처음 읽는 인공위성 원격탐사 이야기

경기 예측에서 기후변화 대응까지, 뉴 스페이스 시대의 인공위성 활용법

김현옥 지음

플루토 2021년 12월 02일 출간 종이책 : 2021년 04월 15일 출간

작품소개

책소개

경기 예측에서 기후변화 대응까지, 뉴 스페이스 시대의 인공위성 활용법

지구를 도는 인공위성들, 무엇을 하러 올라갔을까

우리나라 바다에서 불법 조업을 하는 중국 어선들은 오래전부터 국내외 안팎으로 큰 문제였다. 우리나라 해양경찰이 드넓은 바다를 구석구석 다니며 일일이 단속하기도 힘든데, 현장에서 이들을 적발해도 도주해버리면 확실한 증거를 확보하기 어렵다. 더욱이 단속 과정에서 몸싸움이 일어나면 더 큰 문제로 번질 수도 있다. 실제로 중국 어선을 단속하던 해양경찰이 이들에게 살해되는 사건도 있었다. 이런 문제를 해결할 좋은 방법은 없을까? 바로 인공위성으로 원격탐사를 하는 것이다. 원격탐사를 하면 한밤중에도 넓은 바다를 한눈에 확인할 수 있어 불법 조업과 불법 양식 등을 감시할 수 있다.

뿐만 아니라 해수의 온도나 조류의 변화 등 어업 활동에 꼭 필요한 정보를 제공해준다. 실제로 우리나라의 다목적실용위성(일명 아리랑 위성)은 지금 이 순간에도 한반도와 인근 지역을 샅샅이 촬영해 많은 정보를 보내오고 있다. 이것은 인공위성의 수많은 활용 사례 중 하나일 뿐이다. 가끔씩 뉴스에는 우주선이 인공위성을 싣고 발사되는 모습이 등장한다. 지금도 우리 머리 위 우주에는 세계 여러 나라가 발사한 인공위성들이 궤도를 돌고 있다. 2020년 7월 기준으로 지구궤도를 돌고 있는 인공위성은 2,787대나 된다. 그중 통신위성을 제외하면 지구관측 인공위성이 가장 많다. 그런데 우리는 이들이 무슨 일을 하는지 잘 모른다. 이 위성들은 무엇을 하러 우주로 올라갔을까?

인공위성은 우주에서 지구를 내려다보는 눈이다. 지구 상공 수백 킬로미터 높은 곳에 있는 인공위성은 총알보다 20배나 빠른 초속 7.8킬로미터의 속도로 지구 둘레를 돌며 지구 사진을 찍어 전송한다. 워낙 넓은 지역을 고해상도로 촬영하다보니 영상 하나에 포함된 정보가 엄청나다. 이렇게 인공위성이 보낸 사진들을 분석해서 정보를 얻어내는 과정이 바로 원격탐사다. 《처음 읽는 인공위성 원격탐사 이야기》는 인공위성이 찍은 위성영상들을 다채롭게 보여주면서 이 사진에 무엇이 담겨 있는지, 무엇을 꺼내볼 수 있는지, 어떻게 꺼내볼 수 있는지에 관해, 다시 말해 ‘인공위성 원격탐사’의 기본 원리와 쓰임새에 관해 세계의 사회, 농업, 산업, 기후변화 등을 예로 들어 친절하게 설명한다.

목차

들어가며

1장 원격탐사, 우주에서 날아온 사진
지구를 바라보는 눈
우주에서 지구 사진을 찍는 이유
사진의 시작은 태양복사에너지
인공위성 영상은 일반 사진과 어떻게 다를까
네 가지 해상도
위성영상 데이터는 어떻게 정보가 되는가

2장 위성영상에 인공지능을 더하면
주차장에서 돈이 보인다
부풀려진 환상이 낳은 유령도시
경제의 흐름을 읽는다
석유는 정말 줄었을까
뉴 페이스가 이끄는 뉴 스페이스
새로운 지능이 온다
공간정보의 진화
3장 포스트 코로나19 시대의 지구관측
멈춰 선 세상
우주에서 대기오염을 감시한다고?
정지궤도와 태양동기궤도
인공위성이 바꾸는 세상

4장 바다 위의 감시카메라
우주에서 포착한 범죄 현장
야간 불법 조업도 감시하는 인공위성
수산물 양식장도 지킨다
우리 바다를 지키는 천리안

5장 사막 위의 둥근 반점
화석수로 농사를 짓는다
아라비아사막의 인공 경작지
식물의 변화를 탐지하는 인공위성
최첨단 과학, 스마트팜
6장 화성을 닮은 지구, 아타카마
이보다 더 화려할 순 없다
광물자원을 탐사하는 인공위성
칠레 사막에서 만나는 달과 무지개

7장 자연이 그린 그림
레나 델타에 쌓인 시간의 흔적
해수면의 변화를 기억하는 삼각주
툰드라에도 봄은 오고 꽃은 핀다
영구동토에 생겨나는 다각 구조
같은 장소 다른 정보, 레이더 센서

