정찰 위성
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1. 개요[편집]
인공위성의 한 종류로 군사 정찰의 목적을 가지는 위성이다. '다목적 위성'이라 하여 하나의 위성이 기상 관측, 과학 연구, 군사 정찰 등의 목적을 가지는 경우도 있다.
군사 위성의 대표적인 예이기도 하다. 카메라 등 관측 장비를 달고 목표 지점 상공을 지나가면서 사진을 찍어 해당 지역의 영상을 제공한다. 대표적으로는 미국의 키홀 위성과 소련의 코스모스[1]가 있다.
2. 역사[편집]
우주 개발이 한창이던 60~70년대의 기술로 쓸 만한 성능을 구현하는 것은 어려운 일이었다. 애초에 수백 km 상공의 위성에서 지상의 사진을 선명하게 찍는 것부터 힘든 일이고 그렇게 찍은 사진을 지상까지 전달하는 것도 어려운 일이었다. 결국 원격 전송이 가능한 TV 카메라로는 도저히 깨끗한 화질을 얻을 수가 없어서 선택한 방법이 바로 인공위성에 필름 카메라를 탑재해서 사진을 촬영하고 그 뒤 필름을 대기권에 재돌입시켜서#[2] 지상에서 회수하는 것이다. 미국의 경우에는 필름만 캡슐에 담아 재돌입시키고 낙하산이 펼쳐져 천천히 낙하하는 필름을 비행기로 낚아채는 방법을 사용했고, 소련은 필름과 카메라를 통째로 캡슐에 담아 지상에 낙하시켜 회수하는 방식을 썼다.
당시 이런 위성 필름을 회수하기 위한 군사작전 역시 미국과 소련 간에 치열하게 펼쳐졌다.[3] 그리고 1980년대 이후 위성과 지상 간의 실시간 데이터 전송 기술이 발전해서 영화에서 본 것처럼 실시간으로 전송을 받은 뒤 분석하는 것이 가능해졌다.
3. 특징[편집]
정찰위성 프로젝트가 정착되고 시간이 지난 후엔 두 대 이상의 카메라를 이용, 합성하는 방식으로 3D 지형데이터를 얻기도 했다.(이 기술은 현재 민간에서도 사용된다.)[4]. 이후엔 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR)를 사용, 그 전후로 감시체제에 돌입하며 미국, 소련 양 국가는 인공위성을 수백 대씩 뿌려댔다.
넓게 보면 정찰 위성에 포함시킬 수도 있는 조기경보 위성도 존재한다. 미국은 조기경보위성으로 대규모 공습이 시도되려 할 때에 영공으로 들어오기도 전에 알아차릴 수 있다. 러시아가 보유한 해상감시 위성은 목표를 탐색, 추적, 대함미사일 유도까지 한다. 미국이나 러시아의 경우 지금도 각자 수백 개의 군사위성을 보유하고 있다.[5]
이러한 군사위성은 임무 특성상 고도가 낮고, 궤도를 수정해야 할 필요성이 많다. 안 그래도 저고도 위성이라 지구로 떨어지지 않기 위한 추진체가 필요한데[6], 궤도 수정까지 해야 하니 수명이 무척 짧다. 따라서 정말 꾸준히 많이 발사를 하므로 돈이 많이 든다. 그런 이유로 사실상 정찰위성을 본격적으로 사용한 국가는 미국과 소련뿐이다. 그 외의 국가는 민군 겸용으로 지구 관측 위성을 쏘아올리거나 성능을 희생하더라도 높은 궤도에 쏘아올리는 게 대부분이다.
군사적인 목적이 강하나 대부분의 국가에서 운영주체는 군이 아닌[7] 미국 국가정찰국처럼 정보기관이 주도하는 경우가 많으며 만약 그에 준하는 기관이나 단체가 없다면 주로 우주군이나 국가 우주기관이[8] 운영한다.
4. 종류[편집]
4.1. EO(Electro-optical) 위성[편집]
광학 장비를 이용한 것이다. 우리가 흔히 생각하는 "사진"을 얻을수 있는 위성들이며 눈에 보이는 가시광선을 이용하기 때문에 날씨의 영향을 많이 받는 단점이 있다. 흐리면 그냥 안 보이기 때문.
초창기 광학위성은 필름회수식이었던지라 정찰 자료 취급과 촬영의 제약이 매우 심각해서 쓰기 힘들었으나 현재는 전자 기술의 발달로 촬영한 이미지를 디지털로 바로 전송할 수 있으며 위성 이미지는 민간에서도 수요가 매우 높기 때문에 넘쳐나는 수요로 인해 가장 보편적으로 쓰인다.
일반적으로는 흑백/컬러 이미지를 취급하며 보통 민간용으로는 컬러 이미지쪽이 수요가 높지만 본격적인 정찰목적에서는 컬러보다 더 높은 해상도를 얻을수 있다는 점 때문에 흑백 이미지를 더 많이 쓰며 이외에도 적외선, 자외선등을 탐지하는 정찰위성들 또한 특수목적으로 소수 존재한다.
일반적으로는 가시광을 측정하기에 밤에는 사용이 불가능하나 밤에도 충분한 조명이 목표한 대상지를 비추고 있으면 조명이 있는 지역은 어느정도 식별가능한 사진을 획득하는것이 가능하다.
