한국항공우주연구원

자막

눈에 보이지 않지만 우리를 끊임없이 괴롭히는 대기 중 오염물질
황사 미세먼지
고도 3만 6천㎞ 정지궤도에 있는 천리안위성 2B호는
환경탑재체로 대기 중 오염물질을 관측할 수 있다?
정지궤도는 3만 6천㎞에 뜨기 때문에
이승훈 책임연구원 / 위성탑재체개발부
지구 위에 어느 지역을 계속 내려다볼 수 있어요
특히 대기환경을 관측하는데 있어서는
어디서 뭐가 발생해서 어디로 가는지를 계속 봐야하는데
그 역할을 하는데 딱 좋습니다 그래서 환경탑재체는
우리나라를 비롯한 동아시아 지역에 대기환경 물질이
어디서 얼만큼 발생해서 어디를 거쳐서 어떻게 이동하는지
지속적으로 관측할 수 있는 정지궤도위성의 장점을 입혔습니다
Q. 환경탑재체의 핵심 초분광영상기란?
초분광영상기를 기술적으로 설명드리자면
보통 카메라는 영상을 찍잖아요
초분광영상기도 영상을 얻을 수 있어요
그와 동시에 분광 스펙트럼을 얻을 수 있어요
이 2가지를 동시에 얻어낼 수 있는 첨단 장비인데,
이런 광학 소자가 들어있어요
1㎜ 안에 500개의 선이 그어져 있는 광학면으로 되어 있습니다
잘 보시면 무지개 같은 게 보일텐데
여러 파장의 빛이 섞인 백색광이 들어오면
이것이 프리즘(Prism)처럼
파장을 분해해서 스펙트럼을 만들어냅니다
관측 방법을 조금 더 자세히 말씀드리면
정지궤도위성이 계속 내려다보고있죠
내려다보고있는 지역의 영상 정보와 함께 분광 정보가 올라오는데
그 스펙트럼을 퍼트려서 보면
분광 정보의 원천은 물론 태양빛이고
태양빛이 지면에 반사돼서 위성 카메라로 들어올 때,
그 사이에 있는 지구 대기에 어떤 화학물질이 있습니다
그 화학물질은 자신의 공명주파수를 가지고 있기 때문에
예를 들어, SODIUM(나트륨)이라고 하면 노란색의 특별한 공진주파수를 가지고 있죠
그럼 노란색 부분, 에너지를 흡수해요
그럼 위성에서 찍어보는 스펙트럼의 노란색 부분에 검은선이 생기게 됩니다
그럼 어둡게 보이는 지역에 나트륨이 있다는 걸 알 수 있습니다
그런 원리로, 우리 환경탑재체 GEMS는
동아시아 지역을 5,000㎞ x 5,000㎞
일본 동쪽부터 인도차이나반도까지 관측하는데
30분 동안 쭉 찍어요
찍으면서 어느 지역에 이산화황, 이산화질소, 포름알데하이드, 오존 등이 있으면
그 화학물질에 해당하는 스펙트럼 위치에 검은선이 나타납니다
검은선이 얼마나 짙게 나타나느냐에 따라 산출량, 발생량을 관측할 수 있고
그래서 '어느 지역에 어떤 물질이 있구나'
'그것이 어떻게 흘러가는구나' 이런 걸 알 수 있습니다
이걸 통해서 우리가 멀리있는 지역에
어떤 물질이 얼마나 발생했는지,
이산화질소, 이산화황, 포름알데하이드, 오존
이런 것들을 관측합니다
이런 것들이 원인이 돼서 미세먼지를 일으키기 때문에
지상에 있는 과학자 분들이 산출해내면
그 지역에 있는 미세먼지량까지 산출해낼 수 있는거죠
영상자료 출처: 환경과학원, 픽사베이