PDF문서항공우주산업기술동향 16권 1호.pdf

닫기

background image

제16권 제1호 2018년 7월 1일

정기간행물 등록번호 유성사00001


background image

background image

제16권 제1호

1. 도심용 공중 모빌리티 개발 현황 및 과제 ·············································································

 33

한국항공우주연구원, 항공연구본부 항공기체계부 

황창전

2. 중국의 지구관측 위성 개발 현황 ·························································································

  42

한국항공우주연구원,·위성연구본부·정지궤도복합위성·체계팀

 

명환춘

3. 위성을 이용한 미세먼지(에어로솔) 측정을 위한 저궤도 및 정지궤도 위성 미션 ··················

  53

한국항공우주연구원·위성연구본부·정지궤도복합위성사업단

 

진경욱

4. 정지궤도 위성의 열제어 소프트웨어 설계 및 구현 ·······························································

 63

한국항공우주연구원,·위성연구본부,·위성본체개발부

 

신현규

5. 인공위성을 이용한 초고속 인터넷 서비스 개발동향······························································

 73

한국항공우주연구원,·위성연구본부·위성기술연구단

 

황도순

6. 정지궤도복합위성(GK2A)의 열진공 시험 및 시험 예측에 관한 연구 ····································

 79

한국항공우주연구원,·위성연구본부·위성본체개발부

 

전형열

한국항공우주연구원,·위성연구본부·위성본체개발부

 

김정훈

한국항공우주연구원,·위성연구본부·위성본체개발부

 

현범석

한국항공우주연구원,·위성연구본부·위성본체개발부

 

박근주

1. 미국의 우주정책과 한-미 우주협력 ························································································

 3

한국항공우주연구원, 정책연구부 우주정책팀 

황진영

2. 한국의 우주 정책과 행정의 변천사 ·······················································································

 14

한국항공우주연구원,·정책연구부·정책총괄팀·

김종범

3. 세계 지구관측 위성 시장 현황 및 전망 ·················································································

 22

한국항공우주연구원,·정책연구부·우주정책팀

 

김은정


background image

제16권 제1호

7. 행성 탐사선의 착륙지 근접 비행 영상처리기술 동향 ····························································

 90

한국항공우주연구원,·기술연구본부·미래융합연구부

 

이훈희

한국항공우주연구원,·기술연구본부·미래융합연구부

 

류동영

한국항공우주연구원,·기술연구본부·미래융합연구부

 

주광혁

8. 아프리카의 초소형위성 개발 현황 ······················································································

 101

한국항공우주연구원,·기술연구본부·융합연구부

 

조동현

한국항공우주연구원,·기술연구본부·융합연구부

 

주광혁

한국항공우주연구원,·기술연구본부·융합연구부

 

김해동

한국항공우주연구원,·기술연구본부

 

최준민

9. 볼트 풀림 방지 기술 동향 ···································································································

 111

한국항공우주연구원,·한국형발사체개발사업본부·발사체엔진팀

 

유재한

10. 이중대역(S/C 대역) 원격측정 수신기 개발동향 ································································

 118

한국항공우주연구원,·나로우주센터·비행안전기술실

 

김춘원

한국항공우주연구원,·나로우주센터·비행안전기술실

 

한정우

한국항공우주연구원,·나로우주센터·비행안전기술실

 

권순호

한국항공우주연구원,·나로우주센터·비행안전기술실

 

김동현

한국항공우주연구원,·나로우주센터·비행안전기술실

 

최용태

11. 최근 영상레이더(SAR) 활용 및 기술 동향 ········································································

 127

한국항공우주연구원,·위성정보센터·영상체계개발실

 

양도철

12. CNS/ATM 시스템에서의 인적 요소 고찰 ·········································································

 136

한국항공우주연구원,·SBAS사업부·SBAS사업단·체계종합팀

 

이백준

한국항공우주연구원,·SBAS사업부·SBAS사업단·체계종합팀

 

이병석

한국항공우주연구원,·SBAS사업부

 

남기욱


background image


background image

background image

항공우주산업기술동향 16권 1호 (2018) pp. 03~13

http://library.kari.re.kr

에서 보실 수 있습니다.

산업·정책동향

미국의  우주정책과  한-미  우주협력

황진영*

1)

2)

Overview  of  U.S.  Space  Policy  and  U.S.-Korea  Space 

Cooperation 

Chin-Young Hwang*

ABSTRACT

Last year, Mr. Donald Trump was inaugurated as the 45th president of USA.  He announced new 

space policies, such as relaunch of National Space Council, renewal of the American leadership in 
space security, active support  for space  commerce, etc.  He  declared US  astronauts will return  to 
Moon,  and  streamline  the  regulatory  environment  and  review  of  export  control  for  US  industry. 
Space is no longer remained in peaceful and scientific domain as a common heritage of all mankind. 
It  is  closely  related  with  national  security.  Particularly  non-proliferation  policy  of  US  and  export 
control system is critically important to Korean space development. In this paper, recent US space 
policies will be introduced and also will be discussed future direction of Korean space policy.      

초  록

케네디  대통령의  유인달착륙사업의  선언과  같이  우주개발은  미국의  대통령이  직접  결정하는 

국가사업인 동시에, “대통령 프로젝트”이다. 오바마 행정부의 유인화성탐사계획에 이어, 트럼
프대통령은 24년만에 국가우주위원회 재설립, 우주안보에 있어 미국의 확고한 리더쉽 유지. 우주
상업화의  적극적  지원,  유인달탐사의  재개,  우주활동  허가/승인과  수출통제정책의  전면  재검토 
등 새로운 우주정책을 숨가쁘게 발표하고 시행해 나가고 있다. 우주분야는 평화적 목적의 우주
개발뿐 아니라, 우주안보와 밀접한 영향을 갖는 전략분야이다. 특히 비확산정책과 연계된 미국의 
수출통제 정책은 우리나라의 우주개발에 결정적인 영향을 미치게 된다. 최근 전개되고 있는 미
국의 우주정책 동향을 소개하고, 이를 통해 우리나라가 앞으로 나아가야 할 우주정책 방향에 대
해 검토하고 한다.

Key Words  :  Space Policy, United Stated America, President Trump, export control, ITAR  

* 황진영, 한국항공우주연구원, 정책연구부, 우주정책팀

cyhwang@kari.re.kr 


background image

4

황진영 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 03~13

1. 서 론

트럼프  행정부가  들어서면서  미국의  우주정

책  변화가  눈에  띄게  부각되고  있다.  24년  만

에 백악관에 부통령을 위원장으로 하는 국가우

주위원회를  재설치하였으며,  우주군의  창설을 

공개적으로 선언하기도 하였다. 

우주가  과학기술의  영역뿐  아니라,  세계  경

제를  견인하고,  미래의  자원탐사  대상이  되는 

동시에,  국가안보의  핵심축으로  자리매김하고 

있는 것이다.

이러한 움직임은 비단 미국만의 문제가 아니

다.  이미  중국은  세계  패권의  주도권을  놓고 

미국과  경쟁하면서,  우주를  그  경쟁의  축소판

으로 설정하고, 독자적 우주인 배출 및 우주정

거장 구축, 달착륙 및 달 샘플 리턴, 화성탐사,

국방우주  강화  등  세계  제2의  우주강국이라는 

이미지를  각인시키기  위해,  막대한  예산과  인

력을 투입하고 있다.  

일본 역시 총리를 위원장으로 하는 우주개발

전략본부를  상설  조직으로  설치하고  국가안보

의 핵심축으로 육성하고 있다.

세계 각국은 기존의 우주조약이 정의한 “우

주의  평화적  이용”  원칙과  “우주는  인류  공

동의 유산”으로써 어떠한 국가도 우주를 점유

하거나  소유할  수  없다는  원칙을  정면으로  부

정하는 정책과 입법을 서두르고 있다.  

우주가  요동치고  있는데,  우리는  아직  우주

의  실용적  활용과  우주과학  진흥  차원에  머물

러 있다. 우주를 둘러싼 국제적 패권경쟁이 치

열히  진행되고  있는  현  시점에서,  본고에서는 

세계의 우주분야를 견인하고 있는 미국의 우주

정책을  이해하고  이에  대한  우리의  대응  방안

을 강구하고자 한다. 

2. 미국의 우주정책 정부 체계

미국  우주정책의  최정점에는  대통령이  있다. 

10년 이내에 미국인을 달에 착륙시키겠다고 선

언한  케네디대통령의  1962년  라이스대학  연설

은  대통령의  우주개발에  대한  의지를  천명한 

대표적인 예이다. 오바마 대통령은 달탐사를 벗

어나 화성탐사를 선언한 바 있고, 이번 트럼프 

행정부에서는 달궤도에 우주정거장을 건설하고, 

이를 바탕으로 달에 우주인을 보내는 1단계 과

정을 거쳐 유인 화성탐사로 방향을 전환하기도 

하였다. 이렇듯 미국의 우주정책은 대통령의 직

접적인 영역이다.

이를 반영하듯, 미국의 백악관에는 (그림1)에

서와 같이 부통령을 위원장으로 하는 상설조직

인 국가우주위원회를 설치하여, 과학기술정책실

(OSTP),  국가안전보장회의(NSC)과  함께  미국의 

과학기술과 우주/안보를 책임지고 있다.

그림 1. 미국의 정부조직 및 우주관련 조직

백악관  밑에는  국무부(Department  of  State)

에서 미국의 우주분야와 관련되는 정책적 이슈

를  민간부문과  국가안보분야로  나누어  관장하

고 있다(그림2). 민간분야는 ‘경제성장, 에너지 

및 환경실’에서 총괄하며, 기후변화, 우주폐기

물,  우주안보,  우주상황인식(SSA),  국가간  우주

협력협정 체결 등을 주관한다.


background image

황진영 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 03~13  

5

비확산분야는 ‘무기통제 및 국제안보실’에

서  담당하고  있는데,  대량살상무기와  관련되는 

전략무기의  비확산정책과  미국의  무기수출거래

법에  의한  ITAR  품목의  수출통제를  실시하는 

부서로  인공위성,  우주탐사,  우주발사체  품목 

등의 수출통제를 주관한다. 

 

그림 2. 미국 국무부의 조직과 우주관련 부서

미국  정부조직으로  우주  탐사와  항공우주핵

심  기술  연구를  전담하는  항공우주청(NASA)는 

미국의 대표적인 우주기관이다. 우주과학, 달탐

사, 화성탐사, 국제우주정거장, 유인우주탐사 등 

대부분의 민간 우주과학 및 우주연구개발 활동

을  주관하고  있다.  워싱턴에  HQ가  있고,  죤슨

센터, 에임스센터, 등 10개의 센터를 두고 있다. 

이외에도  기후변화,  지구온난화  등과  관련한 

해양대기청(NOAA)이  있으며,  위성항법시스템, 

항공교통관리(Air  traffic  management)  등을  관

장하는 연방항공청(FAA) 등이 있다. 

 

3.  미국의  우주정책

3.1  역대  정권의  주요  정책 

미국의 우주정책은 역대 대통령의 중요한 임

무중 하나였다. 소련의 인류 최초 인공위성 스

푸트니크호 발사로 인해 충격을 받은 아이젠하

워대통령은  미국  최초의  국가우주정책인  ‘국

가항공우주법’을  1958년  공포하고,  NASA를 

설립하였다.

아인젠하워 대통령에 이어, 케네디 대통령은  

1961년  국회에서,  새로운  위대한  미국으로  거

듭나고,  미래사회  핵심이  되는  우주개발의  선

도  역할  수행과  국가적  자원과  역량을  활용할 

장기목표가 필요하다고 역설하고, 앞으로 10년

내에  달에  인류를  보내는  목표를  제시하였다. 

특히 1962년 국민을 상대로 한 라이스대학에서

의  연설은  많은  사람들에게  깊은  인상을  심어

주었다. “우리는 10년 안에 달에 착륙하고 그 

밖의  다른  여러  가지  일들도  실행에  옮기기로 

결정했습니다.  그것이  쉽기  때문이  아니라,  어

렵기 때문에 하려는 겁니다. 이번 목표가 우리

가  보유한  최상의  기술과  에너지의  수준을  나

타낼 척도가 될 것이기 때문입니다”

닉슨대통령은  1972년  우주왕복선  프로그램 

추진을 결정하였으며, 지미카터 대통령은 우주

를  국가안보와  연결하는  최초의  우주정책1)을 

발표하였다. 또한 레이건 대통령은 국제우주정

거장 사업을 결정하였으며, G.W. 부시대통령은  

2004년  국회연설에서  60-70년대  달  착륙에  이

어 중단되었던 달탐사 프로젝트의 재개를 결정

하는 새로운 비전을 발표한 바 있다.

오바마  대통령은  2010년  “National  Space 

Policy”를  통해  정부  주도의  우주수송을  민간

에 맡기고 혁신적인 우주탐사와 민간의 우주활

동으로 선도적 지위를 유지할 것이라고 천명하

였다.  아울러  기존의  유인달탐사  계획을  취소

하고,  새로운  우주탐사  목표로  2030년까지  화

성유인기지 건설을 추진하고, 이를 위한  유인

탐사용 차세대 대형발사체 SLS와 우주선 Orion

1)  Presidential  Directive,  NSC-37,  1978


background image

6

황진영 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 03~13

6

을 개발 등을 발표하였다. 

2017년 45대 대통령으로 취임한 트럼프 대통

령은 미국의 우주에서의 확고한 리더쉽을 강조

하고, 유인화성탐사에 앞서 달궤도에 우주정거

장을 구축하고, 유인 달탐사를 통해 인간의 화

성거주를 위한 기술을 축적할 것이라고 선언하

였다. 트럼프는 상업우주활동에 대한 규제완화

와  더불어  민간과의  협력  추진을  강화할  것을 

우주정책지침을  통해  정책적으로  명시하였다. 

이울러  우주안보의  중요성을  강조해  우주군을 

창설할 것도 천명하였다.   

미국에  있어  우주는  수많은  산업중  하나가 

아니고, 소위 “대통령 프로젝트”라고 언급될 

정도로  국가의  미래를  좌우할  미국의  전략적 

분야로 인식하고 있다.  

3.2  오바마  행정부의  우주  정책2)

오바마  대통령은  ‘10.6  대통령행정명령-4 

(Presidential Policy Directive-4)을 통해 미국의 

국가우주정책을  발표한  바  있다.  오바마  정부

는 미국 우주정책의 목표로, 1) 국내 우주산업

의 경쟁력 강화, 2) 국제협력의 확대, 3) 우주에

서의 안정적 운용성 강화, 4) 우주임무의 보장

과 복원력 증대, 5) 유인 및 로보틱 이니셔티브

의 추구 등으로 설정하였다. 

3.2.1 정부부처간 실행 가이드라인

이러한 목적의 달성을 위해 정부 부처간, 기

관간(Intersecter)    실행  가이드라인으로  1)  기

본적  활동  및  역량과  관련해,  ①  우주에서의 

미국의 리더쉽 강화, ② 우주로의 확실한 접근 

능력  향상,  ③  우주  기반  항법시스템(위치,  항

법, 시간)의 유지 및 향상, 우주 전문성(전문인

력)의 보유와 개발, ④ 우주시스템 개발 및 획

2)  National  Space  Policy  of  the  United  States  of 

America,  President  of  USA,  2010.  6.28의  내용
을  정리하였음.

득의 향상, ⑤ 기관간 파트너쉽의 강화를 제시

하였다. 또한 2) 국제협력”과 관련해 ① 미국

의 우주리더쉽 강화, ② 잠재적 국제협력 분야 

도출, ③ 투명성 및 신뢰구축방안 개발을 제시

하였다.  아울러,  3)  우주환경의  보전과  우주의 

책임있는  활용과  관련해,  ①  우주환경의  보존, 

②우주충돌경고수단의 개발 강화를 추구한다고 

명시하였다.  그리고  4)효과적인  수출통제  정책

과  5)우주  핵동력원,  6)주파수  대역과  간섭  보

호,  7)임무에  필수적인  기능의  보장과  복원력 

등을 중요한 가이드라인으로 제시하였다. 

분야별 (Sector) 가이드라인으로는 크게 상업

우주분야,  민간우주분야,  지구환경관측과  기상

분야, 그리고 대지 원격탐사, 우주 국가 안보분

야로  구분하여  별도의  가이드라인을  발표하였

다.  이중에서  특히  관심을  끄는  가이드라인은 

상업우주,  우주탐사,  우주국가안보로써  핵심내

용은 다음과 같다.

3.2.2 상업우주 

민간  기업에  의한  상업우주산업을  향상시키

기 위해, 민간에 적절한 대안이 없고, 국가안보 

및  공공안전  등  불가피한  경우에  한해서만  정

부에서  개발하고,  그  외에는  민간의  우주역량

과  서비스를  최대한  구매하거나,  활용토록  한

다. 아울러 새로운 계약방식(PPP등)의 도입, 상

업  우주활동을  위한  규제완화,  그리고  수출통

제  정책의  재검토를  통해  미국  기업의  수출촉

진 등을 담고 있다.    

3.2.3 우주탐사

미국  우주탐사와  관련하여  NASA가  해야  할 

임무에  대해서도  명확히  하였는데,  주요  내용

은, 1) 2025년까지 소행성에 사람을 보내는 임

무를  포함하여,  달을  넘어서는  유인우주  미션

의 마일스톤 제시, 2) 2020년 혹은 그 이후까지 

국제우주정거장(ISS)를 지속 운용, 3) 상업 우주

비행능력  향상과  더불어  국제우주정거장을  오


background image

황진영 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 03~13  

7

가는  우주인  및  우주수송물자의  수송을  지원, 

4) 미래 우주활동 기회를 확대하고, 비용을 절

감하고,  능력을  증진하는  새로운  기술개발과 

테스트  프로그램을  수행  5)  새로운  로켓엔진 

기술을 포함해 차세대 발사 시스템의 연구개발 

지원, 6) 지속적인 무인 우주활동과 강력한 우

주과학 프로그램의 지속, 7) 태양, 태양계, 그리

고 우주를 분석, 조사, 관측하기 위한 우주과학 

프로그램의  지속  8)  그리고  예상치  못한  지구

와 행성 물체간의 충돌로부터 인간을 보호하기 

위한 근지구물체에 대한 모니터링 역량의 강화 

등을 들 수 있다.    

 

3.2.4 우주국가안보

국가안보와  관련하여,  국방부와  국가정보원

(National  Intelligence  Agency?)은,  1)  국가안보

를 지원하기 위한 우주시스템의 개발, 획득 및 

운영과  정보시스템의  지원,  2)  비용  효과적인 

우주능력의  유지  보장,  3)  핵심적인  국가안보 

이해를 지원하기 위한, 기술개발, 산업능력향상 

등 미국의 리더쉽 활성화, 4) 국가안보에 중요

한 우주 임무를 보장하기 위한 능력, 절차, 계

획의 이행과 개발, 5) 정확하고, 적시의 우주상

황인식(SSA)을    위한  미국의  우주정찰,  국가기

밀정보의 통합 및 운용유지, 6) 주요 우주시스

템의 저해요인과 이에 대한 신속한 탐지, 경고  

역량의  향상,  7)  위협환경을  변화시키기  위한 

대응 역량과 첨단기술의 적용과 개발을 추진토

록 한다. 

3.3  트럼프  행정부의  우주정책

미국 트럼프 대통령은 2017년 1월 45대 미국 

대통령으로  취임한  이후  2017년  12월  첫  번째 

대통령  우주정책명령(Space  Policy  Directive)-1

호를  발표하고,  2018년  2월에는  제2차  국가우

주위원회  회의  내용과  달,  화성  등에  관한  권

고  발표,  2018년  3월  첫  번째  국가우주전략

(National Space Strategy) 발표, 그리고 2018년 

5월 대통령 우주정책명령-2를 발표하여 트럼프

행정부의 새로운 우주정책을 공개하였다. 이러

한  공식문서와  더불어,  마이클  펜스  부통령의 

첫 번째 국가우주위원회 미팅 연설(2017. 10.5), 

2018년  4월  16~17일  펜스부통령  및  상무부 

Ross  장관  연설  등을  통해  미국의  우주정책방

향을  보다  상세하게  공개하였다.  각각의  정책

은 행위주체, 시행일자 등 매우 구체적인 실행

위주의  결정들로써,  각각의  요지를  요약하면 

다음과 같다.

3.3.1 국가우주위원회 출범식 

2017년 10월 국립항공우주박물관 Udvar-Hazy 

Center 에서 트럼프대통령 및 관계 부처 장관, 

국가우주위원회 위원등이 참석한 가운데, 마이

클 펜스 부통령은 국가우주위원회 출범식의 의

미에 대해 발표하였다.      

펜스부통령은  2011년  우주왕복선  사업  중단

후 지금까지도 러시아에 의존해 우주인을 국제

우주정거장에  보내고  있는  현실을  언급하고,  

45년동안  지구저궤도를  넘어  미국의  우주인을 

보낸  적이  없는  등,  우주에서  미국의  현재  위

치가  위협받고  있다고  진단하고,  특히  러시아, 

중국 등이 미국의 군사력을 방해하는 광범위한 

anti-satellite  기술을  개발  중에  있고,  나아가 

점점  더  위성시스템에  대한  공격  가능성을  높

이고  있다고  지적하며,  트럼프  행정부는  우주

경쟁에서  미국의  리더쉽을  확고히  되찾겠다고 

강조하였다. 

이러한  정책으로  1)  미국은  미국  우주인을 

달에 다시 보내고, 2) 달을 디딤돌이자 산업체, 

국제파트너를  강화시키기  위한  훈련의  장소로 

만들 것이며, 3) 우주는, 미국 국가안보의 핵심

인 바, 미국의 국가안보를 보호하기 위한 기술

을 개발하겠다고 선언하였다. 

3.3.2 대통령 우주정책명령 -1호


background image

8

황진영 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 03~13

첫 번째 트럼프 행정부의 공식 우주정책문서

인 우주정책명령-1호는, 오바마 행정부의 대통

령 정책명령 –4호(‘10, 6. 28)를 수정하는 내용

으로, “미국은 장기 우주 탐사를 위해 인간을 

달에 다시 보내고, 그 후에 화성 및 기타 목적

지의 유인임무를 수행” 한다는 내용이다. 

이는 그동안 오바마 행정부의 대표적인 우주

정책인  유인  화성탐사  정책을  전면  수정하여, 

유인  달탐사를  통해  유인  우주탐사의  기반을 

더 구축하고, 그 이후에 유인 화성탐사를 한다

는 내용이다.   

그동안, 미국내에서는 미국이 유인 화성탐사

를  너무  앞서  나가,  미국에  호응하여  선뜻  미

국의 국제협력사업에 동참하는 국가가 없는 등 

우주 국제무대에서 미국의 리더쉽이 크게 훼손

되고 있으며, 유인화성 탐사의 추진에 따라 엄

청난 예산에 대한 비판이 잇달았던 점을 볼 때 

충분히  예측가능한  정책의  수정이라고  할  수 

있다. 

3.3.3 제2차 국가우주위원회 회의 

펜스부통령은 ‘18년 2월 21일 케네디우주센

터에서  개최된,  제2차  회의  결과를  백악관  공

식 언론브리핑 형식으로 발표한 바 있다. 펜스

는 지난 1년간을 회상하면서, 4개의 중요한 이

벤트를  열거하였는데,  1)  국가우주위원회의  재

출범, 

2) 

국가안보전략(National 

Security 

Strategy)의  수립, 3)  유인  달탐사를  명시한 대

통령 우주정책 명령(SPD-1)  1호의 발표, 4) 국

제우주정거장의  25년까지의  유지비용와  그  이

후 민간 기업의 역할 증대를 포함한 NASA 예

산의 제시 등이 그것이다. 

펜스는  이  연설에서  트럼프대통령은  미국의 

번영,  안전,  심지어  미국의  국가적  특성

(Character)이  미국의  우주  리더쉽에  달려있다

고 재차 강조하였다. 아울러 머지 않은 시기에 

소행성에서의 자원 채굴, 우주정거장으로의 관

광, 위성연료 재주유 가능성 등을 언급하며, 지

금의 우주는 미국의 서부개척시대의 철도와 같

이  새로운  시대의  미국의  가치와  활동범위를 

확장시켜줄 것이라고 언급하였다. 

제2차  국가우주위원회에서는  교통부와  상무

부에  상업우주규제틀을  개혁하기  위한  4개의 

권고를 결정하였다.  

(권고1)  교통부  장관은  우주발사와  재진입을 

위한  허가제도을  2019년  3월  1일  이전에  개선

토록 한다.    

(권고2) 상무부 장관은 우주발사 및 재진입을 

제외한 모든 우주상업에 대한 책임을 통합하여 

2018년 7월 1일 이전에 상무부로 단일화한다.

(권고3)  국가정보통신국(NTIA)는  상업우주활

동을 위한 무선주파수대역의 보호와 관리를 보

장하기  위해  연방통신위원회(FCC)와의  협조하

에 조정한다.

(권고4) 국가우주위원회 사무국장은 국가우주

위원회와의  협조하에  상업우주활동에  영향을 

미치는 현재의 수출통제규정에 대해 정책적 점

검에  착수한다.  정책점검에  따른  권고는  2019

년 1월 1일 이전에 완료하여 국가우주위원회에 

제출한다.  

 3.3.4 제1차 미국 우주전략

‘18년  3월  23일,  트럼프대통령은  제1차  미

국우주전략에  대해  발표한  바  있다.  여기에는 

크게 6가지 항목으로 구성되어 있다.

첫 번째는 국가안보정책의 틀 안에서 미국의 

이익을 최우선으로 하는 우주정책을 추진한다. 

여기에는  국가안보,  상업화,  민간  우주분야를 

포괄하며,  국제협력  협정에는  미국의  이해를 

최우선으로 하는 내용을 담도록 하고 있다.

