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세계를 보는 우리의 첨단 위성

인공위성

국가 공공 수요의 위성개발 기술 확보

우리나라의 인공위성 연구개발은 1994년 종합과학기술심의회에서 다목적실용위성(아리랑위성) 개발 사업을 의결하면서 시작됐다. 국가적으로 위성 영상에 대한 공공수요를 충족시키기 위해 1999년 다목적실용위성인 아리랑위성 1호, 2006년 국내 주도로 아리랑위성 2호를 개발했다. 이후 2012년 아리랑위성 3호, 2013년 아리랑위성 5호, 2015년 아리랑위성 3A호를 개발했다. 현재 고정밀 레이더 위성인 아리랑위성 6호와 최첨단 수준의 정밀 지구관측광학위성인 아리랑위성 7호와 아리랑위성 7A호를 개발 중이다. 또한, 국내 개발 첫 정지궤도위성이자 독자적인 기상 및 해양관측 서비스가 가능한 천리안위성 1호를 개발했으며, 천리안위성 1호 보다 더 정밀한 기상관측이 가능한 천리안위성 2A호, 해양관측 및 세계 최초로 정지궤도에서 대기환경 관측이 가능한 천리안위성 2B호를 개발 했다. 특히 천리안위성 2B호는 한반도 주변의 미세먼지 등 대기오염물질의 이동경로를 파악할 수 있어 미세먼지 등으로 인한 국가간 갈등과 사회적 문제 해결에 도움을 주고 있다. 소형 및 과학실험용 위성으로는 2003년 과학기술위성 1호, 2013년 나로과학위성, 과학기술위성 3호를 개발했다. 한국항공우주연구원은 다목적실용위성과 정지궤도위성 개발로 독자적인 위성 개발 기술을 확보하였고 국내 위성 산업화를 목표로 민간 산업체에 위성 기술 이전을 위한 500kg급 차세대중형위성 1호를 2021년 발사했다.

아리랑위성과 차세대중형위성의 개발목적, 위성형상, 사업기간, 중량, 임무수명, 주요성능, 발사체, 발사장, 발사일, 운용현황을 설명하는 표입니다.
구분	아리랑위성(다목적실용위성)								차세대중형위성
구분	1호	2호	3호	3A호	5호	6호	7호	7A호	1호	2호
개발 목적	지구관측(광학)	지구정밀관측(광학)	지구정밀관측(광학)	지구정밀관측(광학+적외선)	전천후지구관측(영상레이더)	전천후지구관측(영상레이더)	지구정밀관측(광학+적외선)	지구정밀관측(광학+적외선)	지구관측 (광학)	지구관측 (광학)
위성 형상
사업 기간	’94.11～’00.1	’99.12～’06.11	’04.8～’12.8	’06.12～’15.12	’05.6～’15.6	'12.12 ~ '25.6	'16.8~'25.12	'20.2~'27.5	‘15~’21	'18.1~'25.12
중량	470kg	800kg	980kg	1,100Kg 내외	1,400Kg 내외	-	-	-	500kg급	500kg급
임무 수명	3년	3년	4년	4년	5년	-	-	-	4년	4년
주요 성능 (해상도)	흑백 6.6m	흑백 1m 칼라 4m	흑백 0.7m 칼라 2.8m	흑백 0.55m 칼라 2.2m	레이더 영상 1m/3m/20m	-	-	-	흑백 0.5m 칼라 2m	흑백 0.5m 칼라 2m
발사체	Taurus (미)	Rockot (러)	H2-A(일)	Dnepr (러)	Dnepr (러)	-	-	-	Soyuz-2 (러)	-
발사장	반덴버그(미)	Plesetsk (러)	다네가시마(일)	Yasny(러)	Yasny(러)	-	-	-	Baikonur (카자흐스탄)	-
발사일	‘99.12.21	‘06.7.28	‘12.5.18	‘15.3.26	‘13.8.22	예정	예정	예정	‘21.3.22	예정
운용 현황	임무종료(07.12) 운용종료('08.2)	임무종료('15.10)	임무 수행중	임무 수행중	임무 수행중	개발중	개발중	개발중	임무 수행중	개발중