영화 등에서는 사람의 얼굴을 정확히 식별하는 등 엄청난 성능을 가진 것으로 나오곤 하지만 현재 대부분의 국가가 쓰는 위성의 해상도는 최상급 위성도 30cm 근처에서 노는지라[10] 차량의 형태를 구분하거나 사람 형상을 구분하는 정도로 제한되며 만약 컬러 사진으로 찍을경우 해상도가 1m단위로 낮아져 더 구분하기 힘들어진다. 물론 이보다 더 좋은 위성이 있을 가능성도 충분히 있다. 미국이나 러시아의 광학정찰위성들의 경우 냉전시절에 이미 30cm 수준의 해상도를 달성한지 오래라는 보고가 있으며 2020년대에 쓰는 차세대 위성들의 경우 한자리수 cm단위로 노는 해상도를 가지고 있다는 주장도 있어서 공개되지 않은 초 고해상도 위성이 존재할 가능성은 있으나 어디까지나 루머의 영역이다. 게다가 전술하였듯이 가시광은 대기와 기상의 영향을 많이 받기 때문에 위성 자체의 해상도가 아무리 올라간다고 해도 성능에 한계가 있다.
4.2. SAR 위성[편집]
SAR 장비를 이용한 것이다. 기상과 무관하게 촬영할 수 있다. 일반인이 보기에 직관성은 떨어지며 EO 위성에 비해서 어느 정도의 지식이 요구된다. 따라서 전문 교육을 받지 않은 일반인은 판독하기 어렵다.[11] 단순히 건물이 배치되어있다 정도가 아니라 군사적 목적을 위해서는 판독된 물체가 어떤 무기체계인지 판별하거나, 아군의 타격에 의해 적군이 어느 정도의 피해를 입었는지 평가해야 하기 때문이다. 인접 시점에 촬영된 EO 위성 영상이 있다면 비교 분석하는 방법도 동원된다.
전파를 이용하기 때문에 광학위성에게 가장 큰 장애물인 기상영향을 최소한만 받으며 3차원 지형 데이터를 얻을수 있다는 점 덕분에 3차원 지도 구현을 위해서 쓰이기도 하며 레이더 자체가 돈이 상당히 깨지는 부속품인 만큼 보통 운영주체들은 국가 기관들이다.
5. 나무위키에 문서가 있는 정찰위성[편집]
- 키홀 위성
- 코스모스 위성 - 다만 코스모스 위성의 경우 그냥 소련/러시아에서 발사된 모든 위성이 해당 명칭으로 구분되기 때문에 모든 위성이 정찰위성인것은 아니다.
- 만리경-1
- 425 위성
이 문서의 내용 중 전체 또는 일부는 2023-12-16 10:58:01에 나무위키 정찰 위성 문서에서 가져왔습니다.[1] 하지만 모든 코스모스 위성은 전부 군사위성이 아니다. 과학용 위성과 민군겸용 통신/항법위성도 코스모스라고 불렀다.[2] 해당 링크의 영상은 키홀 위성의 종류 중 하나인 코로나 위성의 필름이 담긴 캡슐을 지구로 재돌입 시키는 걸 다룬 영상이다.[3] Ice Station Zebra라는 영화에서 이를 다루었으며, 콜 오브 듀티: 블랙 옵스 2의 캠페인 피로스의 승리에도 이 내용이 언급된다.[4] 구글 어스의 지형 보기가 그 예이다.[5] 전성기 시기의 소련은 무려 일주일에 위성 한 대씩 올리는 위엄을 선보였다.[6] 저고도에서는 희박하긴 하지만 대기에 의한 공기저항이 상대적으로 커서 점차 궤도가 낮아지게 된다. 그래서 이를 보상하기 위해서 추진제를 자주 사용해서 고도를 유지해야 한다.[7] 흔히들 우주군이 위성을 운용한다고 착각하는 경우가 많지만 현실의 우주군은 적성국 우주자산을 감시하고 적성국의 우주활동을 방해하는 쪽의 업무가 가깝지 인공위성 관련 임무를 수행하는 경우는 손에 꼽을 정도로 적다. [8] 한국의 아리랑 위성 또한 정찰, 첩보 용도로 활용되긴 하나 기본적으로 아리랑 위성은 한국항공우주연구원이 운용하는 민간위성이고 한국에서 군이 단독으로 운용하는 위성은 ANASIS-II뿐이다.[9] 상단 이미지는 학살 현장 당시를 찍은 상용 위성 이미지 서비스 프로바이더인 막사(Maxar)의 자료이며, 하단 이미지는 학살 이전 모습을 담은 구글 지도 사진이다. 다만 구글도 Maxar에서 제공받은 사진으로 지도 서비스를 하기 때문에 실상은 둘다 Maxar에서 찍은 사진이다.[10] 위의 안드레아 성당이 찍은 Maxar의 월드뷰 위성의 해상도가 30cm이다. [11] 위성 사진을 주고 실제 지명을 맞추는 양덕후식 놀이를 한다 해도 EO 위성에 비해 SAR 위성으로 하면 난이도가 상승한다. 사례