두 번째로 미국우주전략은 미국 정신과 선구

적이고  탐구적인  미국의  전통을  담도록  하여, 

미국의 경제적 번영, 안보, 삶의 방식에 필수적

인  우주시스템의  창조와  유지에  있어  선두에 

서겠다는 의지를 담고 있다. 


background image

황진영 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 03~13  

9

세 번째로 트럼프의 우주전략은 우주에 있어 

힘을  통한  평화를  강조하는  국가안보전략을  

구축하고,  네  번째로  다음  4개의  축에  기초한  

통합적 접근 방식을 추구한다.   1) 우주의 복

원력,  방어,  불완전한  역량의  재구축을  향상시

키기 위한 우주시스템의 구축, 2)전쟁억지와 전

쟁 수행 옵션의 강화, 3) 향상된 우주상황인식

(SSA),  정보,  획득  프로세스를  통해  효율적인 

우주작전(운용)을  보장,  4)  미국의  우주산업체

를 보다 더 지원하기 위한 규제 제도, 정책, 절

차  등의  간소화와  양자간  다자간  관계를  통해 

유인  우주탐사,  향강된  부담공유,  위협에  대응

하는 군사적 협력 등의 추구한다.

마지막으로 이미  시행한 바 있는  미국 우주

정책의  새로운  방향제시를  위한  국가우주위원

회의 설치, 유인 달탐사를 명시한 대통령 우주

정책명령-1호,  그리고  상업  및  국제  파트너와 

함께  태양계를  가로지르는  인간  영역의  확장 

등을 담고 있다.  

 3.3.5 제34회 우주심포지움 연설

미국의 국방  및 방산 중심지인  콜로라도 스

프링스에서는 매년 미국 최대의 민·관·군 정

보교류  및  안보전략  논의의  장인  Space 

Symposium이  개최되며,  금년  4월  여기에  마이

클 펜스 부통령이 참석해 특별 연설을 하였다. 

펜스부통령은  트럼프  대통령이  우주탐사는  미

국의  국가안보와  국가번영에  필수적이라는  점

을  알고  있기  때문에,  미국의  우주  리더쉽을 

재건하겠다는 약속을 지키기 위해 노력해 왔다

고  언급하였다.  또한  안정적이고  질서있는  우

주환경은  미국의  안보시스템의  복원력과  국가

경제의 힘에 결정적이라고 언급하고, 국가우주

위원회는  최초의  우주교통관리(Space  Traffic 

management) 정책을 마련해 곧 대통령에 보고

할  것이라고  언급하였다.  상무부는  국방부의 

우주물체  목록을  기초로  민간과  공공이  함께 

사용할 수 있는 기본적인 우주상황인식 정보를 

제공하도록 하였으며, 이를 통해 상업우주활동

을 활성화시키도록 추진하였다. 우주안보에 대

한  도전에  맞서  트럼프대통령은  “우주는  지

상,  공중,  해상과  마찬가지로  전장의  장소

(warfighting  domain)”임을  인식하고  있다고 

강조하기도  하였다.  또한  그동안  인류가  50여

년 동안 행해왔던 지구저궤도는 단순히 우주로 

가는  관문이었다고  지적하고,  이제는  새로운 

우주로  나아갈  시기라고  언급하였다.    Lunar 

Orbital Platform –  Gateway 건설에 착수함으로

써 달로 다시 가는 길을 열 것이라고 말했다.

이어서,  상무부의  로스장관은  연설을  통해 

미국 우주전략을 4개의 핵심원칙 1) 보다 복원

력있는 우주시스템의 개발, 2) 억제력과 우주전

쟁 옵션의 강화, 3) 기본적 역량, 구조, 프로세

스의 향상, 4) 우주활동을 위한 우호적인 국내

외 환경 조성 이라고 재강조하고, 이러한 목표

달성은 우주활동을 위한 규제개혁에 있다고 강

조한  바  있다.    또한  제2차  국가우주위원회의 

권고사항으로  상무부에  모든  우주상업화  기능

의 재조정과 기능 통합을 부여받았다고 언급하

고, 원격탐사, 수출통제, 산업기반 검토, 데이터 

구매, GPS 조정, 주파수 정책, 산업 및 교역 향

상, 표준 등등 발사 및 재진입 이외의 모든 우

주  상업  활동에  관한  “one  stop  shop”  역할

을 할 것이라고 강조하였다. 로스는 보다 깊은 

우주영역으로의 여행 등 미래를 대비하기 위한 

통신정책을 마련할 것이며, 산업우주활동에 영

향을  미치고  있는  현재의  수출면허  규제에  대

한  새로운  정책을  준비할  것이라고  언급하고 

2019년 1월까지 수출통제 개혁안을 마련하겠다

고 하였다. 아울러 25년전에 만들어져 더 이상 

급증하는  현재의  우주시장과  기술에  부합하지 

않는  상업원격탐사  규제제도를  전면  재검토할 

것이라고 천명하였다.

로스  상무장관은  “우주상황인식(SSA)과  우

주교통관리(STM)”가  미국  우주정책의  최우선

과제 중 하나가 되어야 한다고 강조하고, 특히 

현재  우주에는  1500여개의  활동하는  위성과 


background image

10

황진영 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 03~13

10

3000여개의  인간이  남긴  우주물체,  그리고  수

많은  우주파편  (10센터이상  20,000,  1~10센티 

60만개)이  있어  안정적인  우주활동에  심각한 

문제라고 지적하였다. 더구나 수천개의 위성군

에  대한  계획,  수많은  큐브샛  발사계획  등을 

감안할  때,  우주교통관리와  조정은  시급한  과

제라고 지적하고 상무부가 책임지고 민간 산업

체와 함께 STM3)과 SSA의 기준과 Best Practice

를  개발할  것이라고  발표하고  2019년  1월까지 

국제우주규제  컨퍼런스를  개최할  것이라고  발

표하였다.            

 3.3.6 대통령 우주정책 명령-2 (NSPD-2)

트럼프대통령은 ‘18년 5월 24일 두 번째 우

주정책명령을  발표하였다.  NSPD-2에서는  그동

안 언급되었던 정책의 구체적인 시행을 요구하

는 내용들이다. 

우선,  교통부장관은  ’19년  2월  1일  이전에 

상업우주 발사와 재진입에 대한 검토를 시행한

다.  상무부장관은  90일  이내에  지상원격탐사

법4)의 규제에 대해 검토하고, 120일 이내에 상

업원격탐사허가  확대를  촉진하기  위한  법률제

안을  OMB5)에  제출한다.  또한  상업우주비행활

동을  관장하는  것을  주임무로  하는  조직의  신

설(안)을  30일안에  OMB에  제출한다.  120일  이

내에  주파수대역  정책,  규제제도를  통한  미국

의 국제경쟁력 향상방안, ITU6)와 그 외의 다자

간 포럼등에서의 미국의 활동에 관한 보고서를 

제출한다.  수출통제와  관련하여  180일  이내에 

부통령을 경유하여 대통령에게 개선(안)을 제출

한다.  

3.4  비확산  정책과  수출통제

3)  그동안  SSA는  미  국방부에서  관리해  왔었음.

4)  Land  Remote  Sensing  Policy  Act,  1992

5)  Office  of  Management  and  Budget

6)  International  Telecommunication  Union

미국의 우주정책중 빼 놓을 수 없는 것이 비

확산정책과  수출통제이다.  미국은  국제적으로 

비확산체제를 주도적으로 창설 및 운영하는 동

시에,  미국의  실제적인  이행은  국내법에  따라 

수행하게 된다.

 3.4.1 비확산체제와 우주

비확산정책은  원자력  무기,  생물·화학무기, 

대량파괴무기의  운반체계인  미사일,  이중용도 

품목 등의 확산을 국제적으로 규제하자는 취지

에서  다자간  조약  혹은  협의체  형태로  설립되

었다. 

미사일  기술통제체제(MTCR7))는  대량파괴무

기(핵, 화학, 생물 무기 등)의 운반시스템에 도

움이  되는  품목의  이전을  통제하기  위해  1987

년  결성된  다자간  협의체이다.  제약대상은  사

정거리 300km, 탑재중량 500kg 이상이 되는 탄

도미사일  및  관련  부품과  기술의  이전을  제한

하는 것이나, 우주발사체는 사실상 탄도미사일

로 간주되어 동일한 제한을 받고 있다.  

미국은  비확산체제를  준비한다는  원칙에  따

라,  우주발사체  기술의  해외수출을  엄격히  제

한하고 있으며, 우리나라의 우주발사체 개발사

업에도 동일하게 적용하고 있다.

그림 3.  국제적 비확산체제의 구성

 3.4.2 미국의 국제무기거래 규정과 수출통제

7)  Missile  Technology  Control  Regime,  1987년  창


background image

황진영 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 03~13  

11

미국의 수출통제는 3개의 축으로 이루어진다.  첫

째는  미  국무부가  주관하는  무기수출통제규정(ITA

R8)),  두  번째로  상무부가  주관하는  수출행정규정 

(EAR9))이  있으며,  세  번째로는  비확산정책의  이행 
등과 같은 내용을 담은 대통령 특별법령이 상호 작

용을 한다.   

미  국무부는  무기수출통제법(Arms  Export 

Control  Act:  AECA)의  국제무기거래  규정

(ITAR)에  따라  군수품  목록(US  Munitions  List: 

USML)에 포함된 품목이나 서비스를 미국인이 아닌 사
람에게  수출하거나,  정보  제공을  엄격하게  제한하고 
있다.  미 국무부는 ITAR에 의한 수출승인을 할 때 
미국의 국가안보에 대한 고려와 비확산정책에 따라  

엄격한 절차를 거치고 있다.  ITAR는 21개의 군수품 
목록의 카테고리로 구성되어 있는데,  그 중 우주관
련은 4)  발사체와 로켓,  15)  우주선과 관련장비 분야
에 해당된다. 

표 1.  미국의 군수품 목록 Category 

※ 21개  Category  목록:  1)총포,  2)화기,  3)탄약,  4)

발사체  및  로켓,  5)폭발물,  6)군함  및  특수

해군장비,  ,7)탱크  및  지상차량,  8)항공기  및 
관련사항,  9)군사훈련장비  및  훈련,  10)보호
장비,  11)군용전자장치,  12)무기제어장비,  13)
재료  및  기타사항,  14)군용화학제제  및  관련
장비  및  군용생체고분자,  15)우주선  및  관

련장비,  16)핵무기,  17)기타  기밀사항,  18)방

향성에너지무기,  19)터빈엔진  및  관련장비, 
20)잠수함  및  관련사항,  21)기타  등

ITAR는 미국으로부터의 수출뿐 아니라 미국이외

의  나라로부터  재수출이나  재이전(retransfer)도 규제
하고 있어,  수출 허가를 받은 미국 부품을 최종조립이나 
발사를 위해 다른 나라로 재수출하는 경우에도 재승인

을 받아야 한다. 

그림 4  미국의 수출통제 정책

8)  International  Traffic  in  Arms  Regulation,  1976

9)  rt  Administration  Regulation,  이중용도  품목의  수

출  관련  활동을  통제

특히 ITAR  중 군수품 목록 4)  발사체 및 로켓은 

비확산 정책에 의해,  한국과 같이 MTCR  발족 당시 
우주발사체를 보유하지 않았던 국가에 대해서는 철

저히 수출을 금하고 있다.  군수품 목록 15)  우주선 
및  관련  장비  분야는  그것만으로는  다자간  비확산 

정책에 해당되지 않아,  다행히 우리나라에는 특별한 
수출통제는 행하지 않아왔다.

그러나,  위성부품의 경우에도 비확산 정책의 대상

이 되고 있는 한국의 발사체로 발사할 경우에는 수

출허가  대상에서  제외되고  있어,  향후  우리나라의 
우주개발을  위해서는  커다란  장애요인이  될  수  있

을 것으로 보인다.       

오바마(Obama)  대통령은  2009년  8월  국가안

보와 산업경쟁력을 강화하기  위해 대폭적인 수
출통제  체제를  개편할  것을  행정부에  지시하였

고,  부처  간  검토결과  현재의  수출통제  제도가 
지나치게  중복적이고  국가안보  우선순위에  집

중할  수  있는  역량을  저해한다는  결론을  내리

게 됨에 따라,  미 행정부는 ECR(Export  Control 

Reform)  Initiative를  선언하고,  수출통제  제도 
전반에 관한 검토와 개편작업을 진행 중에 있다. 

ECR의 주된  작업대상은 국무부의 USML과 상
무부의 CCL(Commerce  Control  List)  통제목록
에  대한  조정이다.  ECR  수출통제  제도  개편 
일환으로 위성 및 관련 품목에 대한 관할권이 

조정되었는데,  미 국무부 ITAR  규정상의 군수
품 목록 15  (우주선 및 관련 장비)    가운데 일
부 품목에 대해서는 상대적으로 통제가 덜 엄격

한 상무부 소관(EAR  규정 상의  CCL  품목)으로 


background image

12

황진영 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 03~13

12

이전되었다. 

ECR(Export  Control  Reform)은  트럼프  행정

부  들어서도  계속  검토가  되고  있으며,  대통령 
우주정책명령-2에 의해 2019년 1월 이전에 권고
안을 제출하도록 되어 있다.

4.  우리나라의  주요  현안과  대응 

방안

3.1  한미  우주협력  현황

우리나라와  미국과의  협력은  민간부문에서 

주로 시작되었다. 우리나라의 대표적인 지구관

측위성인 다목적 실용위성 1호는 미국의 TRW

사와의 협력으로 개발되었다. 그러나 그 후 항

우연의  주요  위성개발  협력선은  유럽의  EADS 

Astrium10) 혹은 Thales사 중심으로 이어져왔다. 

그럼에도  불구하고  많은  위성부품과  서브시스

템은 여전히 미국으로부터 조달되고 있다. 

우주발사체  분야는  미국의  비확산정책으로 

인해,  한국과의  우주발사체  협력은  일체  허용

되지 않았고, 이로 인해 대부분의 기술과 부품

은  국내  자체개발에  의해  추진되다가,  러시아

의 후르니체프사와의 부분적인 협력을 통해 나

로호를 개발·발사하게 되었다.

NASA와의  협력은  ‘96년  NASA-과기부간 

MOU가  체결되어  일부  협력이  이루어졌으며, 

’08년에는  우리나라  최초의  우주인인  이소연

박사가 우주정거장에서 NASA의 우주수면 실험

을 수행해 준바 있다.   

2014년  이후에는  과기부뿐  아니라  외교부, 

기상청  등이  참여하고  미국에서는  국무부, 

NASA, 해양기상청, 지질조사국 등 다양한 정부 

부처가  함께  참여하는  한미우주협력  대화( 

10)  현재는  Airbus  로  통합  및  명칭변경

‘14년,  ’16년)가  개최되었고,  ‘15년에는  미

국무부, 국방부가 참여하는 한미 우주정책대화

가  개최되는  등  한미우주협력이  과학기술협력

의  차원을  넘어  다양한  위성활용과  우주안보, 

국제규범  등의  분야로  확대되고  있으며,  이를 

기초로  ’16년  4월에는  한-미  양국  정부간  한

미우주협력협정이 체결되었다.  

3.2  당면과제 

그동안  우리나라의  우주개발은  국내의  재난

관리, 기상관측, 해양관측, 그리고 안보적 필요

성  등에  기초한  “우주개발  진흥기본계획”에 

따라 수행해 왔다. 주로 국내 필요성에 기반한 

우주활동이었기  때문에  외국과의  국제협력이 

크게  중요시되지  않았고,  있다고  해도  부품구

매/기술지원  혹은  소규모  연구과제  협력에  머

물러 있었던 것이 사실이다.

그러나  우리나라의  우주개발  역량이  증가하

고, 우주활동 범위가 확대됨에 따라 정부간 협

력의  필요성이  더욱  증대되고  있다.  국제협력

은  국제우주정거장  이나  화성탐사  등  대규모 

투자가 요구되는 거대 우주사업에 참여하여 비

용을  분담하고,  선진국의  경험을  전수받으며 

우주역량을 키워오는 것이 일반적이다. 

또한,  후발국의  경우,  우주역량의  향상과  더

불어  우주발사체와  같은,  비확산  정책과  관련

된 이슈가 제기될 수 밖에 없다. 우주발사체는 

민간의 평화적 목적이라고 하더라도, 본질적으

로 탄도미사일로써의 특성을 공유하고 있는 이

중용도 품목이라고 할 수 있어, 국제사회의 규

제와  수출통제가  매우  엄격하다.  특히  한국의 

경우에는  한미간에  미사일가이드라인이  존재

해, 민간우주발사체 개발에 대해서는 고체추진

제 사용 범위를 제한하고 있다. 아울러, 한국의 

우주발사체에  대해서는  우주발사체  자체의  부

품이나 기술은 물론, 한국의 발사체를 통해 발

사될 위성 부품의 경우에도 수출을 할 수 없다

는 것이 현재 미국의 입장인 바, 이에 대한 외


background image

황진영 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 03~13  

13

교적인 해법을 시급히 찾아야 할 필요가 있다.

아울러,  미국  트럼프  행정부의  우주정책을 

보면,  우주의  군사적  우위,  우주상황인식과  같

은 우주안보, 유인우주탐사, 그리고 우주교통관

리,  주파수  정책  및  위성항법시스템과  관련한 

기술개발  및  제도의  선도  등  우주분야의  리더

쉽과  선제적인  국제  규범의  제정을  도모하고 

있다.

한미미사일  지침,  한국형  발사체와  관련된 

수출통제정책  등이  이러한  미국의  우주정책과 

분리되어 있다고 볼 수는 없다. 우주분야의 세

계 최선진국인 미국과의 협력은 우리나라가 우

주 강국으로 도약하기 위해서는 불가피한 선택

이다. 

급변하는 세계의 우주환경, 트럼프 행정부의 

“America  First”  우주정책에  대한  분석과  협

력,  유럽과  일본  등  주요  우주국과의  교류와 

소통이 더욱 필요하다고 할 수 있다.

참고문헌

1. The  White  House,  Remarks  by  the  Vice 

President  at  a  Meeting  pf  the  National 

Space Council, Oct. 5, 2017

2. Presidential 

Document, 

Space 

Policy 

Directive-1,  Federal  Register  Vol.  82,  No. 

239, Dec. 14, 2017

3. The  White  House,  Office  of  the  Vice 

President,  Remarks  By  Vice  President 

Pence  at  second  meeting  of  the  National 

Space Council, Feb. 21, 2018

4. The  White  House,  Office  of  the  Vice 

President,  Moon,  Mars,  and  World  Beyond, 

- Winning the Next Frontier, Feb. 21, 2018

5. The  White  House,  Fact  Sheets,  President 

Donald J. Trump is unveiling and American 

First  National  Space  Strategy,  March  23, 

2018

6. The  White  House,  Remarks  by  the  Vice 

President  Pence  at  the  34th  Space 

Symposium, Colorado Springs, CO., April 16, 

2018

7. The  White  House,  Presidential  Memoranda, 

Space  Policy  Directive-2,  Streamlining 

Regulations  on  commercial  use  of  space, 

May 24, 2018 

8. 황진영 외, 항공우주국제법 체계 및 R&D 전

략연구, 2003, 한국항공우주연구원

9. 황진영,  미국  우주분야  수출통제  체제의  동

향분석, 2015, 한국과학기술정보연구원

10. 최은철, 미국의 우주개발정책, 2007, 신광사


background image

항공우주산업기술동향 16권1호 (2018) pp. 14~21

http://library.kari.re.kr

에서 보실 수 있습니다.

산업·정책동향

한국의 우주 정책과 행정의 변천사

김종범*

1 )

The History of Space policy and Administration in Korea 

Jong-Bum, Kim*

ABSTRACT

  Korea has started government space development  investment  since 1990, later than advanced 

countries.  Looking  at  the  changes  in  space  policy  and  administration  that  have  supported  the 

development  of  Korean  space  technology,  it  will  be  a  great  help  to  support  space  technology 

innovation. It is essential to look into the formation and development process of the national support 
system in understanding the development process of our space technology.

초  록

우리나라는 미국, 유럽, 일본 등 우주선진국보다 늦게 1990년부터 정부 우주개발 투자를 시작

하였다. 우리나라 우주기술 개발을 뒷받침해 온 우주 정책과 행정의 변천사를 살펴보는 것은 우

주기술 혁신을 지원하는 데 큰 보탬이 될 것이다. 지난 우리나라의 우주기술 발전과정을 이해하

는 데 있어서 국가적 지원 체계의 성립 및 발전과정을 들여다보는 것은 필수적이다.

Key  Words  : administration(행정),  history(역사),  science  and  technology  policy(과학기술정책),         

 investment strategy(투자 전략), space development(우주개발)

* 김종범, 한국항공우주연구원, 정책연구부 정책총괄팀

jbkim@kari.re.kr 


background image

김종범 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 14~21

15

1.  서  론

1990년대 초부터 우주개발 진흥 노력의 결과 

현재 한국의 우주기술력은 매우 높아졌고 그에 

걸맞는  기술사의  관리  노력이  필요한  시기가 

되었다. 선진 항공우주 국가들의 경우 항공우주 

기술  유관  기관에서  자체적으로  우주기술사료 

DB를  조직해서  운영하며,  온라인으로  일반  대

중에게  제공하기도  한다.  우주  기술사는  과학

기술과  우리  사회문화의  융화를  촉진하여, 

과학기술이  과학기술계  및  일반인들의  삶에 

자리잡게  하고,  그럼으로써  항공우주  기술에 

대한 사회적 인식 및 지원을 확대하는 데도 긴

요하다〔1〕. 

우주분야는 기술 및 경제적 위험부담이 크고, 

연구개발형  시스템종합  성격이  강하다.  미래첨

단형 첨단기술의 복합체로 장기적 투자가 요구

되며 정부에의 자금 의존도가 높은 편이다. 

우리나라는  미국,  유럽,  일본  등  우주선진국

보다  늦게  1990년부터  정부  우주개발  투자를 

시작하였다.  우주발사체 분야는  ’90년대 과학

로켓(1호  ’93년  발사)  개발을  시작으로,  러시

아와  협력하여  개발한  나로호  발사(’13년)를 

통해  100kg급  위성을  저궤도에  올릴  수  있는 

기술(체계,  상단,  지상)을  확보하고,  현재는  실

용위성급  한국형발사체를 독자개발  중이다. 올

해  10월에는  한국형발사체  시험발사체(주엔진 

75톤급 엔진 1기로 구성) 발사를 통해 자력 개

발한 엔진을 비행 검증할 예정이다. 

위성  분야 경쟁력은  상당  부분 확보한  상태

로서, ’92년 우리별 1호 발사를 시작으로 위성

기술 확보와 인력양성에 대한 투자를 시작하였

고,  ’99년  다목적실용위성  1호를  발사한  이후 

현재까지  다목적  위성  총  5기,  정지궤도  위성

(천리안) 1기를 발사하여 다양한 분야에서 활용

하고 있다. 

이러한  시점에서  우리나라  우주기술  혁신을 

뒷받침해  온  우주  정책과  행정의  변천사를  살

펴보는  것은  우주개발을  지원하는  데  큰  보탬

이 될 것이다. 지난 우리나라의 우주기술 발전

과정을  이해하는  데  있어서  국가적  지원  체계

의  성립  및  발전과정을  들여다보는  것은  필수

적이다.  나아가  우주개발  과정을  학문적  과학

기술사  관점에서  정교화  시켜  과학,  기술,  사

회, 문화를 조화롭게 인식할 수 있는 과학기술

학의 지평을 확대할 수 있을 것이다. 

2.  우주  R&D  행정  및  지원체계의  변천

정부의  우주개발  체계의  정점에는,  2005년 

제정 우주개발진흥법에 근거한 국가우주위원회

가 있다. 국가우주위원회는 기본계획, 위성정보

활용종합계획 및 우주위험대비기본계획에 관한 

사항을  의결하고,  정부의  중요  정책  및  관계 

중앙행정기관의  주요  업무의  조정에  관한  사항

을 다룬다. 제1회 국가우주위원회는 2006년 12월 

19일 오전 7시 30분 소공동 롯데호텔에서 개최

되었다. 

그림 

1 국가우주위원회 조직도(2006년 12월 

기준

)〔2〕

*

2006년  이전    「우주개발중장기기본계획」  등 

주요 국가우주개발정책은 「국가과학기술위원회

(위원장  :  대통령)」나  「과학기술관계장관회의

(위원장  :  과학기술부총리)」  등을  통해  의결·

추진되었지만, 우주개발  관계 위원회에서  보다 

심도  있는  논의를  할  수  있는  최고정책결정기


background image

16

김종범 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 14~21

구가 마련되었다는 의미가 있다. 

2016년  7월  기준  국가우주위원회  개최는  10

회에  다다르고  있으며,  위원장(미래창조과학부

장관),  정부위원(기재․외교․국방․산업․국토․환경․해

수부․안전처․기상청  등  차관급)  10명,  민간위원 

4명  등  총  15명으로  구성되고  있다.  아울러, 

「국가우주위원회」  업무를 효율적으로 수행하기 

위하여  과학기술정보통신부차관을  위원장으로 

하는  우주개발진흥실무위원회와  위성정보활용

실무위원회를  둔다〔2〕.  또한  우주개발진흥법 

제7조에  의해,  국가우주개발사업을  체계적으로 

수행하기  위한  우주개발전문기관으로  2016년 

12월 한국항공우주연구원이 공식 지정된 바 있

다. 그 외에도 우주개발진흥법 16조 등에 의하

여, 우주사고가 발생한 경우 그 우주사고를 조

사하기 위하여 우주사고조사단을 구성·운영할 

수 있다. 

