.

Guide to Emergency

Management and Related Terms, Definitions,
Concepts, Acronyms, Organizations, Programs,
Guidance, Executive Orders & Legislation: A
Tutorial on Emergency Management, Broadly
Defined, Past and Present. January 22, 2008.

7. DHS,

The Strategic National Risk Assessment in

Support of PPD-8,: A Comprehensive Risk-Based
Approach toward a Secure and Resilient Nation,
December 2011.

8. GAO Report,

Space Situational Awareness:

Status of Efforts and Planned Budgets, 10.8.2015.

9. National Science and Technology Council,

National Space Weather Strategy, October 2015.

10. National Science and Technology Council,

National SpaceWeather Action Plan, October 2015.

11. Office of the Federal Coordinator for

Meteorological Services and Supporting
Research, National Space Weather Program
Council, Joint Action Group for Space
Environmental Gap Analysis,

Report on Space

Weather Observing Systems: Current
Capabilities and Requirements for the Next
Decade, April 2013.

12. OSTP,

Fact Sheet: New Actions to Enhance

National Space-Weather Preparedness,
2015.10.29.

13. Presidential Policy Directive (PPD) 8,

“National Preparedness,” 2011.3.30.

14. Presidential Policy Directive (PPD) 21,

“Critical Infrastructure Security and
Resilience,” 2013.2.12.

15. Siscoe, G. L.,

Heliophysics: Space Storms and

Radiation: Causes and Effects, Cambridge
Univ. Press, 2010.

16. UN,

Draft Guidelines of the Working Group on

the Long-Term Sustainability of Outer Space
Activities, ST/SPACE/49, 2010.

17. UN,

Report oftheGroupofGovernmental Experts on

TransparencyandConfidence-BuildingMeasures in
Outer SpaceActivities, adopted by GAA/RES/68/50,
2013.12.3.