공공정지궤도위성의 목적, 형상, 개발기간, 발사일, 중량, 수명, 위성체개발, 발사체, 발사장, 특이사항, 운용현황을 설명하는 표입니다.
구분	공공 정지궤도위성
구분	천리안1호	천리안2A호	천리안2B호	천리안3호
목적	공공통신/해양/기상관측	기상/우주관측	해양/환경관측	공공 위성통신 서비스 제공
형상
개발기간	’03.9∼’10.12	’11.7∼’20.10		'21.4~'27.12
발사일	’10.6.27	’18.12.5	’20.2.19	예정
중량	2,460kg	3,507kg	3,386kg	약 3,500kg
수명	7년	10년	10년	15년
위성체개발	Astrium사 (프랑스)/항우연 공동개발	항우연	항우연	항우연
발사체	Ariane5(프랑스)	Ariane5(프랑스)	Ariane5(프랑스)	-
발사장	남미 기아나(프랑스)	남미 기아나(프랑스)	남미 기아나(프랑스)	-
특이사항	국내 최초 개발 정지궤도위성	국내 독자개발 정지궤도위성
운용현황	기상관측 임무 종료(‘20.4.1)	임무수행중	임무수행중	개발중

인공위성 개발 기술력 세계적 수준에

우리나라는 선진국보다 40여 년 늦은 1990년대 중반에서야 국가 주도로 위성 개발을 시작했지만, 지속적인 투자와 연구개발로 현재 세계 6~7위권의 인공위성 개발 기술력을 가진 것으로 평가받고 있다. 세계 최첨단 수준의 인공위성 설계, 해석, 조립, 시험 기술을 확보했으며 다양한 국내 위성 수요를 충족하고 있다. 이와 함께 위성 개발에 필수적인 첨단의 위성 시험 시설과 위성 운용 인프라 및 기술, 위성정보 활용 기술 등도 보유하고 있다. 한국항공우주연구원은 세계적 수준의 인공위성 연구개발을 통해 첨단 기술을 적용한 저궤도 지구관측위성과 정지궤도위성 개발 기술을 축적하였으며, 최근에는 국내 위성 산업 발전을 위해 민간 산업체에 그 동안 축적한 위성 개발 기술을 이전하고 있다.

다목적실용위성(아리랑위성)

독자적인 인공위성 개발 기술력 확보

다목적실용위성(아리랑위성)은 독자적인 위성 개발 기술 확보와 공공 수요의 위성영상 확보를 목표로 추진되었다. 다목적실용위성은 저궤도 지구관측위성으로 전자광학 카메라, 영상레이더, 적외선 카메라 등의 탑재체를 통해 다양한 위성 데이터를 확보하고 있으며, 국토·해양모니터링, 기상, 지질, 농업, 수자원, 재해재난 대응 등에 활용하고 있다. 한국항공우주연구원은 1999년 국내 최초의 다목적실용위성인 아리랑위성 1호를 개발하였고, 아리랑위성 1호 개발 경험을 토대로 2006년 세계 7번째로 해상도 1m급의 아리랑위성 2호를 개발했다.

세계 6~7위권의 위성 개발 기술 보유

한국항공우주연구원은 해상도 70cm급 광학 관측능력을 갖춘 아리랑위성 3호, 영상레이더를 탑재해 기상 조건에 상관없이, 그리고 밤낮 구분없이 지구관측이 가능한 아리랑위성 5호, 해상도 55cm급 광학 및 적외선 관측이 가능한 아리랑위성 3A호를 개발 운영 중이다. 한국항공우주연구원은 아리랑위성 5호의 후속위성으로 영상레이더 성능이 향상된 아리랑위성 6호와 초정밀광학 및 적외선 센서를 탑재하는 아리랑위성 7호와 아리랑위성 7A호를 개발하고 있다.

01다목적실용위성(아리랑위성) 3호

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국내 최초의 서브미터급 위성

아리랑위성 3호는 국내 최초의 서브미터급 고해상도 지구관측위성으로 국내 공공 수요의 서브미터급 고해상도 위성영상의 국내 공공수요 충족과 해외 위성영상 서비스 시장 진출을 목표로 개발됐다. 아리랑위성 3호는 위성시스템, 탑재체, 본체, 체계조립 및 시험 등 위성 개발의 모든 과정을 국내 독자 기술로 개발했다. 한국항공우주연구원은 해상도 70cm의 서브미터급 광학탑재체(AEISS, Advanced Earth Imaging Sensor System)를 국내 최초로 개발했다.