그림 

2 우주개발 정부 추진체계

표 

1 국내 우주개발 주요 정부 기관 역할

구분 관 련 기 관

역       

위성
분야

한국항공 

우주연구원

− 실용급  위성개발  및  위성운용
− 위성  관제  및  운용
− 위성  우주환경  시험

한국전자 

통신연구원

− 통신위성  탑재체  및  지상관제     

      기술개발

KAIST 

인공위성 
연구센터

− 소형  과학위성개발  및  인력  양성

국방과학 

연구소

− 군사용  탑재체  기술개발

우주
발사
체분

한국항공 

우주연구원

− 과학로켓  및  위성발사용  발사체   

      개발  등  액체로켓  개발

위성
활용 
분야

한국항공 

우주연구원

− 위성  영상  총괄  관리
− 위성  영상  처리(표준화  등)  및     

      배포

국가기상 
위성센터

− 기상위성  운영  및  활용  기술  개발

한국해양 

과학기술원

− 해양위성  활용  및  해양감시체계   

      구축  연구

농림수산식
품교육문화

정보원

− 위성영상  활용  스마트  팜  맵  구축

국립산림 

과학원

− 산림지도  제작  등  위성정보  활용   

      기술  개발

기초
연구
분야

한국연구 

재단

− 우주핵심기술개발사업을 

통해     

      기초·응용  기술개발  지원

정부는  공공부문에서의  위성정보  활용성과 

극대화를 위해 2015년부터 위성정보활용협의체

를  두어  위성정보  지원체계  강화  및  위성정보 

생산  기술  개발  등을  강화하고  있다.    협의체 

수요의 고부가 위성정보 생성·검증 및 자료제

공,  협의체  운영지원시스템  개발  및  교육지원, 

다중위성정보 융·복합 공공 활용 기술개발 등

을 하고 있는 것이다. 2015년 12월에는 국가위

성정보활용지원센터를 설립하였다〔3〕. 

다목적실용위성 1호․2호․3호․5호 등을 예를 들

어 살펴보면, 정부 부처간 역할 분담은 위성의 

기술적 진화와 더불어 진화하고 있다.


background image

김종범 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 14~21

17

표 

2 다목적실용위성 국내 우주개발 정부 역할분담

구분

다목적실

용위성1호

다목적실

용위성2호

다목적실

용위성3호

다목적실

용위성5호

과학

기술부

-전체시스

템  설계

-과학탐사 

탑재체개발

-조립․시

험시설  및   

지상수신

국설치․

운용

-시스템
-탑재체

-발사

-AIT

-전체시스

템  설계

-탑재체

-수신․관제

-발사등 

주관  및 

사업총괄

-시스템의 

설계

-조립  및 

시험

-수신  및 

관제

-발사등 

주관  및 

사업총괄

산업

자원부

-위성본체 

및  부분체

  개발

-위성본체

-위성본체 

및  부분체

개발

-위성본체 

개발 

정보

통신부

-관제

-관제

-

-

수요
기관

-소요탑재

체  및 

소요  위성 
수요  제기

-수신/부관

-

-탑재체 

개발 

1990년대  초  과학기술부가  추진한  우주개발

사업은  특정연구개발사업의  한  프로그램으로 

추진되었다.  우주개발사업의  대부분은  특정연

구개발사업 내의 우주개발사업으로 수행되었지

만,  부분적으로  국가지정연구실,  특성화장려사

업 전문연구정보센터  등으로 지원되었다.  2016

년  현재  우주개발사업  예산  배분  구조는  일반

적인 정부 예산 프로세스 절차를 따르고 있다. 

과학기술 주관 부처가  정부 R&D예산 투자방

향을 설정하고 주요 R&D 사업에 대한 예산 배

분·조정  실시하면(예산액  또는  의견제시),  기

획재정부가 정부 재정수요 등을 감안하여 과학

기술 주관 부처의 예산 조정 결과를 반영한 정

부 연구개발 예산 편성을 추진하는 것이다. 

3.  우주    R&D  정책과  사업의  변천

3.1.  국가  우주개발  법 

우리나라는 1992년 실험용 소형과학위성인 「

우리별  1호」를  시작으로  우주개발에  착수하였

으며,  1999년  발사된  국내  최초의  실용위성인 

다목적실용위성인 「아리랑 1호」를 계기로 본격

적  우주개발에  착수하게  된다.  그  후  아리랑 

후속  시리즈,  과학기술위성,  통신해양기상위성 

「천리안」,  우주발사체  「나로호」  등의  개발  계

획이  수립되면서,  우주개발의 효율적이고  체계

적인 추진 체계를 비롯하여 우주관련 연구개발 

활동의  진흥과  육성을  위한  법적  근거의  수립 

필요성이 제기되었다. 

한편,  우주는  인류  공동의  유산으로  규정되

어  특정  개인이나  국가의  소유가  허락되지  않

는 반면, 우주활동으로 인한 사고는 국가가 배

상책임을  지게  되어  있는  특성으로  인해,    우

주물체 등록, 발사 등 우주활동을 관리하고 감

독하기  위한  국내법  제정의  필요성이  제기  되

었다.  

국내외  환경의  변화  속에서  우주개발진흥법 

제정은  2004년  초부터  시작  되었다.  법  제정 

기획연구,  공청회,  입법예고,  국회  제출  등을 

거쳐, 2005년 5월 31일 공포되었고, 그 해 12월 

1일 발효 되었다. 우주개발진흥법 발효로 한국

은  세계  10번째의  우주개발  기본  법률을  제정

하였으며, 국가적  우주사업을 체계적적으로  수

행할 수 있는 기반을 갖추게 되었다. 

우주개발진흥법은 인공위성, 우주발사체 등의 

우주물체등록과 발사허가에 관한 규정을 둠으로

서 유엔 우주조약 등의 국제법을 준수하도록 하

고 있으며, 정부는 체계적인 우주개발을 위해 5

년마다 우주개발진흥기본계획과 위성정보활용종

합계획을  그리고  10년마다  우주위험대비기본계

획을 수립하도록 의무화하고 있다〔4〕. 

우주개발진흥법 제정에 이어, 유엔 우주손해

책임협약(1972년)을 이행하기 위하여 2007년 12

월  21일  우주손해배상법이  제정되어  2008년  6

월  22일부터  시행되고 있다.  우주손해배상법은 

우주손해가 발생한 경우 손해배상 범위와 책임

의 한계를 명확히 함으로써 피해자를 보호함과 


background image

18

김종범 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 14~21

동시에  지속가능한  우주개발사업을  보장하는 

것을 주요 목적으로 한다.

3.2.  국가  우주개발  계획

우리나라  우주개발의  초석은  1996년  4월에 

수립된 최초의 국가우주개발계획인 「우주개발

중장기기본계획」이다.  본 계획은  국가 우주개

발의 방향을 나타내고 국내 산학연관 우주개발

기술  역량을  결집시키는  국가차원의  종합계획

이다.  우주개발중장기  기본계획은  우주개발과

정에서의 여러 국내․외 환경 변화와  우주개발

의 현실적합적인 목표로의 수정을 위하여 1998

년, 2000년, 2005년에 걸쳐 3차례 수정되었다. 

2005년에는 국가 우주개발 진흥을 위한 ‘우

주개발진흥법’이  제정되었으며, 동  법에 근거

한  「제1차  우주개발진흥기본계획」이  2007년 

수립되었다.  이후  2011년  「제2차  우주개발진

흥기본계획」을 수립하였고, 2013년 11월 국내․

외 여건변화에 의한 신 우주개발 방향 마련 필

요성에 따라 2040년까지의 장기적인 국가 우주

개발  비전을  담은  「우주개발  중장기계획」을 

수립하였다.  또한,  우주  분야의  산업화를  가속

화하기 위한 「우주기술 산업화 전략」(‘13.11), 

위성정보의 활용을 다각화·활성화시키기 위한 

전략을  담은  「위성정보  활용  종합계획」

(’14.5),  우주물체  추락  등의  위험에  대비하기 

위한 「우주위험 대비 기본계획」(‘14.5) 등 분

야별  계획도  수립하였다.  각각의  우주개발  관

련 계획들에 대해서는 매년 시행계획을 수립하

여,  연도별  실천  내용을  점검하고  향후계획을 

정립하고 있다.

최근  2018년  2월에는  제3차  우주개발진흥기

본계획이  국가우주위원회에서  의결되었다.  5년

(’18년~’22년)간의  구체적  우주개발  계획  수립

이  주요  목적으로,  2040년까지의  비전과  목표

도  함께  제시하여  정책의  일관성을  확보하고, 

예측가능성을  제고하여  우주관련  투자유도와 

연구 활성화에 기여하게 될 것이다〔5〕. 

4.  우주개발  혁신체제  하위구성요소

4.1.  개발체제

우리나라는  2005년  12월부터  발효된  우주개

발진흥법에  의하여 우주개발을  규율하고 있다. 

이는  우주개발위원회설치법,  우주항공연구개발

기구법 등 우주개발기구의 설치법을 통하여 우

주개발  활동을  규율하다가  2008년에야  방위분

야의  이용을  허용하게되어  우주기본법을  제정

한 일본보다 빠르다. 

한국항공우주연구원은 2016년 12월 우주개발

진흥법  제7조에  의하여  우주개발전문기관으로 

지정되었다. 일본의 JAXA, 프랑스의 CNES,  독

일의  DLR  등은  별도의  특별법을  통해  우주전

문기관을 운영하고 있다. 

우주개발전문기관은 우주기술로드맵 및 중장

기 계획, 우주 산업화, 국제협력 전략 등 우주

분야 다양한 정부 정책의 기획 지원 기능 강화

가 요구된다. 

우리나라는 국가우주위원회가 우주개발 총괄 

역할을  하고  있지만,  다른  선진  우주활동국들

의 우주관련 조직체계와 같이 한국의 우주관련 

조직체계도  많은  기관들이  관련되어  있다.  미

국 NASA는 일원적 체계로, 하나의 우주개발기

구가 정책의 심의, 결정과 우주개발 연구, 수행

을  같이  수행하는  형태이다.  대부분의  국가가 

국가 우주개발 계획을 가지고 있지만, 이는 우

주개발의 조직 체계적 측면과 밀접히 연계되어 

있다. 


background image

김종범 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 14~21

19

표 

3 국가 우주개발 계획의 변화

국가 우주개발 계획

주요 내용

○ 우주개발중장기계획 수립(종합과학기술심의회, 1996. 4.)

- 2015년까지 전체 19개 인공위성 개발
- 과학로켓 및 우주발사체 개발

○ 2005년까지 국내기술 기반 저궤도 위성 및 발사체 개발
○ 2015년까지 한국 우주산업  세계 10위권내 진입

○ 우주개발중장기기본계획 1차 수정 (안) 의결(과학기술

장관회의

, 1998. 11.)

- 독자위성 발사를 2005년으로 변경

○ 2005년까지 국내기술 저궤도위성 및 발사체 개발
○ 2015년까지 우리나라 우주 세계 10위권내 진입

○우주개발중장기계획 기본계획 2차수정(안) 의결

(국가과학기술위원회, 2000. 12.)
- 2015년까지 총20기 인공위성 개발
- 단계적 우주발사체 개발 및 우주센터 건설

○ 2005년까지 소형위성 자력발사 능력 확보
○ 2010년까지 저궤도 위성 및 발사체 자력개발
○ 2015년까지 우주 세계 10위권 내 진입

○ 우주개발중장기계획 기본계획 3차 수정 (안)

의결

(국가과학기술위원회, 2005. 5.)

- 『자체발사장에서 우리의 힘으로 개발 위성을 우리 발사체로

발사한다

』목표를 2005년에서 2007년으로   조정

- 다목적위성 개발 일정조정

○ 핵심 기술 개발로 독자 우주개발능력 확보
○ 우주산업 세계시장 진출 통한 세계 10위권 진입
○ 우주공간 영역 확보 및 우주활용으로 국민 삶 질 향상
○ 성공적 우주개발로 국민 자긍심 고취

○ 제1차 우주개발진흥기본계획 의결

(국가우주위원회, 2007. 6.)

- '07년  저궤도  소형위성  자력발사  지연, 다목적실용

위성 및 통신해양기상위성 개발 조정

- 기존  ‘우주개발중장기기본계획’을 우주개발진흥법에  

규정된

‘우주개발진흥기본계획’으로 보완

○ 우주개발사업의 진흥책 강화
○ 우주개발 활용 촉진
○ 우주개발 기반 확장
○ 우주개발 인력양성 및 인프라 확충
○ 우주개발 국제협력 확대
○ 우주물체 이용․관리 체제 정비

○ 제2차 우주개발진흥기본계획 의결

(국가우주위원회, 2011. 12.)

- 제1차 기본계획의 추진실적 점검하고 국내․외 동향 반영
- 우주강국 실현을 위한 핵심기술 확보 등 종합 추진

○ 우주핵심기술 조기 자립화
○ 위성정보 활용 확대 체제 구축
○ 우주산업 역량 강화 민간참여 확대 
○ 우주개발 활성화 인프라 확충

○ 우주개발중장기계획(안) 의결(국가우주위원회, 2013. 11.)

- ’13년~’20년까지의 구체적인 계획 수립 동시에  

’40년까지의 우주개발 목표를 제시함으로써 정책 

일관성 확보 

○ 정부 연구개발 예산대비 우주 비중 확대
○ 한국형발사체 자력발사능력 확보
○ 민간참여 확대로 인공위성의 지속 개발
○ 선진국 수준 우주개발 경쟁력 확보

○ 우주기술산업화전략(안) 의결(국가우주위원회, 2013. 11.)

- 우주산업 강국을 위한 국가 미래성장동력 창출 

및 창조경제 실현 기여 

○ ‘17년까지 인공위성 5기 수출
○ 우주분야 전문 벤처창업 확대
○우주산업 확대를 통한 신규 일자리 창출 확보


background image

20

김종범 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 14~21

자료 

: 한국항공우주연구원 자체 보유자료

4.2.  자원

정부 예산 과정은 경제 상황 및 우선순위에 의

존한다. 국가 예산 관행 및 절차는 직접적으로 프

로그램 효율성 및 정책과정에 영향을 미치고 있다. 

기획은  예산과의  유기적  관계  속에서  동시에 

이루어지는  것이  바람직한데,  기획  입장에서는 

이상적  접근의  경향이  강하며,  예산담당자들은 

정치적  고려에  민감하고  점증적  접근에  의존하

기 쉽다. 우주개발의 기획 및 예산의 통합을 위

해서는, 매년 시행계획의 활용이 중요하다. 

한국의 우주개발의 예산은 주요 우주개발국과 

비교시  2016년도  기준으로  6억7천만  달러  규모

에  불과하여  미국의  1/54,  일본의  1/5에  불과하

다. 실제로, 우주발사체개발사업, 우주센터건설사

업,  다목적실용위성사업,  정지궤도복합위성개발

사업 등 사업 예산의 적극적인 지원이 요구된다.

우주분야  인력은  기존  양적  개념(Man-Power)

에서,  미래시대  인력  자원(Human  Resources)의 

양성 관점에서 추진되어야 한다. 2017 우주산업

실태조사에 의하면 2016년 우주산업에 종사하는 

인력은 총 5,988명(309개 기업)으로 2015년 대비 

532명(9.8%) 증가하였다. 우주개발은 항공우주공

학 전공 이외에 전자, 기계, 소재 등 여러 기술

이 복합적으로 작용한 다. 우주분야에서는 실제 

개발사업을 통한 인재의 양성이 필요하다. 국내 

우주관련  학과에서는  이론적  교육에  치중하여 

실제  기술  습득을  체험할  수  있는  프로그램을 

가지고있지 않은 경우도 존재한다〔6〕. 

5.  성과와  전망

우주개발  분야는  1996년  ‘우주개발  중장기

계획’을  시작으로,  ‘우주개발진흥법’,  ‘우

주개발진흥기본계획’  등을  지속적으로  수립하

여 추진하였으며, 2018년 2월 제3차 우주개발진

흥기본계획을  의결하여,  장기적인  국가  우주기

술  발전을  추구하고  있다.  이처럼  우리나라는 

우주개발에  대한  정부의  강력한  정책의지  및 

실천과  이를  뒷받침하는  국민의  지지에  힘을 

얻어, 선진국 대비 단기간에 괄목할 만한 우주

개발 성과를 창출하였다. 우주발사체 분야는 실

용위성급  발사체인  한국형발사체  독자개발  추

진단계  단계까지  발전하였다.  위성분야는  국가 

수요의 사업단위로 계획․추진되어 다목적실용위

성 6․7호, 정지궤도 2A․2B, 차세대중형1호, 차세

대소형1호 등 다양한 위성을 개발 중에 있다.

이와 같은 정부주도의 일관된 우주개발 사업 

○ 위성정보활용종합계획(안) 의결(국가우주위원회, 2014. 5.)

- 위성정보 3.0 실현으로 국민편익 국대화 및 

우주분야 창조경제 실현

○ 공공부문 위성정보 활용 확대
○ 위성정보 생태계 조성으로 고부가 신시장 창출
○ 다중적 위성 정보 관리·활용 역량 강화

○ 우주위험대비기본계획(안) 의결(국가우주위원회, 2014. 5.)

- 우주위험 대비 국민의 안전과 우주자산 보호

○ 우주위험 신속 대응 및 예·경보
○ 우주위험 감시·분석 능력 확보
○ 우주위험 대비 역량 저변 확대

○ 제3차 우주개발진흥기본계획 의결

(국가우주위원회, 2018. 2.)

- 5년(’18년~’22년)간의 우주개발 계획 수립
- ’40년까지의 비전과 목표도 함께 제시하여 정책

의 일관성을 확보하고

, 예측가능성을 제고

○ 도전과 실리의 조화
○ 전략분야 선택과 집중
○ 신산업․일자리 창출 
○ 국민의 공감 확보


background image

김종범 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 14~21

21

추진은  단기간에  선진국을  추격할  수  있는  기

반이  되었다.  이제는  선진국의  추격에서  벗어

나 한 단계 도약을 통해 선진국과 어께를 나란

히 할 수 있는 위치로 국가 위상을 끌어 올려

야할 때다. 이를 위해서는 강력한 정부 지원과 

함께  보다  다양한  주체들의  우주개발  참여를 

독려하고 국가 우주산업을 확대하여 세계 속에

서도 경쟁력을 가질 수 있도록 하여야 한다.

세계 우주산업은  새로이 등장하는 우주 벤처

기업들의  등장과  기존  기업들의  기술역량  강화

등으로 시장 확대 및 민간 기업의 기술역량 증

대로 경쟁이 더욱 심화되고 있다. 이에 따라 세

계 정부들도  우주활동에 기업의 역할을 강화하

고,  국가의  우주산업경쟁력을  강화시키기  위한 

정책을 추진하고 있다. 우리나라도 이러한 경향

에 맞춰 우주산업체들이 다양한 역량을 갖추고, 

세계적 경쟁능력을 갖추도록 ‘우주기술 산업화

전략’ 등 다양한 시책을 펼치고 있다. 민간 기

업들의 우주개발 참여는 향후 계속될 전망이며, 

이를  위한  육성  정책도  더욱  세분화하여  체계

적·실효적으로 추진하여야 할 것이다. 

최근에 와서는 위성정보 활용이 실생활에 직

접적으로  많은  영향을  주고  있기  때문에  다양

한  부처에서  관련  위성정보  활용을  강화하고 

있으며,  특화된  위성정보를  확보하기  위한  위

성개발  사업도  추진하고  있다.  이러한  상황에

서는  기존과  같이  일원화된  강력한  정책  추진

에 어려움이 있을 수 있으므로, 다양한 부처들

의  위성개발사업  등을  총괄하고  일관성  있게 

추진하기 위한 제도적 장치가 필요하다.

6.  결론 

2018년 2월 5일 발표된 ‘제3차 우주개발 진흥 

기본계획’에는 다양한 첨단위성 개발‧활용으로 

국민생활  향상과  4차  산업혁명을  견인하고, 

ICT(AI·빅데이터)  등  우리나라의  강점  분야와 

우주기술을  융합하여  새로운  서비스  발굴  및 

시장을 창출한다는 계획이 포함되어 있다.

세계적으로도  우주  분야에는  4차  산업혁명의 

요인들이  작용하고  있다.  실리콘  밸리에  위치한 

우주  발사체  분야  스타트업  Relativity  Space사는 

현재 발사비용의 90% 절감을 목표로 발사체 전

체를 3D 프린팅 기술로 제작하는 것을 추진하고 

있다.  위성  레이다영상(SAR)의 Deep Learning등

을  통한  정밀  해석은  지하자원이나  유적  발굴 

등 앞으로 다양한 영상 이용을 예상할 수 있게 

한다.    또한  위성통신  분야에서는  OneWeb이 

648기의 초소형 통신위성을 발사하여 2020년까지 

전 세계 어디서나 접속 가능한 초고속 우주 인

터넷망 구축을 추진하고 있다. 여기에 사용되는 

위성은  에어버스에서  스마트  팩토리를  구축하여 

대량생산한다.  이와  같이  4차  산업혁명은  우주 

분야에서도 이미 활발하게 진행 중이다.

4차 산업혁명이라는 변혁의 문턱에 있는 지금, 

우주기술  정책  및  행정의  변천사를  살펴보는 

것은 우주기술을 도약시키기 위해 필요한 과정

이다.  우리의  우주개발  잠재력을  재발견하고, 

돌파구를 모색하는 지름길이 될 것이다.  정부의 

체계적인  전략을  바탕으로  산·학·연이  연계

하여 R&D 역량을 모은다면 우주 분야는 향후 

우리의 기술혁신과 국민경제의 중심적인 역할을 

담당해 나갈 수 있을 것이다.

7.  참고문헌

1. 과학기술부, 한국과학기술사료 수집․연구․  분

석․전시를 위한 종합계획 수립연구, 2007.

2. 과학기술부, 2006 우주개발백서, 과학기술부, 

2006.

3. 미래창조과학부, 2016년도 우주개발 시행 계

획(안), 2016.

4. 과학기술정보통신부, 과학기술50년사, 2017.

5. 국가우주위원회, 제3차 우주개발 진흥기본계

획(안), 2018.

6. 김종범, 우주개발 혁신체제 특성과 영향요인

에 관한 국가간 비교연구, 2006. 6.


background image

항공우주산업기술동향 16권 1호 (2018) pp. 22~29

http://library.kari.re.kr

에서 보실 수 있습니다.

산업·정책동향

세계  지구관측  위성  시장  현황  및  전망

김은정*

1)

Global  Earth  Observation  Satellite  Industry  Prospects

Kim, Eunjeong*

ABSTRACT

Governments  are  the  primary  investors  in  the  earth  observation  satellite  launch  market, 

responsible  for  87%  of  the  satellites  launched  from  2007  to  2016.  During  the  next  decade,  the 
number of commercial satellites is expected to expand from 13% to 58%, which includes satellites 
operated  in  constellation.  Also  the  new  value-added  services  are  expected  to  be  created  in  new 
demand  markets  which  have  not  used  EO  data  so  far.  However,  any  small  satellite  constellation 
operators have not yet complete the planned whole constellation and need more investment. From 
the policy perspective, major space activity countries are updating policies and regulations in order 
to allay security concerns and to encourage data sharing as well as to protect commercial interest.   

초  록

지구관측 위성 분야는 지난 10년간 발사된 전 세계 지구관측 위성 가운데 정부 위성이 87%를 차지

할 만큼 정부 수요가 큰 분야이다. 앞으로는 지구관측 위성 상업 시장이 더욱 커질 것으로 전망되는
데, 소형위성군 운영 기업들의 진출로 인하여 상업 지구관측 위성(50kg 이상) 수가 기존 13%에서 향
후 10년간 58%로 증가하고, 위성 데이터 활용 분야가 기존에 위성영상을 사용하지 않는 수요까지 확
대될 것으로 보인다. 그러나 소형위성군 계획을 발표한 기업 가운데 아직은 전체 위성군을 완성하여 
운영하고 있는 기업은 없으며 투자가 지속적으로 필요한 상황이다. 우주활동 주요국들은 이러한 지구
관측 위성 시장 변화에 대응하여 국가 안보와 산업체 경쟁력 향상을 지원하기 위해 관측위성 데이터 
규제 및 활성화 정책을 업데이트하고 있다.

Key Words  :  Earth observation satellite(지구관측위성), EO data(지구관측위성 데이터), EO data 

policy and regulations(지구관측위성데이터 정책 및 규제) 

* 김은정, 한국항공우주연구원, 정책연구부 우주정책팀
  ejkim@kari.re.kr


background image

김은정 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 22~29

23

1. 서 론

지난  10년간  지구관측  위성1)을  발사한  국가

는 35개국에 달한다. 지구관측 위성의 주요 투

자기관은 정부기관으로서 발사된 위성의 87%가 

정부  위성이다.  향후  10년간  지구관측  위성을 

발사하는 국가는 48개로 증가될 것으로 전망되

고 있다. 이 가운데 우주 신생 국가들의 지구관

측 위성 개발 목표는 우주기술 개발 초기 역량

을  확보하고  관측정보가  필요한  국가  정책  수

요에 자국 지구관측 플랫폼을 이용하여 효율성

을 높이는 것이다. 우주개발 초기 단계에 있는 

국가들이 세계 위성개발 매출 규모에서 차지하

는  비중이  12%인데,  이  국가들은  대부분의  위

성을  해외로부터  조달  때문에  세계  위성제조 

기업들에게는 유망한 시장으로서 의미가 크다. 