8장 인공위성으로 지키는 아마존
인공위성으로 산불을 감시한다
디저트와 고기반찬에 밀려나는 아마존 우림
함께 지켜요, 글로벌 포레스트 워치

9장 그 많던 빙하는 어디로 갔을까
설 곳 없는 북극곰
사라지는 황제펭귄
얼어붙은 과거에서 온 바이러스

10장 우리 지금 안전한가요
지구가 화났다
전 세계 우주기관들이 뭉친 이유
천국에서 지옥으로
재난이 지나간 자리

나가며

출판사 서평

?수 있기 때문인데, 인공위성 사진은 산, 호수, 강, 집, 도로와 같은 지형, 지물의 형태와 함께 그 위치를 기록한 디지털 형식의 데이터이므로 곧바로 정보화하여 사용할 수 있다는 장점이 있다.
1990년대까지만 해도 인공위성의 수가 적어서 원하는 지역의 사진을 얻기 힘들었고 해상도도 낮은데다가 가격도 비쌌다. 그러나 2000년대 들어 성능 좋은 인공위성들이 등장하면서 고해상도의 위성영상이 쏟아지고 있다. 더불어 지금은 뉴 스페이스의 흐름 속에서 여러 기업이 저렴한 비용으로 고성능 소형 위성을 개발해 발사하고 있다. 이렇게 우주로 날아간 인공위성 수십, 수백여 대가 군집을 이루어 지구궤도를 돌면서 같은 지역을 거의 매일 촬영하며 엄청난 양의 데이터를 전송하고 있고, 이 빅데이터를 다방면으로 활용하려는 시장이 형성되고 연구개발이 활발하다.
더욱이 빅데이터, 인공지능, 사물인터넷 등의 기술이 발달하고 이 기술과 위성영상이 결합하면서 활용 영역도 빠르게 늘어나고 있다. 위성사진에 클라우드 컴퓨팅 기술을 융합하여 새로운 개념의 공간정보 서비스를 하거나, 위성영상에 인공지능 기술을 적용해서 고객이 필요로 하는 맞춤형 정보를 제공하는 회사들이 높은 수익을 얻고 있으며, 심지어 일반 사용자가 직접 위성영상 제공 시스템에 접속하여 필요한 정보를 찾아 쓰는 사용자 기반의 플랫폼 서비스까지 등장하고 있다.
이렇듯 다양한 인공위성 데이터의 활용 뒤에는 우주 선진국들의 데이터 무료 공개 원칙이 있다. 미국의 경우 랜샛 위성이 촬영한 영상을 2008년부터 무상으로 배포하고 있기 때문에 누구든 다운로드하여 사용할 수 있다. 유럽은 2014년 코페르니쿠스라는 전 지구관측 프로그램을 시작하고, 모든 센티넬 위성 시리즈의 데이터를 무상으로 공개한다. 언뜻 비싼 비용을 들여 개발하고 발사한 인공위성이 보내온 위성영상을 제한 없이 무료로 제공하면 큰 손해가 아닐까 생각할 수도 있겠지만, 이러한 데이터 공개 정책을 통해 산업화의 기반을 마련함으로써 디지털 경제로 전환하는 쪽의 이익이 훨씬 크다고 한다. 위성영상에서 얻은 정보가 국제 관계나 정치적 이슈, 기업의 마케팅 전략 등 다른 배경 지식이나 정보와 결합되면 사회ㆍ경제 지표로서 부가가치가 높은 고급 정보가 되기 때문이다.
《처음 읽는 인공위성 원격탐사 이야기》는 이처럼 위성영상 빅데이터를 가공하여 고객에게 제

작가정보

저자(글) 김현옥

저자 : 김현옥
어린 시절부터 여행을 동경했고, 세계여행이 꿈이었다. 세상은 넓고 가보고 싶은 곳은 많은데 돈과 시간이 따라주지 않는다는 게 항상 문제였다. 그러다 인공위성을 이용하면 직접 가지 않고도 둘러볼 수 있다는 사실에 고무되어 원격탐사를 전공하기로 했다. 오래 보아야 예쁘고 자세히 보아야 사랑스럽다는 나태주 시인의 말처럼 지구도 자꾸 들여다보니 더 관심이 가고 알고 싶은 것이 많아졌다. 원격탐사 분야에 오랜 전통을 가지고 있으며 도시를 사람과 다양한 동식물이 서로 영향을 주고받으며 살아가는 생명 공동체로 바라보는 독일의 도시생태학에 끌려 유학을 떠났고, 도시생태학의 메카라는 베를린에서 10년을 살았다.
10년이면 강산도 변한다고 그 사이에 우리나라는 해상도가 무척 높은 지구관측위성과 기상위성을 가진 세계에서 몇 안 되는 나라 가운데 하나가 되었다. 하지만 성공적인 위성 개발이라는 성과에 비해 그 활용 가치는 잘 알려지지 않은 것 같다. 그래서 기회가 될 때마다 학생들에게 지구관측 인공위성 원격탐사를 소개하는 과학강연과 진로 멘토링에 참여하고 있다.
서울시립대학교 조경학과를 졸업하고 독일 베를린공대에서 박사학위를 받았으며, 현재 한국항공우주연구원 국가위성정보활용지원센터에서 선임연구원으로 일하고 있다. 글로벌 지구관측그룹GEO의 프로그램이사회 이사를 역임했고, 전 세계 재난재해 지원을 위한 국제협력 사업인 인터내셔널 차터International Charter Space and Major Disasters의 한국 측 실무간사로 활동하고 있다. 베를린공대 박사과정 중 베를린 주州정부에서 여성 과학자 양성을 위해 마련한 장학금을 받은 일을 계기로 여성과 젠더 이슈에도 관심을 갖게 되었다. 현재 대한여성과학기술인회KWSE의 총무이사를 맡고 있다.