최근 지구관측 위성산업에서 주목할 만한 변

화는  저비용의  대량  위성을  기반으로  한  위성

군  운영  기업이  증가하고  있다는  점이다.  이 

신생기업들은  정부지원보다는  벤처자금  등  민

간자금을 유입함으로써, 기존 상용위성 기업과

는 다른 비즈니스 전략을 보여주고 있다. 소형

위성군 운영 기업들은 수십에서 수백개에 달하

는 위성군으로 관측 주기를 하루 또는 시간 단

위로  단축하고,  소형위성이  갖는  성능의  한계

를 넘어서고자 IT 기술을 적극적으로 활용하며, 

지상시스템의  처리기술을  이용하여  위성  데이

터    품질을  보완함으로써  위성관측  시장에  변

화를  일으키려고  하고있다.  고가의  고해상도 

위성  영상을  구매하는  국방  수요를  제외하고

는,  저렴하거나  무료인  위성  데이터를  활용하

여  부가가치를  창출하고  있는  농업,  자원관리 

등의  분야들은  소형위성군이  제공하는  저가의 

위성 데이터에 큰 관심을 갖고 있다. 민간투자

를  기반으로  한  위성군  벤처기업들의  탄생은  

2010년대  이후  본격적으로  시작된  변화로서, 

아직은 위성관측 시장에서의 성공을 확실할 수

는 없으나, 소형위성 데이터에 대한 관심이 커

1) 50kg 이상으로 국방 전용 위성은 제외하고 기상위성은 포함

지고 있는 것은 사실이며, 각국 정부들도 기존 

고성능  위성  데이터  구매에서  새로운  위성군 

기업으로  구매처를  확대시키고  있다.  본  보고

서에서는 이러한 변화들을 포함한 세계 지구관

측 위성 및 데이터 시장의 현황과 전망, 그리고 

관련 정부 정책들을 살펴보고자 한다. 

2. 세계 지구관측 위성 시장 전망 

2.1  지구관측  위성수  및  시장규모

세계적으로  향후  10년간(2017~2026)  발사될 

50kg  이상  민수부문  지구관측  위성  수2)는  600

여기로  지난  10년(2007~2016)에  비해  3배  이상 

증가하고, 지구관측 위성개발 매출액 또한 기존 

174억  달러에서  336억  달러로  약  2배  증가될 

전망이다.  

세계 지구관측(민수) 위성 시장

’07~’16

’17~’26

발사 위성 수(50kg 이상)

181기

601기

위성개발 매출액($)

174억

336억

표  1.  세계  지구관측위성  발사  및  매출  규모 

2017~2026년 동안 전세계 위성 개발3) 총매출

액에서  지구관측  위성(기상  포함)이  차지하는 

비중은 통신에 이어 두 번째이다. (총 매출액은 

2,420억 달러가 될 것으로 추정되며 이 가운데 

통신은  810억  달러(33%),  지구관측  분야는  710

억 달러(29%)이다.) 

지구관측 위성개발 수요는 주로 정부에서 발

생했으나, 앞으로 정부위성과 상업위성 간 비중

에 변화가 올 것으로 전망된다. 기존에는 지구

관측  위성  가운데  13%만  차지하던  상업  위성 

수가 향후 10년간 58%로 증가할 것으로 보이는

데, 이는 주로 위성군으로 운영되는 위성의 비

2) 국방 전용 위성과 기상위성을 제외한 민수(민군겸용 포함) 위성을 

대상으로 함 

3)  민수/군수와  상관없이  임무  기준으로  통신,  지구관측,  항법,  안보, 

우주과학, 기술검증으로 분류됨 


background image

24

김은정 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 22~29

중이 기존 10%에서 56%로 크게 증가하기 때문

이다. 매출액 기준으로는 다른 양상을 보여 정

부  위성  매출액의  비중이  여전히  높을  것으로 

보이는데, 이유는 상업 위성 가운데에는 저가의 

소형위성 수가 상대적으로 많기 때문이고, 우주 

선진국에서는 정부가 여전히 새로운 위성 설계 

및 관측센서 등에 대한 R&D 투자를 늘리고 있

기 때문이다. 상업위성 가운데 단독으로 운영되

는 위성의 수가 전체 중 2%에 불과하지만 관련 

매출액이  4%로  유지되는  이유  또한  민군겸용 

위성을 운영하는 DigitalGlobe사 등이 고가의 고

해상도 위성을 지속적으로 운영하기 때문이다.  

2016년 한 해 동안 민수 지구관측 위성에 투

자된 정부 투자금은 91억 달러이다. 이는 57개 

이상의 국가가 투자한 총 규모이며 미국, 중국, 

러시아, 일본, 유럽(ESA, EU, EUMETSAT)이 차

지하는  비중이  89%에  달한다.  최근  지구관측 

위성에  대한  민간투자가  증가하고  있는데, 

2011~2016년 6년간 신생 관측위성 기업에 투자

된 벤처자금은 7억 달러 정도이며, 투자 대상은 

기존의  위성  운영  기업에서  데이터를  통해  분

석서비스를 제공하는 기업으로 변화되고 있다. 

2.2  국가별  정부  위성개발  전망

각국 정부의 관측위성 개발 분야 우선순위는 

위성 개발 수준과 국가 정책 목표에 따라 차이

를 나타낸다. 

미국, 유럽, 일본은 환경 모니터링에 대한 정

책적  우선순위가  높기  때문에  R&D  프로그램 

내에서도  과학연구를  지원하는  지구관측  위성 

개발을  중요하게  생각하고  있다.  유럽의  경우 

Sentinel 위성 시리즈, 미국의 JPSS 위성이 국가

적의 대표적인 운영성(operational) 관측 위성으

로서 정부의 지속적인 투자가 이루어지고 있다. 

유럽  우주선진국들의  경우  ESA의  관측위성  프

로그램과 별도로 고해상도 민군겸용 위성과 새

로운 분야의 과학위성을 개발하는데 초점을 맞

추고 있다. 이탈리아의 COSMO-SkyMed, 프랑스

의 Pleiades가 대표적인 민군겸용 위성이다. 

우주선진국과  달리  우리나라를  비롯한  중국, 

인도는  데이터의  확보  자립성을  목표로  자국 

관측위성을  개발하고  있다.  특히  중국은  향후 

10년간  49개  위성을  발사할  계획을  갖고  있는

데,  이전  10년  간  발사한  55기  보다  위성수가 

감소한  이유는  기술  발전에  따라  위성들의  임

무수명이  증가하였기  때문이다.  우주활동  국가

들의  지구관측  위성  발사  수는  아래와  같다.    

  

구분

위성운영기관

위성 발사 수

2007~2016

2017-2026

정부 
위성




미국(NASA)

6

7

러시아

9

32

ESA/EU

11

16

유럽 국가별

10

24

중국

55

49

인도

13

12

일본

7

13

한국

4

8

기타

41

87

총 정부 위성 수

(기상 제외)

157

251

(우주선진국)

125

177

(개발도상국)

32

74


GEO

16

24

LEO

12

32

HEO

-

4

총 기상위성 수

28

60

상업

총 상업 위성 수

24

350

총 지구관측 위성 수

209

661

표  2.  국가별  지구관측위성  발사  전망

2.3  상업용  위성개발  전망

2017년에는  새로운  대규모  소형위성군이  운

영을  시작하고(Planet사)  또  다른  위성군 

(BlackSky사)의  첫  위성이  발사된  해였다.  새로

운 지구관측 위성 운영기업들의 취하는 저비용 

소형위성군  전략은  기존에  한  기의  위성으로 


background image

김은정 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 22~29

25

수요에 대응해오던 방식을 변화시키고 있다. 소

형위성이나  큐브위성으로  위성군을  운영할  계

획을 발표한 기업이 현재까지 20여개에 달하며 

500kg 급 이하 기준으로 1,300개 이상의 소형위

성이  지구관측용으로  발사될  전망이다.  지구관

측 소형위성군 운영 기업의 대부분이 광학관측 

위성을  운영하며  이들이  목표로  하는  시장은 

자원  관리,  건축/시설  모니터링,  위치정보서비

스, 국방 분야 등이다. 2017년경까지 새로운 위

성군 운영 기업들은 6억 달러 이상을 벤처케피

털로 투자받았다. 그러나 아직 이 기업들 가운

데  전체  위성군을  완성하여  운영하고  있는  기

업 아직 없으며 앞으로 투자가 더 필요할 것으

로 보인다.

그림  1.  지구관측용  소형위성군  발사  규모 

전통적으로  상용  지구관측  위성  운영시장을 

점유하고  있는  기업은  DigitalGlobe,  Airbus, 

MDA로  이들은  상용  데이터  판매  시장의  50% 

이상을 점유하고 있다. 이들의 목표는 운영 중

인  위성이  수명을  다하면  이를  대체할  새로운 

위성을 발사하여 데이터 제공 서비스를 유지하

는  것이다.  최근  DigitalGlobe는  이러한  전통적 

운영방식을 

벗어나 

저비용 

소형위성군 

‘Legion’이라는  포트폴리오를  새로  추가하려 

하고  있다.  DigitalGlobe는  최근에  발사한 

WorldView-4를 포함하여 5기의 최대 규모의 대

형 고해상도광학 위성을 운영하고 있는데 최근 

MDA와 합병한 바 있다.     

단독 위성 발사수

기업명

2007~2016

2017-2026

DigitalGlobe

4

2

Airbus

1

2

MDA

1

0

Imagesat

0

1

기타

-

7

단독 위성 총계

6

12

위성군 위성 발사수 (50kg 이상) 

Planet

(이전 Terra Bella)

7

20

Axelspace

-

13

BlackSky

-

120

DigitalGlobe

-

86

Planet

(BlackBridge)

5

-

UrtheCast

-

24

기타

6

75

위성군 위성 총계

18

338

(단독 + 위성군) 총계

24

350

50kg 미만 위성

상업용 위성군

211

1000+

표  3.  기업별  지구관측위성  발사  전망   

3. 지구관측 위성 데이터 시장 

3.1  시장  규모  및  특성

지구관측  위성  데이터  시장은  크게  데이터 

판매시장과  데이터  가공·분석  서비스를  제공

하는  활용시장으로  구분할  수  있다.  지구관측 

위성은  민간기업이  운영하는  상용위성과  정부

가  운영하는  공공위성으로  구분되며,  <그림  2>

에서  보듯이  상용으로  판매되는  관측  위성  데

이터 판매시장 매출규모는 2016년 기준으로 18

억 달러에 달한다. 데이터 판매 시장은 현재 20

여개  정도의  위성운영  기업들이  진출해  있고 

최근 새로운 기업들이 등장하고 있으나, 여전히 

DigitalGlobe,  Airbus,  MDA  3대  기업이  데이터 

시장을 점유하고 있다. 


background image

26

김은정 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 22~29

그림  2.  지구관측위성  데이터  시장  규모 

 

지구관측  위성  데이터의  주요  고객은  국방  

기관으로서 특히 미국의 국방부가 세계 매출의 

큰  비중을  차지한다.4)  이들은  높은  해상도와 

위치 정확도를 요구하는데, 고정밀 데이터에 대

한  수요는  고성능  카메라,  별추적기,  CMG  등 

최고  성능을  보유한  위성  시스템을  필요로  하

고  위성  자체와  위성이  생산하는  데이터의  가

격을 높이는데 영향을 준다. 그러나 중간 정도

의 성능으로도 수요에 부응할 수 있는 자원, 인

프라 모니터링 등 시장은, 특히 최근에 기업들

이  소형위성군을  통한  낮은  가격의  위성  정보 

공급  계획을  발표하면서,  데이터  가격  하락에 

영향을 줄 것으로 전망된다. 특히, 2019/20년 이

후 광학 데이터, 2021/22 이후에는 SAR 데이터 

가격이  관측  위성군  운영  개시와  함께  가격의 

변화가 일어날 것으로 예측된다. 

지구관측 데이터 활용 시장은 고객 포트폴리

오 측면에서 데이터 판매 시장과 다르다. 데이

터  판매  시장에서는  국방  수요가  구매  비중이 

높지만(국방  수요는  데이터  판매  시장에서는 

60% 차지), 국방 기관들은 데이터 분석 업무를 

주로 내부에서 자체적으로 수행하기 때문에 부

가가치가  시장  매출액으로  집계되지  않는다

(2016년도 데이터 활용 시장에서의 매출 규모는 

15%  정도  수준(그림  3  참조)).  이에  반해  지도 

4)  미  국방부는  주로  국방부  산하  국가공간정보분석국(National 

Geospatial-intelligence Agency, NGA)을 통해 위성정보를 구매한다

제작, 자원 및 환경 모니터링 등의 

非국방 고객

들은  저가나  무료  데이터를  활용하는  경향이 

높기  때문에  데이터  시장에서는  낮은  매출을 

보이나  활용시장에서는  상대적으로  높은  비중

을 나타낸다. 이러한 사실은, 데이터를 무료 또

는 저가로 공급한다면 활용 서비스 개발 및 제

공자들은  이를  계기로  더  큰  부가가치를  창출

할 수 있는 기회를 만든다는 것을 의미한다. 

그림  3.  지구관측위성  데이터  시장  분야별  비중 

3.2  지구관측  위성  데이터  활용

현재 지구관측 위성 분야의 새로운 트렌드는 

소형위성군  운영을  시작한  Planet사를  비롯해 

위성군을 계획하고 있는 기업들이 증가하고 있

다는 것이다. 이 기업들의 공통된 목표는 위성 

데이터 가격을 낮추고 관측빈도를 높여 변화탐

지 역량을 향상시키고 시장을 확장하는 것이다.  

새로운  위성정보를  공급함으로써  기존에는  없

던 서비스 영역이 개발된다면 데이터 활용시장 

매출  성장세는  현재  수준보다  높아질  것이다. 


background image

김은정 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 22~29

27

<그림4>의  ‘활용  매출(신규)’부분은    이러한 

신규 서비스가 창출되는 시나리오를 반영한 것

이다.

그림  4.  지구관측위성  데이터  시장  매출  전망

위성을  통해  저비용으로  더  자주  관측정보가 

확보될  수  있다면  기존에  현장조사나  항공기를 

활용하였던 건설 현장 모니터링, 농업 정밀 작황 

분야나  금융  서비스,  시장정보  분석  등  새로운 

수요  대응이  가능해진다.  특히,  특정  지역에  대

한 잦은 빈도의 관측은 다양한 위치정보 응용서

비스를  개발할  수  있도록  도와주는데,  일례로 

Orbital  Insight사는  위성  데이터를  이용하여  주

차장  차량을  계산함으로써  소매업  체인사업  주

가를  추정하는  기초자료로  활용하거나  전  세계 

석유 보유량을 추정한다. 위치정보 응용서비스는 

앞으로  유망한  대표적인  시장분야로서  <표4>은 

가능한 서비스를 보여준다. 

위치정보

서비스

예시

도시계획

교통량 모니터링, 

新건축지 검토

시장분석

주차량 계산을 통한 교통량 추정, 
피크 영업시간대 추정

에너지

세계 에너지 저장량 모니터링

금융

주가 변동, 상품 거래 추정

무역

화물수송 선박이동 모니터링으로 경제 
지수 계산

표  4.  지구관측정보  기반의  위치정보서비스

3.3  빅데이터,  AI  기술의  영향

최근  기술발전  속도가  빨라지고  있는  빅데이

터, AI 기술은 타 분야 기술을 발전시키는 촉진

제(enabler) 역할을 한다. 그 역할은 지구관측 위

성 데이터 시장에서도 예외가 아니다. 딥러닝 기

술이  지구관측  데이터  활용시  적용되는  부분은 

위성영상에서 특징을 찾아내는 것이다. 인물 사

진에서 얼굴 이목구비의 특징을 찾아 사람을 식

별하는  기술이  위성영상  사진에서  특정  물체를 

식별하는데  사용될  수  있는  것이다.  AI  기술은 

클라우드  컴퓨팅  기술과  접목되어  대량의  위성

영상을 이용한 모니터링 활용 기술을 더욱 향상

시킬 것이다. 

지구관측  위성영상  시장에  AI  기술이  적용되

는 과정(value  chain)은 클라우드 컴퓨팅 → 데

이터 획득 → 분석툴 활용 → 서비스로 요약될 

수 있다. 현재 클라우드 컴퓨팅은 대량의 데이터

를 보유하고 있는 구글, 아마존, 페이스북, 애플 

등  거대  인터넷  기업들이  진출해  있다.  거대한 

데이터를  저장할  수  있는  하드웨어가  필요하기 

때문에  이에  대한  투자규모를  감당할  수  있는 

대기업들이 추진하고 있다. 데이터 수집에 있어

서는 지구관측 위성 데이터 외에도 IoT 등을 통

해  얻는  사물  데이터,  현장  수집  데이터,  통계 

및 시장 정보 등이 함께 이용된다. 이러한 데이

터를 활용하여 분석할 수 있는 툴은 주로 오픈

소스로 확보할 수 있다. 구글의 TensorFlow, 마

이크로소프트의 CNTK가 그 예인데 이들은 많은 

소프트웨어를 개발하고 있다. 마지막으로 서비스

를 제공하는 기관은 정부기관을 비롯해 기존 기

업과 새롭게 응용기술을 개발하는 창업기업들이 

참여하고  있으며  이들은  영상들을  분석하여  수

요자들이 원하는 분석결과를 제공한다.      


background image

28

김은정 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 22~29

그림  5.  빅데이터  및  AI  적용  가치사슬

4. 데이터 규제 및 활용 정책·규정 

정부는  국가의  이익과  안보를  위해  상용  위

성 데이터의 배포·판매를 관리하는 정책과 규

제를  수립하여  시행하고  있다.  그러나  규제가 

기술의  발전  속도를  따라가지  못하는  경우가 

발생하여 산업체들이 규제 완화를 요구하는 경

우가 발생하기도 한다. 

위성운영  허가제(license)도  규제의  일환으로 

국가  안보와  외교정책을  반영한  항목을  허가 

요건으로  포함시킨다.  허가  요건  가운데‘촬영

제한’은 일부 데이터 수집과 배포를 제한하고, 

‘촬영우선권’은 정부 사용자가 특정 사용 커

뮤니티에  데이터  우선권을  부여하며,  ‘블랙리

스트  국가  제한’은  국가안보에  위협을  주는 

국가에 대한 데이터 수집이나 배포를 제한하고, 

어떤  경우에는  위성  운영  업체가  데이터  원본 

판매  기록과  고객  정보를  허가당국에  알려야 

하는 의무를 갖기도 한다.      

데이터의 배포·판매 관리 규제와 함께, 미국 

등  일부  국가들은  상용  위성데이터  활용을  활

성화하기 위한 정책들을 도입하고 있다. 미 해

양대기청(NOAA)은  2016년에  기상업무에  상용 

데이터를  활용하는  내용을  담은  ‘상업우주정

책(Commercial  Space  Policy)’을  발표하였고, 

뒤를 이어 이와 관련된 기본원칙을 담은 ‘상업

우주활동평가(Commercial  Space  Activities 

Assessment)’ 가이드라인을  발표하였다.  이를 

기반으로 시행된 ‘상용 기상데이터 파일럿 프로그램’ 

(Commercial  Weather  Data  Pilot)(2016~2017)은 

GPS-RO 데이터 구매 및 기상업무 검증 수행에 

1,100 달러 예산이 배정하였고 공개경쟁을 통해 

수행업체로 Spire사, GeoOptics를 선정하였다. 현

재는 2라운드 프로그램이 진행 중이다. 미 안보 

관련 기관은 오래전부터 상업 위성 데이터를 구매

해왔다.  국가공간정보분석국(NGA)은  EnhancedView 

프로그램 하에 10년간 장기 계약을 통해 상용 데

이터를 구매하고 있으며 매년 구매 비용으로 데이

터 구매에 3.5억 달러, 분석 서비스 구매에 5억 달

러를 지출하고 있다.

최근  저비용의  소형위성을  위성군으로  운영

하면서  관측빈도를  높이고  위성  데이터  처리 

기술을 향상시키는 ‘New Space’산업이 발전

하면서  규제  개선의  필요성이  대두되고  있다. 

아래  <표5>는  ‘New  Space’기술발전에  관련

된  규제  관련  이슈를  보여준다.  그러나  New 

Space 기업들 가운데 아직은 단시간 이내 전지

구 커버 능력, 위성 데이터 획득 이후 전달까지

의  소요시간  단축(미  국방부는  90분  이하  요

구), 0.5m급 해상도, 높은 위치정확도 (CE90 5m 

이상) 모두를 만족시키는 서비스를 제공하는 기

업은 없다. 그럼에도 불구하고 미 국가공간정보

분석국(NGA)은 소형위성의 성능이 향상될 것이

라  기대하며  시범사업을  통해  Planet과  위성정

보  구매  계약을  체결(2016년  2천만  달러,  2017

년에는  1천4백만  달러)하여  활용성을  검증하고 

있다.  

변화

규제 관련 이슈

시간해상도 

향상

단시간 전지구 촬영이 가능성이 
높아지면서 국방자산 노출 대비 필요

해상도 

처리기술

관측정보 해상도 향상으로 국방 
기관의 주요 타겟 속성이 공개됨

우주잔해물 

증가

대규모 위성군 운영에 따라 수명이 
다한 위성의 우주잔해 문제 발생

우주상황인식

대규모 위성군 운영에 따른 
우주교통관리 어려움

HD 동영상 

국방자산 노출 및 보호 문제 발생

표  5.  New  Space  관련  규제  이슈


background image

김은정 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 22~29

29

아래 <표6>은 주요 국가별 지구관측 위성 데

이터 정책이 요약되어 있다.

국가

지구관측 위성 데이터 정책

ESA

‘지구관측 데이터 정책(EO Data Policy)’(2010)를 통해 등록을 하면 무료 데이터 사용 가능. 데이터 
유형을 ‘무료’와 ‘제한’으로 구분하고,‘제한’ 데이터는 프로젝트에 관련된 product 쿼타를 
확인하는 차원에서 데이터가 사용되는 프로젝트 제안서 제공해야 함

캐나다

‘원격탐사 우주시스템 법령(Remote Sensing Space Systems Act)’를 통해 국가 안보 및 산업화 촉진. 
Radarsat-1과 Radarsat-2의 재원과 운영주체가 상이하여 데이터 정책이 상이함. non-discriminatory 
원칙을 기준으로 하되 데이터 사용 우선순위가 있으며. 현재 캐나다 우주청(CSA)는 정부기관에 데이터 
사용 우선권 제공하고 오픈 데이터 내용을 포함한 새로운 정책 기획 중

독일

‘위성데이터안보법(Satellite Data Security Act)’(2007)를 제정하여 특히 데이터 배포와 관련하여 국가 
안보와 외교정책 방향 반영. 고해상도 위성 운영 또는 데이터 배포 관련 업체는 ‘경제·수출통제 
연방사무국’으로부터 허가를 받아야 함. TerraSAR-X(25cm 해상도) 위성 데이터를 관리하는 규제가 
2013년 실시된바 있으며, 이는 상용 배포에 대한 해상도 제한은 없으나 배포건마다 승인이 필요함

프랑스

‘우주운영법(Law on Space Operations)’(2008)을 통해 외기권 활동에 대한 허가와 규제를 
국제기준에 따라 규정. Airbus는 SPOT 위성 데이터의 전세계 독점 판매에 대한 권리를 부여받았고, 
Pleiads 위성 또한 유사 정책 적용 중. 데이터 해상도 등 기술이 발전하면서 산업체 측에서는 상업용 
판매 영상의 해상도 기준을 50cm로 낮춰야 한다고 요구 중 

이탈리아

고해상도 데이터 사용에 대한 규제는 2001년에 체결된 프랑스의 Pleiades, 이탈리아의 COSMO-SkyMed 
위성의 공동 활용 관련 협약에 따르지만, 본 협약은 군용에 대한 데이터 공동 활용을 규정하는 
것으로 현재 상용 데이터 사용에 대한 규제는 부재한 상황임.  

중국

상용 데이터 활용 관련 규정이 없음

인도

‘원격탐사데이터정책(Remote Sensing Data Policy)’(2011)이 제정되어 국가 안보보호 차원에서 1m 
이상 해상도를 가진 관측 데이터는 배포 이전에 사전 검토됨.  

일본

2015년 우주기본법 발표 이후, 2016년에‘위성 원격탐사 데이터의 적정 관리를 위한 법률안(Act on 
Ensuring Appropriate Handling of Satellite Remote Sensing Data)’수립(2017년 11월 시행). ADEOS 위성 
데이터는 공공/연고용의 경우 EOC와 EORC를 통해 배포되며 상용은 RESTEC에서 배포. ALOS 위성은 
지역마다 있는 ‘데이터 노드’를 두어 각 노드를 통해 상용 데이터 배포  

러시아

2017년 푸틴 대통령은 향후 10년간 원격탐사 시스템 향상 목표를 발표하면서 데이터 관련 규제를 
개선하는 것을 주요 목표로 추진하기로 발표하였음

표  6.  국가별  지구관측  위성  데이터  정책

참고문헌

1. Euroconsult,‘Satellite-Based Earth Observation 

Market Prospects to 2026’, 2017

2. Euroconsult,‘Satellites 

to 

Be 

Built 

Launched  by  2026  World  Market  Survey’, 

2017

3. 일본  ‘위성  원격탐사  데이터의  적정  관리를 

위한 법률안’(2016)


background image

background image


background image

background image

항공우주산업기술동향 16권 1호 (2018) pp. 33~41

http://library.kari.re.kr

에서 보실 수 있습니다.

기술동향

도심용  공중  모빌리티  개발  현황  및  과제

황창전*

1)

  Status  and  Challenges  of  Urban  Air  Mobility 

Development

Hwang, Chang-jeon*

ABSTRACT

Previous  PAV  R&D  has  been  performed  by  research  institutes  and  a  part  of  aero-maina. 

However, nowadays urban air mobility (UAM) developments are worldwidely performed by start-ups 
to legacy airframers as well as research institutes, since Ehang exhibited at CES in Jan. 2016, Uber 
announced a service plan in Oct. 2016, and enabling technologies such as DEP were matured. There 
were about 20 developers in Sep. 2017, but more than 50 in Feb. 2018. Electric PAV market about 
ODM (On-Demand Mobility) was  considered until mid-2017, however now focused more on the UAM 
market. Based on these background, this paper summarizes the previous PAV studies, the reasons 
why UAM are more focused, the status of UAM developments, and some challenges considering for 
the development.

초  록

과거 개인항공기(PAV)에 대하여 연구기관과 일부 매니아층에서 여러 분야의 연구 및 개발이 

진행되어 왔다. 하지만, `16년 1월 Ehang의 CES전시, 10월 우버의 Elevate를 발표, 분산전기추진 
등  관련기술의  성숙화  등에  따라,  전  세계적으로  도심용  공중  모빌리티(Urban  Air  Mobility, 
UAM)  개발열풍이 불고  있다.  지난 `17.9월  20여개였던  비행체 개발자는  `18.2월 현재  50여개로 
늘어났다.  전기동력  PAV  시장은  `17년  중반까지  수요대응형  모빌리티(On  Demand  Mobiiity, 
ODM) 시장을 중심으로 논의되다가 현재는 도심용 공중 모빌리티 개발 및 서비스에 집중하고 있
다. 이런 배경에서 본 논문은 과거 PAV연구를 정리하여 UAM으로 집중하게 된 원인을 분석하고, 
최신 UAM 개발동향을 살펴보고, 우리가 참고해야 할 시사점과 과제를 도출한다.

Key Words  :  Urban Air Mobility(도심용 공중 모빌리티), eVTOL(전기동력수직이착륙기), PAV(개인

항공기), Air Taxi(에어택시)

* 황창전, 한국항공우주연구원, 항공연구본부 항공기체계부

chwang@kari.re.kr 


background image

34

황창전 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 33~41

1. 서 론

인간이  언제  어디서나  자유로이  날라  다닐 

수 있는 것은 인류의 오랜 꿈이었으며, 근래 들

어 도심과 고속도로 등 지상교통망이 심각하게 

정체․포화되어  지상교통망  신규  확충에  막대한 

비용이  소요되는  상황으로  악화되면서  3차원 

공중 교통수단, 소위 개인항공기(PAV, Personal 

Air Vehicle)에 대한 사회적 니즈가 점진적으로 

증가되어 왔다.

90년대 중반 이후 개인항공기(PAV)에 대하여 

미국 NASA 등에서 여러 분야의 연구를 진행하

였고, 2000년대 들어 유럽도 관심을 가져 여러 

관련과제를  수행하였으며,  일부  매니아층이나 

스타트업에서는  몇가지  개념을  구현하고자  비

행체  개발을  진행하였다[1~4].  하지만,  PAV의 

가장  큰  시장인  도심용  PAV(UAM,  Urban  Air 

Mobility) 구현을 위한 기술적인 성숙도의 미흡

으로  시장성  있는  비행체는  개발되지  못했다. 

그러나  2010년대  들어  촉발된  촬영/취미용  드

론 열풍은 전기동력, 자율비행, 모터 등의 기술

성숙도를  높였고,  급기야  `16년  1월  Ehang의 

CES전시, 10월 우버의 Elevate를 발표[5], 분산

전기추진 등 관련기

술의  성숙화  등에 

따라,  전  세계적으

로  도심용  공중  모

빌리티(UAM)  개발

열풍이  불고  있다

[6]. 지난 `17.9월 20

여개였던 비행체 개

발자는 `18.2월 현재 

50여개로  늘어났으

며[6], 이는 대형 서

비스 제공자에 의해 

촉발된 신산업의 태

동으로  볼  수  있다. 

PAV  시장은  `17년  중반까지  수요대응형  모빌

리티(On  Demand  Mobiiity,  ODM)  시장을  중심

으로  논의되다가  그  방향을  더욱  좁혀  현재는 

근미래 실현가능성이 있는 전기동력 도심용 공

중 모빌리티(Urban Air Mobility, UAM) 개발 및 

서비스에 집중하고 있다[4~7].

이런  배경에서  본  논문은  과거  PAV연구를 

정리하여 UAM으로 집중하게 된 원인을 분석하

고, 최신 UAM 개발동향을 살펴보고 우리가 개

발하여  시장에  진입하기  위해  참고해야  할  시

사점과 과제를 도출하고자 한다.

2. 본 문

2.1  PAV관련  이전연구

소위  개인항공기,  PAV(Personal  Air  Vehicle)

는  민간  항공교통서비스가  Hub  to  Hub,  Hub 

to Spoke의 시장에만 활용되는 것에 대해 개인

이 원하면 언제 어디서나 Spoke to Spoke 뿐만 

아니라  거미줄같이  연결되는  공중  모빌리티로 

이용할  수  있는  개념으로  Moore는  “다수의 

일반 대중이 감당할 만하며 사용할 수 있으며, 

스스로 운용할 수 있는 항공기”라고 정의했다

[2]. 

하지만 아직도 항공기는 일반 대중이 스스로 

Fig.  1.  Previous  Studies  on  PAV[1~2]


background image

황창전 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 33~41

35

운용할  수  있을  정도의  완벽한  자율비행이나 

조종용이성이  확보되지  않았고,  공공의  안전측

면에서 자가용으로 운용할 수 있는 수준은 아닌 

것으로 판단할 때 PAV의 정의를 “개인의 필요

에  따라  궁극적으로  언제  어디서나  비행할  수 

있는  수요  대응형  공중  모빌리티(On  Demand 

AIr Mobility)”로 하게 되면 에어택시 서비스를 

포함하여  광범위한  개념을  포괄할  수  있다고 

판단한다. 탑승객 수나 항속거리, 속도 등은 기

술한계 등으로 구분 지워지는 부수적인 파라미

터라고 생각한다.

Fig.  2.  Air  Vehicle  Concepts  of  PAVE[2]

Fig.1에서 보는 바와 같이 미국 NASA에서 과

거 

수행된 

PAV관련 

연구로는 

AGATE(Advanced  General  Aviation  Transport 

Experiments, 1994~2001), GAP(General Aviation 

Propulsion,  1995~2000),  SATS(Small  Aviation 

Transportation  System,  2001~2005),  PAVE(PAV 

Exploration,  2001~2004),  또한  미국  DARPA의 

DARTS(Dual  Air/Road  Transportation)  과제  등

이  있었으며,  PAVE를  제외하고는  주로 

GA(General  Aviation)를  활성화하고  미국내  수

많은 군소 활주로(2000년대초 당시 공공 5300+

개,  사유  500+개)를  활성화시키고자  하는  목표

로  수행되었다[1~2].  PAV용  별도  비행체에  대

한  연구는  PAVE과제를  통해서  도출되었다[2]. 

관련  학계에서도  여러  타당성  분석연구  등이 

수행되었다[8].  Fig.2는  PAVE결과  도출된  비행

체들을  보여주고  있으나,  연구수행  당시  기술

적인  한계에  따라  소음측면  등  도심용으로  사

용하기에는 한계가 있어 보인다.

한편 Fig.1에서 보는 바와 같이 유럽에서도 

EPATS(European Personal Air Transportation 

System ,  2007~2008),  SAFAR(Small  Aircraft 

Avionics Architecture), METROPOLIS (2011~2013), 

PPLane(2009~2012), MYCOPTER (2011~2014) 등의 

연구를 수행하였다. Fig.3은 METROPOLIS 과제

에서  수행한  공역관리개념을  보여준다.  과거 

연구들은 저소음대책, 수직이착륙, 자율비행 등 

분야에서  기술적인  성숙도가  부족하여  개념연

구  위주로  수행되었고,  일부  업체(Terrafugia, 

Aeromobil  등)에서는  Fig.4와  같이  주행가능한

(Dual  Mode)  화석연료  고정익  PAV  모델  들을 

출시하였으나  시장에서  큰  반향을  아직  얻지 

못하고 있다.

Fig.  3.  METROPOLIS  Airspace  Study[1]

Fig.  4.  Roadable  Fossil  Fuel  PAV  Products[3]

Fig.5에서 보는 바와 같이 최근 NASA-FAA주

도 ODM Workshop(2015~2017)과 AHS-AIAA 주


background image

36

황창전 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 33~41

도  TVF(Transformative  Vertical  Flight)  워크숍 

등을 통해 현재 기술발전을 반영한 수요대응형

(On Demand) 가용시장으로 Table 1과 같이 도

심형  수요대응형(Intra-city)와  근거리  커뮤터

(Thin-haul  Commuter)  시장이  도출되었고,  `16

년  1월  Ehang의  CES전시,  10월  대형서비스공

급자인  우버의  Elevate를  발표[5],  분산전기추

진(DEP, Distributed Electric Propulsion=DP+EP) 

등  관련기술의  성숙화  등과  함께  현재  배터리 

기술수준을  고려하여  80km(~50mile)이내  시장 

잠재력이 매우 큰 것에 주목하고, 전 세계적으

로 PAV의 ODM시장 중 Intra-city ODM인 도심

용 공중 모빌리티(UAM, Urban Air Mobility) 개

발 열풍이 불고 있다[4, 6~7].

Fig.5.  Triggering  History

Table  1.  Two  ODM  Aviation  Missions[1]

2.2  UAM  개발요구조건

(미)우버가  제시한  에어택시  서비스를  위한 

도심용  공중  모빌리티  비행체  요구조건으로는 

도심운용에  따라  저소음(62dBA@500ft),  매연제

로이므로 분산전기추진(DEP Dstributed Electric 

Propulsion)을 적용할 수 밖에 없으며, 안전성도 

FAR  Pt.135  치명적  파손율의  25%수준  개선, 

150~200mph속도,  1분  안에  이륙,  전천후  운용

가능 등을 제시하며, 완전 자율비행 이전 단계

로 Pilot Workload를 경감시킨 조종을 제시하고 

있다.  각  항목별  비행체  요구조건  및  경제성 

분석을 위한 가정은 Fig.6과 같다[5].

Fig.6.  Requirements  Suggested  by  Uber[5]

또한  장기적으로  탑승시간은  40%이상  감소

시키면서  우버(지상)택시보다도  저렴한  요금이 

가능하다는  경제성  분석  결론을  도출하였다. 

이를 위한 가정을 몇가지 제시하였는데, 그 가

정으로는  비행체  대당단가를  대량생산을  통하

여 초기 1.2MUSD에서 장기 0.2MUSD로 낮추며, 

속도는 170mph, 플랫폼 가동시간은 년2080시간

(민수헬기  300시간,  상업용여객기  3000~5000시

간),  평균승객  67%(2/3),  배터리는  2000  사이클 

이상 사용가능, 지상대공중 경로거리 비율 1.42 

등이  있다[5].  이외에  감항인증  기술기준의  마

련은  국가가  갖춰줘야  할  과제이며,  운항체계

를  위한  이착륙장(VertiPort/VertiStop)에  대한 

최적화 케이스 스터디 결과를 런던과 LA에 대

해 제시했다[5].

2.3  UAM  개발동향

많은 기술적 정보들이 비밀이나 개발단계 미

성숙  등의  이유로  상세히  공개되지는  않았지

만,  지난  `17.9월  20여개였던  비행체  개발자는 

Fig.7에 보는 바와 같이 `18.2월 현재 50여개로 


background image

황창전 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 33~41

37

늘어날 정도로 개발 열풍 중이다[6]. 

Table  2.  Major  Development  Status[6]

    분산전기추진기술을 적용하여 설계유연성을 

확보하였기  때문에  다양한  형상의  비행체가  개

발되고 있으며, 전통적 항공기 구분인 고정익기

와 회전익기의 분류는 더 이상 형상분류에 도움

이 되지 않으며, 날개가 있는 형식과 날개가 없

는 형식의 구분이 오히려 비행체의 형식을 대별

하는 좋은 잣대로 사용된다.

날개가  있는  형식은  틸트로터,  틸트윙  형식 

및 양력 복합형으로 구분되며, 분산전기추진방

식도 로터/프로펠러와 덕티드 로터/팬 방식으로 

구분할  수  있다.  초기  PAV모델인  Dual  Mode 

CTOL인  Aeromobil  4.0이나  Tarnsition과  달리 

도심용 공중 모빌리티는 대부분 eVTOL(전기동

력  수직이착륙기)  개념을  적용하여  활주로가 

구  분

AIRBUS  (미)A3

(독)Volocopter

(독)Lilium

(미)Joby

(중)Ehang

형 상

비행체

특 징

8개  프롭(8x45 

kW)

틸트윙

1인승 

시제기

Vahana(725kg)

175kph

날개 6m

18개 

프롭

(18x3.9kW)

날개없음

2인승(VC200)

100kph

폭  9.15m

36개  틸트  덕티

드팬

2 인 승 시 제 기

(Eagle-640kg)

300kph

항속거리300km

5인승 S4

규격/성능  비공

8개 동축프롭

1 인 승 ( 1 8 4 , 

360kg)

60kph

길이 4m

2인승(16개  동

축프롭)

개 발
일 정

‘15.5  A3  설립

‘18.1  무인모드 

초도비행

‘20  시제기  비

행시험완료

‘11  개발착수

‘13.11 

VC200 

무인초도비행

‘16.3  유인초도

비행

‘22  실용  서비

스  (2X개발중)

‘13 개념

‘17.4  2인승  무

인모드초도비행

‘19 유인비행

‘25  실용  서비

스(5인승)

‘09 회사설립

‘14.8  S2  2인승 

CFD해석결과공

‘18.2  S4  5인승

개발중인  사실 

공개

‘12말 개발착수

‘16  초도비행

‘18.1 

1000회 

이상  유무인  비

‘18.2 

새버전

(2168?)

‘18여름 출시

비 고

Daimler,  Intel 

등  $30M투자

T e n s c e n t , 

Atmico등  $90M 

(+€10M)투자

Intel,  Toyota  등 

$100(+30)M  투

구  분

(유)AIRBUS

(유)AIRBUS

(미)KittyHawk

(미)Bel

(미)Aurora

형  상

비행체

특  징

8개 

동축프롭

(8x100kW)

멀티콥터형

4인승

110kWh

120kph

면적 8m2 

8개  동축프롭

(8x17kW)

멀티콥터형

2인승(PopUp)

70kWh

100kph

폭  4.4m

3모듈, 주행가능

12개  양력프롭

+푸셔

복합형

2 인 승 시 제 기

(Cora)

180kph

항속거리100km

날개 11m

규격/성능  비공

개(Uber요구조

건 충족추정)

8개  양력프롭+

푸셔

복합형

1~2인승(575kg)

180kph

길이 8m

2 5 % 스 케 일 기

(90kph)

개  발
일  정

‘15 타당성연구

’16  축소형비행

시험

‘18중  실물크기 

비행시험

‘23 서비스

개념만 공개

‘17  제네바모터

(

w

ItalDesign)

‘18 

PopUp 

Next(wt 

Ital 

Design,  Audi)

‘10.3 개발착수 

‘13 축소기비행

‘16말  초도유인

비행(Z-P2)

‘18.3  2인승Cora 

비행 공개

‘17  6개  덕티드 

로터 

공개

@AHS포럼

‘18.1  CES  동체

공개

‘17.4  25%스케일

기 비행성공

‘18중  실물크기 

초도비행

비  고

브라질  서비스

공급자  Voom 

인수

Porsche도  공동

개발  중이라는 

기사있음

구글공동창업자 

Page 

투자

($100M)

(미)Boeing이  인


background image

38

황창전 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 33~41

필요없는 지점간(Point-to-Point) 수송이 가능하

게  하고  있다.  Uber의  서비스  계획  발표와  텍

사스,  두바이의  에어택시  운용제한  해제  등에 

힘입어  전세계적으로  개발열풍이  불고  있음에 

틀림없으며, 작은 규모의 스타트업부터 에어버

스/벨  같이  대형  항공업체까지  넓은  스펙트럼

의  기업들이  개발에  뛰어들었다.  선두그룹인 

(유/미)Airbus A3, (독)Volocopter, LiliumJet, (중) 

Ehang 등 `20년대 초중반 서비스 목표로 개발 

중이며, Table 2에 주요 비행체에 대한 개발규

격  및  개발일정  등에  대하여  정리하였다. 

(미)KittyHawk, 

(독)Lilium, 

(독)Volocopter,

(미)Joby 등은 주요 투자자로부터 투자유치에도 

성공한 점은 특기할 만하다.

Fig.7.  List  of  UAM  Developers[6]

Uber의  경우  비행체는  개발하지  않지만 

Fig.8과  같은  기준모델을  제시하고  이에  따라 

이착륙/충전 인프라, 인테리어, 공역 및 운용개

념 등의 연구를 수행하고 있으며, Aurora, Bell, 

Embraer, Mooney 및 Pipistrel과 협력하여 요구

조건을  충족하는  eVTOL을  개발하면  구매하여 

서비스를 개시하겠다는 전략이며, 최초 서비스

는  `23년  달라스(공항-프리스코역,  42km)에서 

개시하며,  LA,  두바이  등으로  확산해  나갈  예

정이다[6].

(일)도요타도 2020년 도쿄 올림픽 시연을 목

표로  스타트업(Cartivator:`14년부터개발,  `20년 

동경올림픽 성화 봉송 데모)에 0.4MUSD을 지원

하고 있다[10]. 새롭게 부상하는 PAV의 시장 선

점을 위하여 선두그룹은 20년대 초중반 상용화

를  목표로  인증  준비  중인데,  미국  FAA의  경

우, 인증기술기준은 날개가 있는 비행체의 경우 

FAR  Pt.23기준,  전기시스템/배터리  등은  ASTM

규격을  기준으로  마련  중이며,  두바이는  독일 

Volocopter사를 현재 시범사업 사업자로 선정하

여  시험운용  중이며,  Fig.9와  같이  `22년  이후 

실용화 서비스를 개시할 계획이다[11]. Fig.10과 

같이  `25년  서비스를  개시하려는  (독)Lilium의 

경우는 비행체 개발자가 서비스 공급자까지 겸

하려는 계획이 있는 것으로 보인다[12].

Fig.8.  Uber  eVTOL  Common  Reference  Model  [9]

Fig.9.  Development  Schedule  of  Volocopter[11]

Fig.10.  Development  Schedule  of  Lilium[12]


background image

황창전 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 33~41

39

 전  세계적으로  공개된  eVTOL  개발동향은 

AHS가  운영하는  eVTOL  news[6]에  잘  정리되

어  있는데,  Table  2는  그  중  대표적인  사례를 

보여주고  있다.  특히  최근의  워크숍[9]에서  주

목할  만한  것은  Uber와  Airbus의  많은  발표가 

있었는데, 각각 비행체, 운용개념 등 분야 개발

에 상당한 진전이 있는 것이다. 아울러 베일에 

감춰있던 Joby가 총130MUSD 투자유치를 하고, 

NASA의 도움으로 RCAS 등을 활용하여 활발한 

Modeling & Simulation 작업을 수행해 온 점

이다[9].

UAM을 위해서는 저소음 eVTOL(전기동력 수

직이착륙기)이 필수이며, 설계가능한 형상을 분

석하면 Fig.11과 같이 분류해 볼 수 있다. 이런 

분류  속에서  고려하지  않은  개념  적용을  통해 

보다  효율적인  새로운  형상을  도출할  수  있을 

것이라 기대한다. 이중 특기할 만한 사항은 경

제성  측면에서  요구속도(Edgewise  Flight의  경

우  최대속도  100kph,  순항속도는  그보다  낮을 

수 밖에 없음. Ehang의 Octacopter가 130kph를 

달성했다고  하나  요구마력  증가에  대한  한계 

존재)를  달성하기  위해서는  틸트  혹은  복합형 

기술 적용이 필수인 점이다. Uber의 경우는 속

도가  낮은  멀티콥터형  비행체는  관심대상에서 

제외하였다[9].

Fig.11.  Taxonomy  of  eVTOL  Configuration

2.4  시사점  및  과제

도심용으로  사용하기  위해서는  안전성이  최

우선이고, 다음으로 소음 및 매연이 중요한 고

려요소이다.  매연제로를  위해  전기추진적용은 

필수적인 요소이며 멀티콥터 등의 활성화를 통

해 관련기술은 빠르게 성숙되어 가고 있다. 다

만, 고출력 모터, 배터리 기술 등은 더욱 발전

시켜야 한다. 다음으로 소음을 60여dB수준으로 

저감시키기  위해서는  분산추진이  효과적인  대

응방법이다.  전체  성능에서는  단일  로터를  사

용하는  것이  효율적이나,  소음  측면에서는  매

우 불리한 형상이 되며, 분산추진은 다양한 형

상설계를 할 수 있는 유연성을 증대할 수 있는 

개념이다.  아울러  단일  로터는  엔진고장시  많

은 비행영역에서 자동회전을 통해 안전하게 착

륙할 수 있는 장점이 있지만, Vortex Ring상태

에서는  상대적으로  불안정한  비행으로  사고의 

원인이  되기도  하나,  분산추진의  경우는  자동

회전은  불가능하나,  몇  개의  로터/프롭이  고장

나도  나머지를  통해  안전하게  착륙시킬  수  있

는 설계를 적용하거나, 상대적으로 Vortex Ring 

상태로 빠지지 않아 안전성이 증대되는 측면도 

있으므로  대부분의  개발플랫폼이  6개  이상(동

축반전  8개)의  추진을  적용한  분산전기추진개

념을 적용함을 알 수 있다. Fig.12.에서 보는 바

와  같이  분산전기추진은  다양한  설계유연성을 

주며, 수직이착륙기의 형식을 탈바꿈하고 있다.

Fig.12.  DEP(Distributed  Electric  Propulsion)

아울러 프롭이 아닌 덕티드 전기팬제트 방식의 


background image

40

황창전 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 33~41

분산전기추진  적용시에도  소음에  대한  고려가 

필수이며, 제트속도를 저감시키는 방식이 적용

되어야  하며,  익단에  위치한  팬제트는  공탄성 

문제를  야기하여  당초  설계한  비행체  속도를 

달성하지 못할 가능성이 크다.

도심용  공중  모빌리티(UAM)는  지상교통망 

포화  및  막대한  지상교통망  구축비용  때문에 

근  미래에  시장이  형성될  것이라고  확신하며, 

20년대  초중반  실용화  서비스를  위해  여러  고

려요소에  대해  미국,  유럽,  중국  등은  활발히 

연구개발하고  있으며,  관련된  산업생태계는 

Fig.13과  같다.  과거  Uber는  헬기를  이용한 

Uber  Chopper  서비스를  13년부터  뉴욕에서부

터 여러나라에서 해 온 경험이 있으며, 에어버

스는 브라질 상파울로지역(약700대헬기 및 400 

헬리패드 활용가능)에서 헬기 서비스를 `17년부

터 해 온 VOOM(멕시코로 사업확장 예정)을 인

수한  바  있다.  일부  경쟁력  있는  eVTOL  개발

자는 서비스 공급자까지 겸할 계획을 보여주는 

점은  MR&O까지  고려할  때  큰  시사점을  보여

준다. 이 중 공공의 안전측면에서 국가가 갖춰

줘야  할  것들로  인증,  안전운항체계,  조종사관

리  등이  있으므로  이는  공공R&D로  확보해야 

할  것이라고  생각하며  이미  FAA,  EASA  등은 

활발한 준비를 진행 중이다.

Fig.13.  Industrial  Ecosystem  of  UAM

아울러 여러  요소들을 고려할 때  전체 서비

스의  전개는  Fig.14와  같이  될  것으로  예상한

다.  유인수송기로서  안전성의  확보가  가장  기

술적인  관건이며,  이의  입증이  실용화  여부에 

가장 중요한 잣대이다. FAR Pt.25 기준인 경우 

구성품을 10-9  안전성으로  설계해도 항공기  레

벨의 사고율은 10-6이 되며, 이는 1년에 50,000

대의  비행체가  3,000시간  비행한다면  1년에 

150대  항공기  사고를  의미하게  된다[9,13]. 

Pt.23급은 항공기 레벨의 사고율은 10-7이 되며, 

1년에 15대 사고가 되는데 이것이 공공에 허용

할만한 것인가 하는 문제가 있을 수 있다[9,13]. 

여하튼 공개된 국외 주요개발일정을 보면 이와 

유사한 절차를 밟아 실용화 서비스로 전개하는 

것으로  보인다.  우리나라는  이미  퍼스트  무버

로서의 지위를 실기한 면이 없지 않지만, 기술

검증  비행시제기를  활용한  기술도입불가  핵심

기술의 확보, 국제동향을 반영한 인증기술기준

(안)  및  안전운항체계의  구축을  병행한다면  아

직  충분히  시장선점자로서의  지위를  가질  수 

있다고 판단한다.

Fig.14.  Expected  UAM  Service  Roadmap

3. 결론

도심용 공중 모빌리티 서비스를 위한 플랫폼

은  전기추진,  수직이착륙  특성이  필수이며,  소

음/설계유연성/안전성 등을 고려하여 적절한 분

산추진개념  적용이  필요할  것으로  예상된다. 

자율비행제어, 모터/배터리기술 등 여러 핵심기

술  들이  있으며,  이  중  기술도입이  불가능한 

기술에  대해서는  자체개발을  통한  기술확보가 

필요하다. 경제성을 위한 속도를 갖기 위해서는 


background image

황창전 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 33~41

41

틸트나  양력  복합형  기술의  적용이  필수일  것

으로 판단한다. 아울러 인증기술기준이나 안전

운항체계 구축 등의 많은 과제가 있다. 우리나

라는 여러 선행연구를 통해 대부분 소요기술분

야에서 기술검증용 비행시제기 개발을 위한 충

분한  기술성숙도를  지니고  있으므로  공공R&D 

혹은 민간자체투자를 통해 태동기의 신시장 진

입을 준비해야 할 것으로 사료한다.

후  기

본  논문은  한국항공우주연구원  주요사업

(FR18140) 연구결과의 일부임.

참고문헌

1. Liu,  Y.  et.al.,  “Overview  of  Recent 

Endeavors  on  Personal  Aerial  Vehicles,” 

Progress in Aerospace Sciences, Vol.91, 2017

2. Moore,  M.D.  “Personal  Air  Vehicles:  A 

Rural/ Regional and Intra-Urban On-Demand 

Transportation 

System,”AIAA 

Paper 

2003-2646 

3. Hwang, C. and Ahn, B., “Overview on High 

Speed  Rotorcraft  Concepts  for  the  PAV 

Applications,“  Aerospace  Eng.  &  Tech., 

Vol.6, No.1, 2007

4. 황창전  외, “도심용  eVTOL  에어택시 국외 

개발동향  분석,”  한국항공우주학회  추계학

술대회, 2017.11.

5. Uber  Elevate,  Fast-Forwarding  to  a  Future 

of  On-Demand  Urban  Air  Transportation, 

Oct. 2016

6. http://evtol.news/, Feb.2018

7. 황창전,  “도심용  공중  모빌리티  개발에  대

한  개관,”  한국항공우주학회  춘계학술대회, 

2018.4.

8. DeLaurentis,  D.  et.al.,  “System-of-Systems 

Modeling  for Personal Air  Vehicles,” AIAA 

Paper 2002-5620

9. AHS  International,  The  5th  Transformative 

Vertical Flight Workshop, Jan. 2018

10. Nakamura, T., “The World-smallest Flying 

Car,  SkyDrive,”2017  국제PAV드론  컨퍼런

스, 2017.11

11. https://lilium.com/

12. https://www.volocopter.com/en/

13. 안이기, “개인용 항공기의 안전성 설계 요

구도 연구,” 항공우주시스템공학회 춘계학

술대회, 2018.4.


background image

항공우주산업기술동향 16권 1호 (2018) pp. 42~52

http://library.kari.re.kr

에서 보실 수 있습니다.

기술동향

중국의 지구관측 위성 개발 현황

명환춘*

1)

Development Status of Earth Observation Satellites in China

Hwan-chun Myung*

2)

ABSTRACT

Since 1970's,  China has immensely advanced its space capability, particularly in a field of a 

satellite,  to  the  extent  that  a  dozen  of  satellites  are  annually  scheduled  to  be  launched.  The 

various  types  (such  as  navigation,  communication,  Earth  observation,  and  deep  space)  of  the 

operating  satellites  are  also  enough  to  insist  that  the  Chinese  technology  in  a  payload 

development  is  comparable  with  any  other  space-developed  nation's  one.  Among  them,  the 

paper  focuses  the  optical  Earth  observation  missions  in  China,  and  introduces  its  development 

trend over the  past  50  years  and  the current  status. And  the Earth  observation satellites  are 

classified into 7 categories according to their main purposes and features.

초  록

1970년대부터 본격적으로 위성개발에 착수해온 중국은 최근에는 연간 십여 개 이상의 위성을 

우주에 보내고 있을 정도로 위성개발 분야에 있어서 많은 발전을 이루어 왔다. 또한, 현재 운용

중인 위성의 종류도 항법, 통신, 지구관측, 심우주관측 등 다양한 분야에 걸쳐서 폭넓게 분포하

고 있을 정도로 관련된 우주 탑재체의 개발기술도 이미 상당한 수준에 이르렀다고 할 수 있다. 

본  논문에서는  이  중에서  기상위성을  포함하여  광학탑재체를  장착한  지구관측위성을  중심으로 

중국의 지난 50여년에 걸친 지구관측위성들의 개발 경향과 현재의 상황을 간략히 소개한다. 또

한, 중국의 지구관측위성을 각각의 목적과 특성을 고려하여, 기상위성, 환경/해양위성, 자원탐사

위성, 정보수집위성, 고해상도 관측위성, 상업용 관측위성, 기타 관측위성 등 크게 7가지 종류로 

분류하여 살펴본다. 

Key Words  :  China(중국), Earth observation(지구관측), satellite(인공위성)

  

* 명환춘, 한국항공우주연구원, 위성연구본부 정지궤도복합위성 체계팀 

mhc@kari.re.kr


background image

명환춘 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 42~52

43

1. 서론

     

중국의 위성개발은 크게 시대별로 위성 개발

에 처음으로 착수한 70~80년대의 태동기와 오늘

날의 원격탐사 관측개념을 도입하여 저궤도/정

지궤도  기상위성을  개발하기  시작한  90년대의 

도약기, 경제발전을 바탕으로 다양한 위성 개발

에 본격적으로 착수하기 시작하는 2000년대 이

후부터 오늘날까지의 부흥기로 나누어 볼 수 있

다. 1970년에 처음으로 발사한 DFH(

東方紅)-1을 

시작으로 중국의 위성개발은 시작되었고, 지구

관측위성으로는  1974년에  필름회수  방식의 

FSW(

返回式衛星)-0가 처음 개발되었다. 1988년

에 이르러서 저궤도 기상위성인 FY(

風雲)-1A의 

발사가 시작되었으며, 계속해서 1997년에는 정

지궤도 위성인 FY-2A 기상위성의 개발로 이어

졌다. 본격적인 원격탐사를 위한 고해상도 지구

관측위성의 개발은 1999년 브라질과 국제 협력

으로  공동  개발한  CBERS(China-Brazil  Earth 

Resource Satellite)-1으로부터 시작되었는데, 중

국의 명칭은 ZY(

資源)-1로 명명되었으며, 영상

은 최대 20m급의 해상도를 제공하였다. 초창기

에는 위성 발사의 실패와 자세제어의 오류, 탑

재체 카메라 오동작 등의 다양한 어려움에 직면

했었지만, 점차 관련된 위성개발 기술들의 향상

된 발전을 통하여 2000년대에는 본격적인 위성

개발의 르네상스 시대로 접어들게 되었다[1][2].

   중국의 지구관측위성 개발과 연관된 기관들

은 매우 복잡한 구조로 다양한 계층적 관계를 

통해 서로 연관되어 있어서 역할과 범위를 명확

히 단정적으로 규정하기는 쉽지 않지만, 일반적

으로 그림 1과 같이 관련된 주요 기관들을 요약

하여  정리할  수  있다.  CAS(China  Academy  of 

Science)  산하의  여러  연구원들  중에서  RADI 

(Institute of Remote Sensing and Digital Earth)

와 NSSC(National Space Science Center)에서는 

지구관측과 관련된 위성의 임무들을 계획/관리/

통합/운영하는 역할을 주로 수행하고 있는 반면

에, CMA(China Meteorological Adminstration)와 

MOST 산하의 NSOAS(National Satellite Oceanic 

Application  Center)와  NRSCC(National  Remote 

Sensing Center of China)에서는 개발된 위성들

의 영상을 활용하는 측면의 역할에 더 집중하고 

있다. 그러나, 해당기관들은 위성영상의 단순한 

활용뿐만 아니라 다른 기관들과의 긴밀한 협력

을 통하여 다양한 용도를 가지는 지구관측위성

의 임무 개발에 있어서도 적극적인 역할을 수행

하고 있는 것으로 알려져 있다. 약 14만 여명의 

직원들과 약 130여개의 관련 기업들로 구성되어 

있는  CASC(China  Aerospace  Science  and 

Technology  Corporation)는  지구관측위성의  실

제적인 개발을 담당하는 기관으로서, 이중에서 

CAST(China Academy of Space  Technology)가 

대부분의  위성개발에  직접적인  책임을  담당하

고 있다[3][4].

그림 1. 중국의 위성 개발관련 주요기관[3]

   본 논문에서는 현재 개발되어 운용중인 중국

의 지구관측위성을 각 광학탑재체의 목적과 특

성에 따라서 크게 7가지로 분류하여 소개한다. 

먼저 FY 위성시리즈로 1980년대부터 개발이 시

작되어  지금까지도  새로운  개선이  지속적으로 

이루어지고 있는 기상위성, 환경과 해양 관측을 

주된  목적으로  하고  있는  HY(

海洋)/HJ(環境)위

성 시리즈, ZY와 CBERS 위성들을 통하여 지상

의 세밀한 공공자원의 정보획득을 목적으로 하

는 자원탐사위성, 중국의 첩보위성에 해당하는 

YG(

遼感)  정보수집위성,  CHEOS  (China  High- 

resolution Earth Observation System) 프로그램

을 통하여 개발 중인 GF(

高分) 고해상도 관측위


background image

44

명환춘 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 42~52

성,  상업용  영상  제공을  목적으로  하는  GJ(

景)/JL(吉林) 위성군, 기타 다양한 목적을 위하여 
제작되고 있는 SY(

實驗)/TH(天絵)/SJ(實踐) 등의 

기타 관측위성들로 구분하여 각각의 특징과 개

발현황을 순차적으로 설명한다. 

2. 기상위성

     

중국은 저궤도와 정지궤도에서 모두 기상위

성을 운영하고 있으며, 저궤도에는 FY의 홀수번

호(FY-1/3)를  부여하고  정지궤도에는  짝수번호

(FY-2/4)를 부여하고 있다. FY-1 위성은 1988년

에 처음으로 발사되었지만, 39일 만에 위성의 오

동작으로 인하여 운영이 중지되는 어려움을 격

기도 했다. 그러나, 그 이후로 현재까지 모두 8

대(FY-1A~3D)의  저궤도  기상위성이  끊임없이 

개발되었고, 오늘날의 독자적인 기상예보 시스

템을 구축하기에 이르렀다[5]. FY-1 위성에서는 

1km  해상도의  MVISR(Multichannel  Visible  and 

IR Scanning Radiometer)를 주 영상탑재체로 사

용하였는데, 처음에는 5채널에서 시작하여 10채

널까지 관측 영역을 확대해 나갔다. 2008년부터 

운용되기 시작한 FY-3 위성에서는 모두 11개의 

탑재체가 장착되었는데, 이들은 크게 영상관측/

수직탐측/오존관측/우주기상관측 등의 4개의 임

무를 수행할 수 있도록 개발되었다. 이 중에서 

주요 지구관측 광학탑재체들로 분류될 수 있는 

것들은  구름과  온도  등의  관측을  위한  VIRR 

(Visible  and  Infrared  Radiometer)와  실제  지구 

영상  관측을  위한  MERSI(Medium  Resolution 

Spectral Imager) 등 이다. VIRR은 10개 채널의 

1km 해상도를 가지며, MERSI는 20개 채널에 최

대  해상도는  250m를  가지도록  설계되었다.  한

편,  정지궤도용  기상위성은  FY-2A를  시작으로 

1997년부터 운용되었는데, 2014년까지 모두 7대

(FY-2A~G)가 개발되었다. FY-2는 회전식 위성

으로서,  S-VISSR(Stretched-Visible  and  Infrared 

Spin-Scan Radiometer)을 주요 광학탑재체로 사

용하고 있다. S-VISSR은 1세대 기상탑재체로서 

3개의 관측채널과 1.25~5km의 해상도를 가지고 

있으며,  회전식에서  3축  제어방식으로  변경된 

FY-4 위성에서는 14개의 채널과 0.5~4km의 해

상도를 가지는 AGRI(Advanced Geosynchronous 

Radiation  Imager)를  장착하여  보다  더  향상된 

성능을  보여주고  있다.  FY-4  위성에서는  이와 

함께 대기탐측 및 번개관측, 우주기상관측을 위

한 별도의 탑재체들도 함께 운용되고 있다[6].

그림 2. 기상위성(왼쪽:FY-3,오른쪽:FY-4)

   표 1은 현재 운용중인 FY 위성시리즈를 보

여주고 있는데, 2018년 이후에도 저궤도 기상위

성은  2021년까지  FY-3E~G의  개발이  계속해서 

예정되어 있으며, 2022년까지는 강수측정에 특

화된 FY-3RM의 개발도 계획하고 있다. 정지궤

도 기상위성도 FY-2의 마지막 위성인 FY-2H를 

2018년에 발사할 예정이며, FY-4B~D 위성들도 

2022년까지  순차적으로  정지궤도에  쏘아  올릴  

예정이다. 또한, 2022년에는 정지궤도에 처음으

로 마이크로파 탑재체를 장착한 FY-4MW도 현

재 발사를 계획하고 있다.

위성명

고도(km)

BOL

EOL

FY-2D

36,000

2006.12

2018.12

FY-3A

836

2008.05

2018.12

FY-2E

36,000

2008.12

2018.12

FY-3B

836

2010.11

2018.12

FY-2F

36,000

2012.01

2018.12

FY-3C

836

2013.09

2018.12

FY-2G

36,000

2014.12

2018.12

FY-4A

36,000

2016.12

2023.12

FY-3D

836

2016.12

2020.11

표  1.  현재(2017년)  운용중인  기상위성[7]


background image

명환춘 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 42~52

45

3. 해양/환경위성

   2000년대부터  중국은  소형위성(~1m)  본체 

플랫품인  CAST968을  활용하여  해양과  환경을 

관측하기 위한 저궤도위성을 개발해오고 있다.

그림 3. 해양/환경위성 

(왼쪽:HY-1,오른쪽:HJ-1)

   중국은  2000년대  초,  SZ(

神舟)  우주선  시리

즈에  해양  관측을  목적으로  400~500m의  공간

해상도를  가지는  CMODIS(Chinese  Moderate 

Resolution  Imaging  Spectroradiometer)와  마이

크로파 탑재체 등을 탑재하여 해양탑재체의 기

능과  성능개발  향상에  착수하였고,  이후에  해

양관측만을  목적으로  하는  HY위성  시리즈

(HY-1A/1B/2A)를  2002년부터  지금까지  운용해 

오고  있다[8].  이  중에서  HY-1위성  시리즈는 

저해상도  광학탑재체인  COCTS(Chinese  Ocean 

Color  and  Temperature  Scanncer)와  CZI 

(Coastal Zone Imager)를 활용하여 해양의 영상

정보를  획득하도록  개발되었다.  COCTS는  1km 

정도의  해상도와  10개의  채널(2개의  TIR  채널

포함)을 이용하여 지구 전체의 해색 정보와 해

수의  표면온도  등을  관측할  수  있으며,  CZI는 

250m의 해상도와 4개의 가시영역 채널을 통한 

해안  지역의  관측  영상을  이용하여  조수  특성 

및  해양  오염  등의  정보를  획득할  수  있다. 

HY-1B위성은 HY-1A위성의 탑재체를 기반으로 

2배  정도  더  넓은  시야각을  갖도록  설계되었

고,  임무수명과  분광해상도에  있어서  더욱  향

상된  성능을  보여주었다.  HY-1  위성과는  달리 

HY-2A위성은  마이크로파  탑재체를  장착하여 

해수의  표면높이와  해풍의  정보,  수면의  온도 

등을  추출하는데  활용되고  있다.  이  이후에도 

HY-1위성 시리즈는 2020년대 초반까지 HY-1C 

~1F위성들을  발사할  예정이며,  HY-2위성  시리

즈도 2020년대 중반까지 HY-2B~2H위성들을 지

속적으로  개발하여  해양관측  임무의  연속성을 

유지할  계획이다.  이와  함께  중국은  2019년부

터 해양관측을 주목적으로 하는 SAR (Synthetic 

Aperture Radar) 탑재체를 장착한 새로운 HY-3

위성 시리즈의 개발계획도 가지고 있는 것으로 

알려져 있다.

   해양위성과  함께  중국은  HJ위성  시리즈의 

환경위성을  2008년부터  운영해  오고  있다.  해

양위성과는  달리  환경위성은  광학탑재체를  장

착한  HJ-1A/1B위성과  SAR  탑재체를  장착한 

HJ-1C위성으로  위성편대를  형성하도록  개발되

었다. 환경위성은 환경보호 및 감시의 주된 임

무뿐만  아니라  재난감시  등의  임무  또한  수행

하도록  계획되었는데,  이러한  목적을  위하여 

약 30~300m의 중해상도를 가지는 다양한 탑재

체들이 개발되었다. HJ-1A와 1B에 공통으로 탑

재된  WVC(Wide  View  CCD  Camera)는  30m의 

공간해상도와  4개의  가시광  영역의  채널을  가

지고  있으며,  HJ-1A에는  HSI(Hyperspectral 

Imager)라는 스펙트로미터 탑재체를 추가로 장

착함으로써  가시광  영역을  약  100여개의  채널

로 세분화하여 지상의 환경을 관측할 수 있다. 

이와는 달리 HJ-1B에는 적외선 영역의 관측을 

강화하기  위한  IRMSS(Infrared  Multispectral 

Scanner)를 장착하여 150~300m의 공간해상도를 

가지면서  지상의  열정보를  획득할  수  있다.중

국은  이후에도  4개의  광학위성과  4개의  SAR 

위성을 위성군으로 하는 HJ-2위성 시리즈를 차

기  환경위성  프로그램  후보로  현재  구상하고 

있다[9]. 

위성명

고도(km)

BOL

EOL

HJ-1A

650

2008.09

2017.12

HJ-1B

650

2008.09

2017.12

HY-2A

502

2011.08

2017.12

HJ-1C

502

2012.11

2017.12

표  2.  현재(2017년)  운용중인  해양/환경위성[7]


background image

46

명환춘 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 42~52

4. 자원탐사위성

        

   중국의  자원탐사위성인  ZY-1/2/3위성  시리

즈는  다른  위성들과  달리  위성표시  번호에  따

라서  그  목적과  특성에  조금씩  차이가  있다는 

점이  주목된다.  우선  1999년부터  운용이  되기 

시작한 ZY-1위성 시리즈는 지금까지 모두 6대

가  궤도에  올려  졌는데,  그  중에서  ZY-1-02C

를  제외한  5대(ZY-1-01/02/02B/3/4)는  브라질과 

공동으로  개발하였다.  그래서,  이  위성들에는 

각각  CBERS(China-Brazil  Earth  Resources 

satellite)-1/2/2B/3/4라는  별도의  위성이름들이 

부여되어 있다. 또한, ZY-2위성 시리즈는 민간 

목적과 함께 군사용으로도 개발되었기 때문에, 

군사위성  번호인  JB(

尖兵)-3이라는 또 다른 위

성명을  가지고  있다.  ZY-3위성  시리즈는  ZY- 

1-02C위성과 함께  민간 전용으로  개발되어 현

재까지도 자원탐사의 목적으로 운용되고 있다.  

그림 4. 자원탐사위성 

(왼쪽:CBERS-4,오른쪽:ZY-3)

   CBERS위성 시리즈는 발사에 실패한 CBERS 

3위성을  제외하고,  모두  정상적으로  작동하여 

중국과  브라질의  원격탐사활동에  활발히  활용

되었다.  자원탐사의  목적에  부합되게  다양한 

해상도와  채널들을  가지는  여러  광학탑재체들

이 개발되어 동시에 장착되었는데, 가시광역의 

채널들로  구성되어  20m의  해상도를  가지는 

HRCC(High  Resolution  CCD  Camera)와  IR채널

과 흑백채널(PAN)을 포함하여 80~160m의 해상

도를  가지고  있는  IRMSS(Infrared  Multispectral 

Scanner),  260m의  해상도를  가지면서  보다  더 

넓은  관측  영역을  가지도록  설계된  WFI(Wide 

Field Imager) 등이 있다. 이러한 광학탑재체들

은  CBERS-4위성에서  거의  유사한  관측영역을 

가지면서도  해상도는  5~80m로  좀  더  향상된 

성능을  가지도록  개선되었다.  특히,  CBERS-2B

위성에서는  흑백채널의  해상도를  2.7m  수준까

지  높인    HRPC(High  Resolution  Panchromatic 

Camera)가  개발되어  활용되기도  하였는데, 

CBERS 프로그램과는 별도로 개발된 ZY-1-02C

위성에는 이러한 CBERS 위성 프로그램에서 개

발된  HRPC가  재사용되었고,  이와는  반대로 

ZY-1-02C  위성에서  사용된  5m  해상도의  PMS 

(Panchromatic/Multispectral  Camera)는  CBERS- 

4위성에서 다시 활용되고 있다[8].  

 

   2000년부터  군사용으로도  개발된  ZY-2위성 

시리즈는  2004년까지  모두  3대가  개발되었고, 

가시광영역의  채널과  3m의  해상도를  가지는 

광학탑재체가  사용되었다.  2012년부터  운용되

어오고 있는 ZY-3위성은 3차원 영상획득을 위

하여  3개의  카메라(forward/backward/nadir)가 

장착된  TAC(Three-line  Array  Camera)를  처음

으로  장착하였는데,  1개의  흑백채널을  가지면

서 지상의 공간해상도는 약 2~3m의 성능을 보

여주고  있다.  또한,  이와  함께,  가시광영역  채

널과  5m의  해상도를  가지는  MSC(Multispectral 

Camera)와  10m로  공간해상도가  훨씬  향상된 

IRMSS를 동시에 장착하고 있다. 이러한 고해상

도  영상의  획득을  위해서  ZY-3위성은  이전의 

ZY위성 시리즈들(778km)과는 달리 500km의 궤

도에서  운용되고  있다는  점이  특징이라고  할 

수 있다.

   향후  2018년에는  CBERS-4A(ZY-1-04A)위성

의  발사가  계획되어  있는데,  이전의  CBERS-4

위성과 유사한 탑재체들이 거의 동일하게 장착

될 예정으로 알려져 있다[9].

위성명

고도(km)

BOL

EOL

ZY-1-02C

781

2011.12

2017.12

ZY-3-01

506

2012.01

2017.12

ZY-1-04

(CBERS-4)

778

2014.12

2019.12

ZY-3-02

506

2016.05

2021.05

표  3.  현재(2017년)  운용중인  자원탐사위성[7]


background image

명환춘 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 42~52

47

5. 정보수집위성

   2006년부터  운용되기  시작한  YG위성  시리

즈는  광학/SAR/ELINT(Electronic  Intelligence) 

등의 탑재체 종류에 따라서 크게 세 가지 위성

들로  분류되어  있으며,  2017년까지  모두  51대

(광학:19대,SAR:8대,ELINT:24대)의  위성들이  궤

도로 발사되었다. 480~1200km에 걸쳐 있는 5개

의 위성고도를 관측시간을 달리하는 여러 대의 

위성군을  형성하면서  다양한  정보를  획득하도

록  개발되었는데,  일반적으로  해양의  선박  위

치와 움직임 등을 감시하는 중국의 정보수집위

성으로  널리  알려져  있다[10].  모든  선박의  전

기적 항행신호를 수집하여 위치를 파악하는 것

을  주된  목적으로  하고  있는  ELINT위성을  제

외하고, 광학과 SAR위성들의 고도와 적도를 지

나는  시간들을  그림  5에서  보여주고  있다

(YG-31/32 제외).  

그림 5. 정보수집위성군의 궤도[11]

    YG위성 시리즈의 광학위성은 초기 정보수

집위성의  역할을  수행했었던  FSW위성  시리즈

의  임무를  대체하도록  고려되었고,  CAST2000

이라는  위성플랫폼을  기반으로  위성의  고도에 

따라서  다양한  형태의  광학탑재체들이  장착될 

수  있도록  개발되었다.  그림  5에서와  같이  광

학위성은  고도에  따라서  크게  세  분류로  나누

어  질  수  있으며,  군사위성  번호인  JB에  의해

서는  기능적으로  더욱  세분화하여  다섯  가지 

종류로  구분될  수  있다.  JB-6위성으로  분류되

는  YG-2/4/7/11/24/30위성들은  640km  고도에서 

1~3m 해상도의 영상을 관측할 수 있도록 설계

되었는데,  그림  6에서와  같이  2대의  광학탑재

체를  장착하여  입체  영상을  생성할  수도  있는 

것으로  추정되고  있다.  JB-9위성인  YG-8/15/ 

19/22/27위성들은 1200km의 고도에서 운용되면

서, 3~10m 해상도로 가장 넓은 영역을 관측할 

수  있다.  YG-5/12/21위성들은  JB-10위성으로 

분류되며,  480km의  고도에서  12.5km의  관측영

역(swath)과  7.2m의  초점거리,  14.4의  f/#를  가

지도록  설계되어  최대  0.62m의  지상  해상도를 

가질 수 있는 것으로 알려졌다. 동일한 480km 

고도에서  운용중인  JB-11위성에는  YG-14/28위

성이 포함되며, JB-10과 마찬가지로 1m 이하의 

해상도  영상을  제공할  수  있다.  마지막으로, 

YG-26위성은  JB-12위성으로도  알려졌는데,  그

림  6에서  확인할  수  있는  것처럼  약  1.3~1.6m 

길이의  단일  광학탑재체를  장착하여  이론적으

로는 최대 약 0.2m의 공간해상도 성능도 가능

할 수 있을 것으로 분석되고 있다[12][13]. 

   2006년에 발사되어 2010년에 폭발로 임무가 

종료된  YG-1위성을  제외하고  정보수집위성의 

임무특성상  정확한  운용시기가  명확히  알려져 

있지는 않지만,  YG위성  시리즈의 일반적인  임

무수명(4~6년)과  궤도에서의  위성  대체성을  함

께  고려해  보면  적어도  2012년부터  운용중인 

YG-15위성까지는  현재까지도  사용되고  있을 

것으로 추정된다. 이러한 추정을 바탕으로 표4

가 구성되었다.        

그림 6. 정보수집위성 

(위: YG-30/28, 아래:YG-26/27)


background image

48

명환춘 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 42~52

(CX: 

創新, LKW: 陸地踏査衛星)

6. 고해상도 관측위성

   2010년  이전까지  다양한  형태의  지구관측 

위성을 개발해온 중국은 2010년대 이후부터 관

련기술의  혁신적  향상을  위하여  CHEOS(China 

High-resolution Earth Observation System)라는 

프로그램 진행에 착수하였다. CHEOS 프로그램

의  주된  목적은  주로  고해상도의  가시광영역 

채널을  장착한  광학탑재체와  SAR탑재체를  이

용하여  전지구의  해양/기상/재난/자원  등의  다

양한  정보들을  획득하는  것이며,  이러한  목적

을  위하여  GF위성  시리즈가  개발되어왔다. 

2013년부터 운용되기 시작한 GF위성은 지금까

지 모두 7개의 위성들이 개발되었으며, 발사에 

실패한 GF-10위성을 제외하고 GF-1/2/3/4/8/9위

성들이 현재도 임무를 계속해서 수행하고 있는 

중이다[14].  SAR위성인  GF-3위성  이외에는  모

두 광학탑재체를 장착한 위성들인데, 이중에서

도 GF-4위성은 세계에서 처음으로 정지궤도용

으로  개발된  고해상도  지구관측위성이라는  점

이 특징이라고 할 수 있다. 

그림 7. 고해상도 관측위성 

(위: GF-1/2, 아래:GF-8/4)

   GF-1위성에는 2~8m의 해상도를 가지면서 2

대의  카메라로  이루어진  PMC(PAN  and  Multi- 

spectral Camera)와  4대의  카메라로 넓은  영역

(830km)을  16m의  해상도로  관측하도록 설계된 

WFI(Wide  Filed  Imager)가  장착되었고,  이중에

서 이후에 발사된 GF-2위성에는 공간해상도가 

0.8~3.2m로  개선된  PMC-2탑재체만이  사용되었

다.  정지궤도용으로  개발된  GF-4위성에는  5개

의  가시광채널과  1개의  적외선채널(MWIR)이 

사용되었으며,  각각  50m와  400m의  해상도를 

가지면서  지구를  실시간으로  관측할  수  있는 

성능을 보여주고 있다. 이외에도 비공식적으로

는 정보수집위성의 역할도 수행하는 것으로 알

려져 있는 GF-8/9/10위성들이 다른 GF위성 시

리즈들과  함께  개발되었는데,  YG-26위성을  기

반으로 개발되어진 것으로 알려진 GF-8위성은 

최대 0.2m의 해상도 영상을 제공할 수 있으며, 

중국위성으로는 처음으로 저궤도에서 3축 자세

제어를 통하여 영상관측 능력을 상당히 향상시

킨  GF-9위성에는  0.5~2m의  해상도를  가지는 

PAN과 가시광영역 탑재체들이 장착되었다[15]. 

위성명

탑재체

고도

(km)

BOL

YG-15(JB-9-2)

광학

1,200

2012.05

YG-16-A/B/C

(JB-8-2)

ELINT

1,090

2012.11

YG-17-A/B/C

(JB-8-3)

ELINT

1,090

2013.09

YG-18(JB-7-3)

SAR

510

2013.10

YG-19(JB-7-3)

광학

1,200

2013,11

YG-20-A/B/C

(JB-8-4)

ELINT

1,090

2014.08

YG-21(JB-10-3)

광학

480

2014.09

YG-22(JB-9-4)

광학

1,200

2014.10

YG-23(JB-7-4)

SAR

510

2014.11

YG-24(JB-6-5)

광학

640

2014.11

YG-25-A/B/C

(JB-8-5)

ELINT

1,090

2014.12

YG-26(JB-12-1)

광학

480

2014.12

YG-27(JB-9-5)

광학

1,200

2015.08

YG-28(JB-11-2)

광학

480

2015.11

YG-29(JB-x-1)

SAR

640

2015.11

YG-30(JB-6-6)

광학

640

2016.05

YG-30-01-1/2/3

(CX-5-1/2/3)

ELINT

600

2017.09

YG-30-02-1/2/3

(CX-5-4/5/6)

ELINT

600

2017.11

YG-31(LKW-1)

광학

640

2017.12

YG-32(LKW-2)

광학

640

2017.12

YG-30-03-1/2/3

(CX-5-7/8/9)

ELINT

600

2017.12

표  4.  정보수집위성(2012년  이후)


background image

명환춘 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 42~52

49

   2018년  발사를  목표로  개발이  진행  중인 

GF-5위성에는 모두 6가지 종류의 다양한 탑재

체들이 장착되는 것으로 설계되었는데, 지구영

상 관측용 탑재체뿐만 아니라 대기환경 관측을 

위한 다양한 탑재체들도 함께 운용될 예정으로 

알려져  있다.  또한,  이후에도  광학탑재체들을 

장착한  GF-6/7위성의  개발들이  계속해서  계획

되어 있다.

7. 상업용 지구관측위성

   저궤도에  여러  대의  지구관측  위성군을  배

치하여  지구  전체의  실시간  영상  서비스를  상

업적으로  제공하는  분야에도  중국은  2015년부

터 활발히 참여해 오고 있다. 중국의 지린성에 

위치한  장광위성기술회사에서  개발하고  있는 

JL위성 시리즈는 이러한 목적을 위하여 설계된 

중국 최초의 상업용 지구관측위성으로서, 2016

년에는 동일한 목적의 GJ위성 시리즈도 운용되

기 시작하였다[16]. 

그림 8. 상업용 지구관측위성 

(왼쪽: JL위성, 오른쪽: GJ위성)

   JL위성에는  약  0.72~2.88m의  공간해상도를 

가지는 광학탑재체가 장착되어 있는데 3채널의 

가시광영역  채널과  PAN채널로  구성되어  있다. 

2017년까지는 6개의 위성이 궤도에서 운용되고 

있으며,  2020년까지  약  60여개,  2030년까지는 

약 138개의 위성을 궤도에서 동시에 운용할 계

획으로  알려져  있다.  이러한  다수의  위성군은 

어떠한 지역의 실시간 영상이라도 최대 10분이

내에 관측이 가능하게 할 수 있음을 의미한다. 

또한,  Super  View위성이라고도  불리는  GJ위성 

시리즈도  약  0.5~2m의  공간해상도를  가지도로 

설계되었으며,  4개의  가시광영역  채널과  PAN

채널을 가지고 있다. 2018년 1월 현재, 총 4개

의  위성이  궤도에서  운용되고  있으며,  2022년

까지 4대의 SAR위성을 포함하여 총 24대의 위

성을 발사함으로써, 지구관측 위성군을 구성할 

예정이다.  CAST  3000B  위성  플랫폼을  기반으

로  제작된  GJ위성은  최대  30~45도까지  자세를 

변경할 수 있는 기동성을 갖추고 있으며, 자체

적으로  약  2  TB의  메모리를  가지면서  하루에 

약 700,000㎢의 영역을 관측하여 저장할 수 있

는  것으로  알려져  있다.  2016년에  발사된 

GJ-1/2위성들은  발사  직후,  정상궤도  진입에 

실패한  것으로  알려졌지만,  이후에  자체  추진

체를 이용하여 정상궤도에 무사히 진입한 것으

로 전해졌다. 이로 인하여 GJ위성의 임무 수명

은 설계 수명인 8년보다 상당히 단축될 것으로 

예상되고 있다. 

위성명

고도(km)

BOL

EOL

GF-1

644

2013.04

2018.04

GF-2

631

2014.08

2019.08

GF-8

480

2015.06

-

GF-9

640

2015.09

-

GF-4

36,000

2015.12

2023.12

GF-3

755

2016.08

2024.08

표  5.  현재(2017년)  운용중인  고해상도  위성[7]

위성명

탑재체

고도

(km)

BOL

JL-1-01

광학

650

2015.10

JL-1-02

광학

650

2015.10

GJ-1-01

(SuperView-1-01)

광학

500

2016.12

GJ-1-02

(SuperView-1-02)

광학

500

2016.12

JL-1-03

광학

650

2017,01

JL-1-04

광학

650

2017.11

JL-1-05

광학

650

2017.11

JL-1-06

광학

650

2017.11

GJ-1-03

(SuperView-1-03)

광학

500

2018.01

GJ-1-04

(SuperView-1-04)

광학

500

2018.01

표  6.  상업용  관측위성(2012년  이후)


background image

50

명환춘 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 42~52

8. 기타 지구관측위성

   중국은 주요 실용 관측 위성 프로그램 이외

에도 광학 우주기술을 실제 환경에서 검증하기 

위한 SJ와 SY실험 위성들을 다양한  용도로 개

발해  오기도  하였는데,  이러한  위성들을  통하

여  광학  탑재체의  새로운  기술들이  실제  우주 

환경에 적용되기도 하였다. 또한, 정밀 지도 생

성을 위한 3차원 입체 지형 관측을 위하여 스

테레오  광학  탑재체를  비롯한  여러  광학  탑재

체들을  동시에  장착한  TH위성들을  개발하여 

현재도 운용 중에 있다[17]. 

그림 9. 기타 지구관측위성 

(위:SY-5/SJ-9위성, 아래:TH-1위성)

   중국의  대표적인  소형  시험위성이라고  할 

수 있는 SJ위성은 1971년에 발사된 SJ-1위성부

터  2017년  SJ-18위성까지  50여년에  걸쳐서  위

성기술과 관련된 다양한 우주시험을 수행해 왔

다.  이  중에서  대표적으로  2012년에  광학탑재

체를  장착하여  발사된  SJ-9A/9B위성들에는  각

각  2.5~10m  해상도를  가지는  가시광영역  탑재

체와 73m 해상도를 가지는 적외선영역 탑재체

를  통하여  관련  탑재체  기술들이  검증되기도 

하였다.  또한,  SY위성은  TS(

探索)위성이라고도 

불리는데, 2004년부터 3D 영상을 위한 관측 카

메라를  중심으로  우주에서  활용되기  시작했으

며,  이러한  SY위성은  2013년  SY-5(TS-5)  위성

까지  개발되었다.  2010년에  처음  궤도로  발사

된 TH-1위성은 2015년까지 모두 3대가 개발되

었는데, 정밀한 입체 지형 측정을 주된 임무로 

하고  있으며,  자원탐사위성인  ZY  위성  프로그

램의 일부라고도  알려져  있다.  YG위성과  마찬

가지로  CAST2000  위성  플랫폼을  기반으로  하

여  제작된  TH-1위성은  모두  3가지  종류의  광

학탑재체를  장착하고  있으며,  최종적으로 

1:50,000  비율의  입체  지형도를  제작하는  것을 

목표로  하고  있다.  일반적으로  지구관측  위성

에서 많이 확인할 수 있는, 2m의 공간해상도를 

가지는 PAN 탑재체와 10m의 해상도를 가지는 

가시광영역  광학탑재체  이외에도  TH-1위성은 

LMCCD(Line-Matrix  CCD)라는  3대의  카메라로 

구성된  특별한  탑재체를  장착하고  있다.  5m의 

공간해상도를 가지면서 지상의 입체 영상 관측

을  위하여  제작된  LMCCD는  직하를  주시하는 

카메라를  기준으로  앞/뒤로  각각  25°씩  기울

어져  있으며,  특별히  직하를  주시하는  카메라

에는  기본적인  선형  검출기  이외에도  영상의 

기하보정을 위한 4개의 작은 2D(matrix) 검출기

가 선형 검출기를 중심으로 대칭으로 구성되어 

있다는 특징을 가지고 있다.  이러한 검출기의 

복합적인  구조는  위성의  자세  변화에  따른  관

측 지형도의 기하오류와 왜곡을 보정하는데 중

요한 역할을 수행한다.

 

                                                   

위성명

탑재체

고도

(km)

BOL

TH-1B

광학

500

2012.05

SY-5(TS-5)

광학

740

2013.11

TH-1C

광학

500

2015.10

표  7.  기타  지구관측위성(2012년  이후)


background image

명환춘 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 42~52

51

그림  10.  중국의  지구관측  위성(광학탑재체)의  최근  개발  현황


background image

52

명환춘 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 42~52

9. 결론

     

2000년 이후부터 중국의 지구관측 위성 개발

은 우주굴기라는 말에 걸맞은 본격적인 행보를 

보여 주고 있다. 기상위성은 물론, 해양/환경 관

측, 자원탐사, 정보수집, 고해상도 관측, 상업용 

관측 등을 위한 다양한 목적의 광학탑재체 개발

을 기반으로 여러 고도와 궤도에서 다수의 위성

들을 운용하고 있다. 이러한 탑재체 우주기술은 

소형 시험 위성들을 통한 광학탑재체 기술의 검

증  등과  병행되면서  지난  20여  년간  지속적인 

발전을 계속해 왔으며, 향후에도 기존의 많은 위

성 프로그램들의 임무 연속성을 유지해 나갈 계

획이다. 그 중에서도 특별히, 세계 최초로 개발

한 50m급 정지궤도용 지구관측 위성인 GF-4위

성과  미국의  첨단  첩보위성에  비견될  수  있는 

0.2m급  해상도로  추정되는  YG-26/GF-8위성, 

2030년까지 138개의 위성을 지구 궤도에 발사하

여 10분 이내에 지구 전체의 실시간 영상을 관

측할 예정인 JL위성 프로그램 등은 중국의 지구 

관측기술이 더 이상 도전적 수준이 아닌, 미국 

등 우주기술 선진국과 함께 이미 선도적 수준에 

이르렀음을 보여주기에 충분하다고 할 수 있다.  

참고문헌

1. Dayao Li et al.,“China’s Satellite Remote 

Sensing  Technology  and  Its  Application  in 

20th  Century”,    22nd  Asian  Conference  on 

Remote Sensing, 2001

2. Anand V., 

China’s Space Capabilities, KW 

publishers Pvt Ltd, 2011

3.  Anthony  H.  Cordesman,“Chinese  Space 

Strategy and Developments”, 2016

4.  M.  Aliberti, 

When  China  Goes  to  the 

Moon...,  Springer  International  Publishing 
Switzerland, 2015

5.  Peng  Zhang,  “The  Chinese  Meteorological 

Satellite and Applicatiations”, IGARSS 2016

6.  Jing  Nie,“Current  and  future  CMA  MetSat 

Systems”, WMO/ITU seminar, 2017

7.  The  Earth  Observation  Handbook,  CEOS, 

2016

8.  Kevin  Pollpeter,  China  Dream,  Space 

Dream, IGCC

9.  1st  Report  on  Chinese  and  European 

Spaceborne  Ocean  Observing  Systems  and 

Onborad  Sensors(1988-2025),  Aeronautics 

and Space, 2008

10.  Dinker  Peri,  “Yaogan  Satellite  and  

Chinese 

ASBM 

Capability” 

SCHOLAR 

WARRIOR, 2014

11. S. Chandrashekar, “China’s Constellation 

of Yaogan Satellites & the AntiShip Ballistic 

Missile:  May  2016  Update”,  International 

Strategic  and  Security  Studies  Programme, 

2016

12.https://satelliteobservation.wordpress.com/ 

2016/09/20/the-chinese-maritime-surveillance

-system/

13.https://www.globalsecurity.org/space/world/ 

china/yaogan-recsat.htm

14. “China High-resolution Earth Observation 

System(CHEOS)  and  its  Latest  Development, 

CNSA, 2014

15. L. Chen, “Mission Overview GaoFen-5”, 

CEOS-ACC-12, 2016

16.  Zhao  X.  Zhang  et  al.,“Detection  of  JL-1 

Satelite’s  Jiter  Multimodal  Pushbroom 

Cameras”,  7th  International  Conference  on 

Mechanical and Aerospace Engineering, 2016

17.  Jianrong  Wang,“The  System  Overview 

and  Geometric  Image  Quality  of  the  TH-1 

Satellite”,  International  Archives  of  the 

Photogrammetry, 

Remote 

Sensing 

and 

Spatial Information Sciences, 2016


background image

항공우주산업기술동향 16권 1호 (2018) pp. 53~62

http://library.kari.re.kr

에서 보실 수 있습니다.

기술동향

위성을 이용한 미세먼지(에어로솔) 측정을 위한 저궤도 및 

정지궤도 위성 미션

진경욱 *

LEO and GEO satellite programs for space-borne 

measurement of aerosol 

Jin, Kyoung-Wook*

ABSTRACT

Fine  dust(Aerosol)  has  gained  more  interests  due  to  its  importance  not  only  for  the  main 

component  of  Earth  radiation  budget  and  primary  driving  force  of  climate  change  but  for  the 

human  health  issue  driven  by  the  air  quality.  The  space-borne  measurement  technologies,  which 

estimate  global  aerosol  distribution,  density  and  its  movement  accurately,  have  been  intensively 

studied  and  improved.  In  this  paper,  scientific  principles  of  the  aerosol  retrieval  will  be  introduced 

and  summarized  based  on  the  typical  LEO  and  GEO  aerosol  measurement  space  missions.

초  록

미세먼지(에어로솔)는 지구복사 및 기후변화 연구에 매우 중요한 인자일 뿐만 아니라 대기질 문제

와 직결된 건강문제와도 관련되어  있어 중요성이 매우 높아지고 있다.  이의 전 지구적 분포와 농도 
및 이동을 정확하게 측정하기 위해 위성을 이용한 방법이 활발히 연구되어 왔으며 갈수록 향상되어 

가고 있다.  본 논문에서는 위성을 이용한 에어로솔 측정의 원리를 대표적인 저궤도 및 정지궤도 에어
로솔 측정 미션을 중심으로 설명하고 정리하였다.

Key Words : Aerosol(에어로솔), Fine dust(미세먼지), LEO(저궤도위성), GEO(정지궤도위성), space-borne
measurement(위성센서 측정)

* 진경욱, 한국항공우주연구원 위성연구본부 정지궤도복합위성사업단

kwjin@kari.re.kr


background image

54

진경욱 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 53~62

1. 서  론

대기  중에  존재하는  에어로솔은  인공적인  요

인(도시/공업  활동,  바이오매스  연소 등)  및  바
람에  의한  먼지,  기타  자연적인  요인에  의해 

발생하는  입자들을  일컫는다.  따라서  에어로솔
이란  입자의  직경의  크기에  따른  분류(미세먼

지-직경  10μm  이하,  초미세먼지-직경  2.5μm이
차)에  비해  좀  더  폭넓은  의미를  내포하고  있

다.  에어로솔은  건강과  관련된  대기질(Air 

quality)의  문제뿐만  아니라  태양광과의  상호작

용  및  구름  미세물리에  미치는  영향  등과  관련
하여  지구복사  및  기후변화  연구에  매우  중요

한  요소이다.  생성과  소멸  기간이  상대적으로 
매우  짧고  에어로솔의  광학적  복사  특성의  공

간적인  변화가  심하기  때문에,  이의  효과적인 
관측을  위해서는  위성을  이용한  전  지구적  관

측을  요구한다.  에어로솔  관측을  위해  위성에 
장착되는  탑재체의  종류로는  다분광  영상기

(Multispectral  Radiometers),  다분광  편광계

(Multispectral  Polarimeters),  다중앵글  분광영

상기(Multiangle  Spectro  Radiometers)  등이  이
용된다.  이들  위성용  센서들의  관측  자료 

비교  검증에는  지상관측  장비(태양  광도계

-Sunphotometer,하늘 방사계-Sky  Radiometer) 

등의  자료가  쓰인다.

2. 에어로솔 관측

2.1 에어로솔의 관측 원리

위성을  이용한  에어로솔의  측정(Retrieval)은 

백워드(Backward)  방법이  이용된다.  모델을  이

용하여  특정  지구물리변수를  추정하는  방식은 

포워드(Forward)  방식과  백워드 방식으로 나눌 

수  있다.  위성용  탑재체가  관측하는  원시값은 

특정 시간 및 공간에서의 대기의 상태 및 조건

에서  관측하고자  하는  지구물리변수와의  관련

성을 내포한 전기적 신호(Digital  number)로 표

출된다.  따라서 이 값을 토대로 원하는 지구물

리변수를 역으로 추정하는 방식을 따르므로 대

부분  백워드  방법론이  이용된다.  대기최상층에

서  산란에  의해  반사된  복사에너지는  반사  함

수의  식으로  정의할  수  있다.  구름이  없고  수

직적으로 균질한 대기를 가정하면 [1]  람버시안

(Lambertian)  지표면을 가진 지구-대기 시스템에 

대한  반사함수는  에어로솔  광학두께와  단일산

란반사율(Single  scattering  albedo)의  함수이며, 
또한  에어로솔  크기  분포에  의존한다.  <그림 

1>은  위성으로  측정한  반사함수에  대한  에어

로솔  광학두께와  단일산란반사율의  상대적인 
효과를  보여  준다.  가로축의  지표면  반사도에 
대해  세로축은  반사함수와  지표면  반사도  차이
를  네  가지  에어로솔  광학두께와  두  가지  단일
산란반사율에  대한  함수로  표현한  것이다  [2]. 
반사도  0.1값  이하(어두운  표면)에서  에어로솔 
광학두께에  대한  민감도(전체  반사함수와  지표
면  반사도의  차이)가  높게  나타나고  있음을  알 
수  있다.    이로써  반사도  값이  낮게  나타나는 
지상에서의  어두운  표면과  해상(바람이  세기가 
약한  곳:  ~15m/s  이하,  해상풍이  강할  경우  흰 
파도(Whitecap)의  영향을  고려해야  함)에서  에
어로솔  측정이  용이함을  알  수  있다.  즉  위성
에서  측정한  반사도  값에서  에어로졸  산란에 
의한  효과는  지표면의  영향이  적으면  적을수록 
쉽게  구분해  낼  수  있다. 

자료:  참고  문헌  [2]

그림  1.  지표면  반사,    반사함수와  지표면  반사의 

차이  그래프


background image

진경욱 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 53~62

55

한 개의 채널이 아닌 두 개 채널 혹은 다중

채널을 이용한 에어로솔 추정 알고리즘은 에어

로솔 광학두께뿐만 아니라 크기분포 정보를 얻

는  데  유리하다.  두  개의  파장에  대해  측정한 

반사함수를 각각 R1,  R2라 할 때 이들의 비율을 

나타내는 값을 컬러 비(Color  ratio=R1/R2)라  한

다.  흡습성  에어로솔의  경우  340nm와  380nm 
두  채널의  반사함수  비의  계산 값과  관측 값의 
차이를  이용하여  측정할  수  있다(예,  TOMS(Total 

Ozone  Mapping  Spectrometer)의  340nm와  380nm 

두  채널을  이용한  아시아  지역의  미세먼지  입
자들의  측정).  UV채널의  장점은  구름에  의한 
반사도가  이  파장에서  크게  영향을  받지  않기 
때문에  에어로솔의  구름에  의한  오염의  영향을 
상대적으로  배제할  수  있다.  위성용  센서의  발
달로  인해  보다  정확한  다중  광학  채널을  가진 
채널을  이용하고  구름의  효과를  배제할  경우, 
더욱  향상된  에어로솔  추정이  가능하다.  (예, 

MODIS  센서 [3]) 

2.2 육지표면 위 에어로솔 측정의 에러 요인

가시채널1(0.6-0.7μm)과  가시채널2(0.4-0.5μ

m)에서  식생(Green  vegetation)과  일부  토양

(Soil)은  어둡게  보인다.  하지만  혼합된  식생의 

면적과 푸른 정도 및 토양의 종류에 따라 어둡

게 혹은 밝게 관측되는 문제가 발생한다.  이와 

관련된 

지표면 

반사도의 

불확실성은 

0.005-0.01의  변동성을  보이며  이에  상응하

는  에어로솔  광학두께의  에러는  0.05-0.10에 

해당한다.  이러한  에러를  줄이기  위해서는 

에어로솔의  영향을  거의  받지  않고  지표면 

반사도를 관측할 수 있는 파장대를 이용하는 

것이다.  연기나 도시/공업지대 에어로솔의 효과

는  SWIR(2.1  or  3.8  μm)의 경우 가시채널(0.47 

and  0.66  μm)에 비해 15-30배 적은 것으로 분

석  되었다[4].  MODIS  운영(Operational)  알고리
즘의 경우 이러한 원리를 이용하여 육지표면에

서 에어로솔을 측정하는 경우 가시채널에서 지

표면의  어둡거나  밝은  여부를  판단하기  위해 

에어로솔의  영향이  상대적으로  매우  낮은 

SWIR(2.1  or  3.8  μm)채널을 이용한다.  최종적으

로  에어로솔의  측정은  모델을  이용한  계산  값과 

관측 값이 최대한 가까워 질 때까지 모델의 조건

(에어로솔 광학두께(Aerosol  optical  depth),  분포

(Size  distribution)  및  반사도(Single  scattering 

albedo))값을  조정하여 관측 값과 가장 가까워졌

을 때 계산을 멈추고 이때의 모델 값들을 에어로

솔의 상태를 추정하는 방법(백워드법)을 쓴다.  이

러한 방법을 Physical  Relaxation  법이라고도 부

른다.  모델  계산의  초점은  위성용  에어로솔  관

측 장비(예,  다중분광영상기)로 관측되는 단파분

광반사도(Shortwave  spectral  reflectance)를 

정확하게 계산하는 것이다.  이러한 계산에는 복

사전달모델(RTM)이  필요하다.  영상기가  관측

하게 되는 최종 반사도는 지구표면에서 반사된 

성분과 대기 중에서 산란된 복사에너지 중에서 

센서 방향으로  들어오는 성분으로 나누어진다. 

지표면에서  반사된  빛은  대기와  상호작용을  하

므로 분광 및 각도에 따른 특성은 대기와 지표

면 모두의 영향을 받는다.    센서로 산란되어 들

어오는  빛은  에어로솔  입자에  의한  후방산란

(Back  scattering)  또는  대기에서  연쇄적으로 

일어나는  전방  혹은  후방  산란된  빛이  들어오

는  경우로  나누어진다.  또한  대기  중  가스  성

분과 에어로솔 입자들에 의한 흡수는 분광성분 

및  각도에  따라  다르게  나타난다.  지구  대기 

중  성층권의  경우  에어로솔이  존재하는  경우

(예,  화산  분출)가  드물게  있으나,  일반적으로 

양이 매우 작아 무시할 수 있으며 따라서 대류

권에  존재하는  에어로솔이  위성  관측의  주  대

상이 된다. 

2.3 에어로솔 모델 

지표면  반사도의  특성이  명확히  설명(계산)되

면,  광학두께는 측정한 복사량을 통해 추정할 수 

있다.  하지만 이때 에어로솔의 특성에 대한 보조


background image

56

진경욱 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 53~62

적인  정보(예,  에어로솔  산란위상함수(Scattering 

phase  function)와  단일산란반사율이  주어져야 

한다.  즉  가능한  최상의  에어로솔  모델(가장  보
편적인  에어로솔  타입의  평균적인  특성을  위
도,  경도  및  계절에  대해  나타내  주는)이  필요
하다.  일반적으로  주어진  위치에서  에어로솔 
산란위상함수(Scattering  phase  function)와  단

일산란반사율 값은  에어로솔의  기후  통계 값으
로  추정한다.  이러한  통계치는  자동관측이  가
능한  태양복사계(Sun/Sky  radiometer)를  이용한 
에어로솔  자동관측  네트워크[5]를  통해  얻어진
다.

3. 저궤도 에어로솔 측정 미션

자료:  aura.gsfc.nasa.gov

그림  2.  Aura  위성  형상  및  OMI센서             

            자료:  www.epiqspace.com

그림  3.  OMI(Ozone  Monitoring  Instrument)

            자료:  disc.gsfc.nasa.gov

그림  4.  OMI/Aura  Near  UV  Aerosol  Optical  Depth

3.1 OMI 에어로솔 측정 알고리즘

OMI  센서(그림 2  &  3)는 초분광 센서의 장

점을  이용하여  에어로솔  광학두께(그림  4)  및 

단일산란반사율의  정량적인  측정뿐만  아니라 

에어로솔  종류의  측정이  가능하다.  센서의  공

간 분해능은 13km  X  24  km  이며 에어로솔 측

정은 두 가지 방법을 이용한다 [6].  첫 번째 방

법은 331-500nm  분광대역의 다중파장(17개 채

널)을 이용하는 것과 두 번째 방법은 UV영역의 

두 개 채널을 이용하는 방법이다.  두 방법론은 

각각  해양과  육지에서의  측정방법이다(다중파

장법:  해양,  UV법:  육지).  육지의  경우  다양한 

지표면 상태를 묘사할 수 있는 분광 지표면 반

사도 데이터베이스의 부족(한계성)으로 인해 다

중파장법을  적용하기에  부적합하다.  해양의  경

우 해수면은 어두운 표면(Dark  surface)으로 가

시광선이나 근적외선 영역의 경우 반사된 복사

에너지는 대부분 에어로솔의 영향을 받기 때문

에  측정  알고리즘을  적용하기에  적절하다.  반

대로  육지의  경우  반사된  에너지  중  지표면의 

영향이  에어로솔에  의한  영향에  비해  매우  크

기  때문에  에어로솔을  측정하기가  상대적으로 

어려워진다.     


background image

진경욱 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 53~62

57

3.2 UV법의 장점

UV법은  330-380nm  스펙트럼  영역을  이용하며 

TOMS(Total  Ozone  Mapping  Spectrometer)시리즈

의  센서에  적용된  방법이다.  UV영역에서  태양복
사를  흡수하는  에어로솔(예,  Carbonaceous/Mineral 

dust/Volcanic  ash  aerosols)에  민감도가  높아  활용성이 

높다.  특히  얼음  혹은  눈이  없는  육지  표면  혹
은  심지어  가시광선과  근적외선  영역에서  반사
도가  높은  건조지역(Arid  areas)에서  UV반사도
가  매우  낮게  나오기  때문에  UV법은  상당한 
장점으로  작용한다.  OMI에어로솔  알고리즘은 
이 TOMS  에어로솔  측정법의  장점을  향상시킨 
것이다.  TOMS관측은  UV영역의  몇  개  파장밴
드에  한정되어  있지만  OMI의  경우  UV에서 

VIS에  걸쳐(270-500nm)  매우 넓은  범위의  파장

대역을  가지고  있어,  분해능  향상을  포함하여 
가시광선과  근적외  영역에서의  에어로솔  관측용 
위성센서(예,  MODIS,  AVHRR)등의  자료와의  공
동  활용에  유리하다.  (지구  표면에서의  픽셀  싸
이즈 차이:  OMI=13x24  km2,  TOMS=40  x  40km2). 
운영용  OMI  에어로솔  알고리즘의  두  개의  핵심 
산출물은  에어로솔  광학두께와  단일산란반사율
이다.  해양용 주 측정법은 330-500nm의 다중채

널법이,  육지용 주 측정 방법은 UV법(388nm)이 

쓰인다.  구름에 의한 오염을 배제하기 위해 구
름이  없는  픽셀  자료(Level1B)를  이용한다.  입
자크기  분포가  고정된  경우,  광학두께는  전체 
에어로솔  농도(Loading)에  직접적으로  비례한
다.

3.3 이론적 배경

에어로솔  및  구름  입자가  없다는  가정을  하

면  330-500nm  영역의  전자기파  스펙트럼에서 
지구대기의  최상층에서  측정되는  복사량은  대
기  중  분자에  의한  태양복사의  산란  성분과  지
표면에  의한  복사에너지의  반사  그리고  대기를 
통해  투과되는  복사에너지로  나누어진다.  이러

한  복사전달과정은  파장의  함수로  표현된다. 

330-500nm  파장대에서는  기체분자(주로  오존과 

이산화질소)에  의한  흡수는  상대적으로  적다. 
지표면에  의한  기여는  지표면의  종류(Type)에 
의존한다.  330-400nm영역에서는  눈과  얼음을 
제외하면  사막을  포함한  모든  종류의  지표면에 
대해  지표면  반사도가  매우  낮다(<0.1).  하지만 

400nm이상의  파장대에서는  물로  덮인  표면이

나  대부분의  식생지역에서  지표면  반사성분의 
기여도가  낮지만,  사막  혹은  반사막  지역의  경
우  파장이  길어짐에  따라  지표반사  기여도가 
급격하게  증가한다.  분자산란과  기체흡수효과
는  잘  알려져  있기  때문에  구름이  없는  조건에
서  순수한  분자산란(Rayleigh-Scattering)에  대한 
복사에너지  차이는  에어로솔  입자와  지표면  반
사효과에  의한  산란+흡수  과정  때문이다.  가시 
및  근적외  분광대에서는  분자산란의  기여도가 
낮다.  해수면  위에서는  가시/근적외  영역에서 
대기최상층(TOA)  반사도에  대한  지표면  기여
도가  낮다.  하지만  대부분의  육지표면에서는 
에어로솔  산란에  비해  지표면에  의한  기여도가 
현저하게  높다.  이  때문에  정확한  지표면  반사
의  특성을  이해하지  않고는  에어로솔  효과를 
구분하는  것이  매우  어렵다.  따라서  일반적으
로  가시/근적외  채널을  이용한  위성을  이용한 
에어로솔  측정은  어두운  해수면  위로  한정된
다.  UV영역에서는  분자산란은  가시영역에  비
해  훨씬  크기  때문에  무시될  수  없다.  다중분
자산란은  에어로솔  흡수층을  통과하는  광자의 
통과  길이를  증가시켜서  에어로솔에  의한  흡수 
확률이  현저하게  높아진다.  UV영역에서는  에
어로솔  흡수층이  위치하는  높이도  중요하다. 
근자외선(near-UV)에서  지표면  기여도는  물과 
육지 표면  양쪽에  대해  낮다.  요약하면  근자외
선  영역  분자산란성분이  에어로솔  “컬러”를  향
상시키기  때문에  흡수성  에어로솔의  경우  UV
법을  이용하면  측정능력이  향상된다.  대기최상
층에서  상향 성분의  복사량을  변화시키는  입자
에  의한  산란과  흡수는  에어로솔의  미세물리특


background image

58

진경욱 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 53~62

성과  분포에  의존한다.  즉 에어로솔의  주요  효
과는  에어로솔  입자에  의한  산란  때문에  상향
성분의  대기  복사에너지를  증가시키는  것이다.

3.4 파장 선택

OMI센서는  0.5nm의  분광해상도를  가지고 

270-500nm  파장대에서  후방산란복사량을  측정

한다.  이  파장대에서는  대기의  에어로솔  입자
에  의한  산란과  흡수가  파장에  따라  점진적으
로(Smoothly)  변한다.  이러한  파장에  대한  의존
성을  통해  에어로솔의  종류,  농도  및  크기  분
포에  대한  정보를  얻을  수  있다.  에어로솔  원
격탐사에서의  적절한  파장의  선택에  있어서  중
요한  점은  대기  기체  분자에  의한  흡수가  일어
나는  파장대를  피하는  것이다.  예를  들어 

330nm  보다  짧은  파장의  경우  O3분자에  의한 

태양복사에너지  흡수가  현저하다.

3.5 에어로솔 모델

위성을 이용한 에어로솔 측정의 근본적인 문

제는 구성된 방정식보다 모르는 변수가 더 많다

는  점이다.  따라서  미시물리학적(microphysical) 
에어로솔  모델의  사용이  불가피하다.  에어로솔
의  대기복사전달  효과를  유발하는  에어로솔의 

물리적 특성에는 에어로솔 크기 분포와 복소수

로 표현되는 회절지수(Complex  refractive  index)
가 있다.  또한 에어로솔의 수직분포는 Blue  및 

UV영역에서 에어로솔 복사전달에 영향을 미친

다.  에어로솔의  크기분포와  입자들의  화학적 
성분은  에어로솔의  방출지역,  방출되는  형태, 
이동,  변형 그리고 제거 프로세스의 의해 결정
된다.  OMI에어로솔  알고리즘에는  24개의  후보 
에어로솔 모델이 이용되며 발원지에 따라 주요 

에어로솔  종류별로  총  다섯  개의  그룹으로  구

성되어 있다.

4. 정지궤도 에어로솔 측정 미션

자료:  www.goes-r.gov

그림  5.  GOES-R(GOES-16)  위성  형상

자료:  spaceflight101.com

그림  6.  GOES-R(GOES-16)  ABI  탑재체 

자료: 

https://www.nasa.gov/mission_pages/terra/index.html

그림  7.  Terra위성  및  MODIS  센서


background image

진경욱 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 53~62

59

자료:  www.aerospace-technology.com

그림  8.  MODIS  센서

자료:  jointmission.gsfc.nasa.gov

그림  9.  Suomi  NPP위성에  장착된  VIIRS  센서

4.1 ABI 에어로솔 측정 알고리즘

GOES-R  위성(그림  5)의  ABI(그림  6)채널은 

에어로솔  시그널에  대해  가스와  다른  오염원을 
최소화하는  밴드를  선정하였다[7].  또한  알고리

즘의  헤리티지가  있는  MODIS(그림  7  &  8)센
서와  VIIRS센서(그림  9)채널과  매치되는  밴드

가  선정되었다.  MODIS,  VIIRS  알고리즘과  마
찬가지로  가시광선과  적외 채널에서  관측한  복

사량을  바탕으로  동시에  에어로솔  모델과  에어

로솔  광학두께를  측정한다.  기본적인  가정은 

해양의  표면에  의한  기여는  정확하게  계산  되
어질  수  있고,  육지표면의  반사도는  적절하게 

추정할  수  있다는  것으로,  이를  바탕으로  해양 
및  육지에서의  두  개의  알고리즘으로  나누어진

다.  에어로솔  측정의  여러  가지  오염원에  속하
는  주요  인자는  육지의  경우  눈,  해양의  경우 

반짝거림  현상(Glint)  및  탁류(Turbid  water)가 
이에  해당한다.

4.2 ABI 해양 에어로솔 알고리즘

해양  알고리즘은  VIIRS알고리즘[8]을  바탕으

로  하며,  에어로솔  모델은  MODIS  알고리즘

(MODIS  Collection5)에  사용된  모델이  이용되

었다.  해색(Ocean  color)정보  없이  해수면  반사

도를  추정할  수  있는  ABI의 2,  3,  5  및  6번  채
널이  이용되었다.  수면  위의  반사도는  충분한 

정확성을  가지고  모델링이  가능하기  때문에, 

[9]  선택된  ABI채널에서의  관측된  대기최상층 

반사도와  계산  값과의  매치를  통해  에어로솔 
광학두께  및  에어로솔  모델을  동시에  측정할 

수  있다는  것이  해양  에어로솔  알고리즘의  핵
심이다.  대기최상층 반사도에  대한  에어로솔의 

기여는  두  개의  에어로솔  모드의  선형  조합((미
세  및  거친  모드의  각각의  가중  합)으로  단순

화할  수  있다.  모든  채널에서  대기최상층 반사
도가  정확하게  매치되지  않기  때문에  550nm에

서의  에어로솔  광학두께와  미세 에어로솔  모드 
가중치(η)추정을  위해  관측된  대기최상층  반사

도와의  매치를  실행할  때,  주  채널은  ABI  3번 
채널(0.86μm)을  사용한다.  0.86μm채널이  선택

된  이유는  미세  및  거친  에어로솔  모드의  기여
도가  상당히  높은  반면,  수면아래(Underwater) 

반사도는  무시할  수  있기  때문이다.  주  채널

(0.86μm)이  아닌  다른  채널에서  에어로솔 광학

두께는  에어로솔  모델(미리  계산된  LUT(Look 

Up  Table)에  포함되어  있음)에  해당하는  각각


background image

60

진경욱 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 53~62

의  에어로솔의  광학적  특성의  파장에  대한  의

존성을  이용하여  결정할  수  있다.  알고리즘은 
상대적으로  큰  해상풍이  존재하는  중-고위도에

서  중요한  요소라  할  수  있는  해상풍에  대한 
해양표면  반사도의  상관관계를  고려한다. 

(MODIS  Collection  5  알고리즘의  경우  해상풍

이  6m/s  고정값을  사용하며  MODIS  Collection 

6  알고리즘의  경우는  해상풍-해수면  반사도  상

관관계식이  포함됨).

해수면에서의  에어로솔  모델은  미세모드

(Fine-mode)와  거친모드(Coarse-mode)  에어로

솔의  조합으로  표현된다.  MODIS  알고리즘에서 
따온  4개  미세모드와  5개  거친  모드가  사용되

었다.  에어로솔의  크기분포는  로그노말  분포를 
가정한다.  에어로솔  광학특성  계산을  위해 

0.05~15.0μm  반경에  해당하는  에어로솔  크기

분포를  6S  RTM  [10]에서  Mie산란모델을  이용

하여  적분하여  계산한다.  대기최상층  반사도 
계산은  6S  RTM을  바탕으로  VIIRS방법을  통해 

계산되었다.  위성의  탑제체에서  측정되는  대기
최상층  반사도는  ρ(atm)+  ρ(sfc)  두  성분으로 

나누어진다.  대기에  의한  기여도는  대기분자와 

에어로솔에 의한 반사와 산란 그리고 에어로솔

과 가스에 의한 흡수로 나눌 수 있다.  대기복사
모델에서  분자산란과  에어로솔에  의한  산란과 

흡수,  그리고 수증기에 의한 흡수로 특정 대기층

에서의 복사에너지는 대기상층의 O3,O2,CO2,NO2 
및  CH4등에 의한 흡수에 의해 감쇄된다.  에어로
솔과  분자산란(Rayleigh-Scattering)의  상호작용을 
무시하면  대기최상층  반사도에  대한  대기의  기
여  성분을  계산할  수  있다.  한편  해수면에서의 
반사도는  쌍방향  반짝거림(Sunglint)  반사와  람버
시안  해수면  아래(Underwater)반사  그리고  백파

(Whitecap)반사의 

합으로 

모델링된다. 

분산

(Diffuse)  투과도는  전체  투과  성분에서  직접투

과성분을  빼면  된다.  이때  모든  항들은  ABI채
널들의  중심  파장에  대해  계산된다.  에어로솔 
추정  알고리즘은  최상의  대기최상층 반사도  매
치(반사도  대비  관측값)를  보여주는  τ550/η(미

세모드  가중치)에  따른  미세/거친  모드  쌍을  찾
는  것이다.  4개의  미세모드와  5개  거친  모드 
조합의  쌍은  미리  계산된  LUT형태로  주어지
며,  주어진  미세/거친 에어로솔  모드  쌍에  대해 
가중치를  찾기  위한  실질적인  반복계산은  양분
법(bisection)을  이용한다.  즉  0~1사이에서  5개의 

η(0, 

0.25, 

0.5, 

0.75,1)에  대해  0~0.25, 

0.25~0.5,  0.5~0.75,  0.75~1  각각 4개의 범위에 

대해서  잔여  오차(residual)를  계산하는  과정을 

밟는다.  총10번의  과정이  반복되는  동안  최소 
잔여오차를 갖는 AOD/η를 찾게 된다.  ABI채널 

2,  5  및  6번(0.64,  1.61  &  2.25  μm)에서  대기 

최상층 반사도에  대한  잔여 오차값을  계산하는 

것이다.  특정  파장에서의  최종  광학 두께값 (그
림 10)은  아래  식으로  표현(계산)된다.

τλ=  τλ,fine  x  η  +  τλ,  coarse  +  (1-  η)

자료:  www.goes-r.gov

그림  10.  ABI  에어로솔  광학  두께 


background image

진경욱 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 53~62

61

4.3 ABI 육지 에어로솔 알고리즘

육지모델도  해상모델과  유사한  다중채널법을 

따른다.  다른  점은  에어로솔  모델은  미리  계산

한  것을  이용하며  ABI  관측 값으로부터  추정한 
지표면  반사도를  이용하는  것이다.  지표면은 

해상과  달리  변화도  및  복잡도가  매우 커서  반
사도를  모델을  이용하여  계산하기에  난해하다. 

식생/어두운  토양  위에서  Blue  및  Red채널의 
파장에서의  지표면  반사도와  SWIR채널의  지표

면  반사도와의  상관관계를  이용한 방법론[11]에 
기초를  둔다.  ABI채널  1,  2  및  6번  채널(0.47, 

0.64  &  2.25  μm)을  이용하여  어두운  지표면에서

의  육지에어로솔  모델이  개발 되었다.채널3과 체

6을  이용한  중적외선(mid-IR)  NDVI(Normalized 

Differential  Vegetation  Index)를  이용하여  식생층

과  토양을  분리한다.  MODIS  Collection  5  알고
리즘에서와  마찬가지로  각각의  후보  에어로솔 

모델에  대해  blue(0.47  μm)와  SWIR(2.5  μm)에
서의  관측치를  바탕으로  광학두께(AOD)와  지표면 

반사도  값을  동시에  추정한다.  ABI  알고리즘에서는 

4개(Generic/Dust/Smoke/Urban)의  전형적인  에어

로솔모델[12]을  이용한다.  에어로솔  크기분포를 
묘사에는  바이모달(Bi-modal)로그노말분포를  이

용한다.  6s  RTM을  이용하여  구형(Sphere)의  3
개  에어로솔  모델(Generic/Dust/Smoke)에  대해서는 

Mie  코드를  이용하여  에어로솔  광학  특성을  계산하

며,  구가  아닌  Dust모델의  경우  Dubovik  Sheroid 

Kernel  [13]을  이용한다.

5. 결  론

위성을  이용한  에어로솔  측정의  기본적인 

원리와  현재  활용되고  있는  대표적인  저궤도 

위성인 Aura위성의 에어로솔 알고리즘인 OMI 

알고리즘과  정지궤도  위성인  GOES-R의  ABI 

에어로솔  알고리즘의  구성  원리에  대해  간단

하게  살펴보았다.  ABI  알고리즘의  경우  2018

년  하반기  발사  예정인  정지궤도복합위성2A 

A M I(A dvanced   Meteorological  Imager)에  직

접적으로 응용 가능한 알고리즘이며,  OMI  알고리

즘은  2019년  발사  예정인  정지궤도복합위성2B 

GEMS(Geostationary 

Environment 

Monitoring 

Spectrometer)에 활용할 수 있는 알고리즘이다. 

참고문헌

1. S.  Chandrasekhar  (1960).  Radiative  Transfer

Dover  Publications  Inc.  p.  393.  ISBN 

0-486-60590-6

2. Remote  Sensing  of  Tropospheric  Aerosols 

from  Space:  Past,  Present,  and 

FutureMichael  D.  King*,  Yoram  J. 

Kaufman*,  Didier  Tanré+,  and  Teruyuki 

Nakajima  Bulletin  of  the  American 

Meteorological  Society.  Nov  1999,  Vol.  80,  No.11

3. Kaufman,  Y.  J.,  et  al.,  Operational  remote 

sensing  of  tropospheric  aerosol  over  the 

land  from  EOS-MODIS,  J.  Geophys.  Res., 

102,  17,051  –  17,061,  1997a.

4. Kaufman,  Y.  J.,  D.  Tanre,  L.  A.  Remer,  E. 

F.  Vermote,  A.  Chu,  and  B.  N.  Holben, 

1997b:  Operational  remote  sensing  of 

tropospheric  aerosol  over  land  from  EOS 

moderate  resolution  imaging 

spectroradiometer.  J.  Geophys.  Res.,  102, 

(D14),.  17051–17067.

5. Holben,  B.,  et  al.,  AERONET  –  A 

federated  instrument  network  and  data 

archive  for  aerosol  characterization,  Remote 

Sens.  Environ.,  66,  1-16,  1998


background image

62

진경욱 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 53~62

6. OMI  Algorithm  Theoretical  Basis. 

Document.  Volume  III.  Clouds,  Aerosols, 

and  Surface  UV  Irradiance.  P.  Stammes 

(Editor).  R.  Noordhoek  (Layout). 

ATBD-OMI-03,  Version  2.0,  August  2002

7. GOES-R  Advanced  Baseline  Imager  (ABI) 

Algorithm  Theoretical  Basis  Document  For 

Suspended  Matter/Aerosol  Optical  Depth  and 

Aerosol  Size  Parameter  Version  3.0,  July 

30,  2012

8. Vermote,  E.  F.,  R.  Slonaker,  S.  Vibert,  B. 

Petrenko,  National  Polar-orbiting  Operational 

Environmental  Satellite  System  (NPOESS) 

VIIRS  Aerosol  Optical  Thickness  and 

Particle  Size  Parameter  Algorithm 

Theoretical  Basis  Document,  Version  5, 

Revision  8:  June  2006

9. Cox,  C.,  and  W.  Munk  (1954).  Statistics  of 

the  sea  surface  derived  from  sun  glitter.  J. 

Mar.  Res.,  13,  198-208.

10. Kotchenova  S.Y.  and  E.  F.  Vermote,  A 

vector  version  of  the  6S  radiative  transfer 

code  for  atmospheric  correction  of  satellite 

data:  an  Overview,  presented  at  29th 

Review  of  tmospheric  Transmission  Models 

Meeting,  Lexington,  Mass.,  USA,  13–14 

June  2007.

11. Kaufman,  Y.  J.,  A.  E.  Wald,  et  al.,  The 

MODIS  2.1-mu  m  channel  –  Correlation 

with  visible  reflectance  for  use  in  remote 

sensing  of  aerosol,  IEEE  Transactions  On 

Geoscience  and  Remote  Sensing  35(5): 

1286-1298,  1997

12. Levy,  R.C.,  L.A.  Remer,  and  O.  Dubovik, 

Global  aerosol  optical  properties  and 

application  to  Moderate  Resolution  Imaging 

Spectroradiometer  aerosol  retrieval  over 

land,  J.  Geophys.  Res.,  112(D13210),  doi: 

10.102,  2007

13. Dubovik,  O.,  et  al.,  Application  of 

spheroid  models  to  account  for  aerosol 

particle  nonsphericity  in  remote  sensing  of 

desert  dust,  J.  Geophys.  Res.,  111, 

D11208,  doi:10.1029/2005JD006619,  2006


background image

항공우주산업기술동향 16권 1호 (2018) pp. 63~72

http://library.kari.re.kr

에서 보실 수 있습니다.

기술동향

정지궤도  위성의  열제어  소프트웨어  설계  및  구현

신현규*1)2)

Design  and  Implementation  of  Thermal  Control 

Software  for  Geo-Stationary  Satellite

Shin, Hyun-Kyu*

ABSTRACT

The space environment is very severe especially on thermal condition. Thermal control takes very 

essential part of a satellite system for accomplishing own missions. Thermal control system can be 
implemented in various way and thermal control software performs fine thermal control on thermal 
control areas across the satellite. Design and implementation of thermal control software depends on 
thermal condition and mission of the satellite. This paper introduces design and implementation of 
thermal control software for geo-stationary satellite with recent research trends.

초  록

위성이 운용되는 우주는 열적으로 매우 혹독한 환경이며, 위성의 임무 수행을 위해서는 열제

어가 필수적이다. 위성의 열제어는 다양한 방법으로 수행될 수 있으며, 열제어 소프트웨어는 위
성 전반에 걸친 열제어 영역에 대해 정밀한 열제어를 수행한다. 열제어 소프트웨어는 위성이 동
작하는 열환경 및 임무에 따라 다르게 설계된다. 여기서는 정지궤도 위성의 열제어를 위한 열제
어 소프트웨어의 설계와 구현 및 최신 연구 동향에 대해 소개한다.

Key Words  :  Thermal Control System (열제어 시스템), Thermal Control Software (열제어 소프

트웨어), Geo-stationary Satellite (정지궤도 위성)

* 신현규, 한국항공우주연구원, 위성연구본부, 위성본체개발부

hkshin@kari.re.kr


background image

64

신현규 / 항공우주산업기술동향 16/1 (2018) pp. 63~72

1. 서 론