고해상도 위성 카메라 개발 기술 확보

서브미터급 고해상도 위성에 대한 수요는 1999년 발사된 미국의 IKONOS 2호(해상도 82cm)와 2001년 발사된 Quickbird 2호(해상도 62cm) 위성이 상용화하면서 시작되었다. IKONOS 2호 위성은 고해상도 지구관측 위성의 상업화 시대를 연 최초의 위성이었다. 아리랑위성 3호 개발 당시 고해상도 위성영상 기술은 미국이 가장 앞서 있었으며, 프랑스·인도·일본·이스라엘·중국·러시아·독일 등은 서브미터급 위성을 개발하지 못한 상태였다. 한국항공우주연구원은 유럽과의 협력을 통해 서브미터급 고해상도 위성 카메라 기술을 확보했다. 아리랑위성 3호는 발사 이후 현재 까지 아리랑 3호는 지구상공 고도 685km 궤도에서 하루에 약 15바퀴 지구를 선회하며 지구관측을 통해서 공공안전, 국토․자원관리, 재난감시 등에 활용되는 고해상도 영상정보를 수집하여 위성영상 상용화 서비스를 제공하고 있다.

제원직경 2.0m, 높이 3.0m, 중량 980kg
운용궤도저궤도
임무지구관측
탑재체전자광학카메라(해상도 70cm)
발사일2012년 5월 18일

02다목적실용위성(아리랑위성) 5호

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국내 최초의 영상레이더(SAR) 탑재 위성

아리랑위성 5호는 한반도의 전천후 지상·해양 관측을 목표로, 국내 최초로 영상레이더(SAR, Synthetic Aperture Radar)를 탑재한 지구관측위성이다. 아리랑위성 5호는 마이크로파를 지상 목표물에 방사한 후 반사되어 돌아온 신호를 합성하여 영상을 만드는 영상레이더(SAR)를 탑재해 주야간 및 악천후에도 지상관측이 가능하다. 아리랑위성 5호는 주요 핵심 기술을 제외한 상당 부분을 국내 독자 기술로 개발했으며, 영상레이더 탑재체 핵심 기술은 국내에 확보되어 있지 않아 해외 기술협력 방식으로 개발했다. 아리랑위성 5호 개발을 통해 영상레이다 관련 기술과 영상레이더 보정 및 처리기술을 확보하였다. 아리랑위성 5호는 발사 후 성능향상을 통해 해상도 1m(관측 폭 3㎞×3㎞)의 개선 고해상도 모드, 0.85m(2.7㎞×2.7㎞)의 초고해상도 모드, 2.5m(30㎞)의 개선 표준해상 모드, 20m(100㎞)의 개선 광역관측 모드 등 4가지 운영 모드를 추가해 향상된 고해상도·고품질의 영상을 제공하고 있다.

전천후·주야간으로 레이더 영상 확보 가능

아리랑위성 5호 개발로 기존 광학 영상뿐 아니라 국가 수요의 전천후, 주야간 레이더 영상을 확보할 수 있게 되었다. 아리랑위성 5호는 전천후 관측이 가능해 아리랑위성 2호·3호·3A호의 광학·적외선 영상과 상호보완을 통해 국가적 재난·재해 분야에서 활용되고 있다. 아리랑위성 5호 영상은 지리정보시스템(GIS), 해양관측, 지상관측, 재난감시 및 환경감시에 활용할 수 있으며, 실제 국토·도시계획, 수자원, 농업, 해양, 임업, 환경, 지도 제작, 지질자원 분야 등에서 활발히 활용되고 있다. 아리랑위성 5호는 국내 주도로 개발 중인 해상도 50cm급의 아리랑 6호 영상레이더 개발 기반과 영상레이더 보정 및 처리기술을 확보하는 계기가 되었다.

제원직경 2.6m, 높이 3.9m, 중량 1,315kg
운용궤도저궤도
임무전천후 지구관측
탑재체전천후 영상레이더(SAR, 해상도 1m)
발사일2013년 8월 22일

03다목적실용위성(아리랑위성) 3A호

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국내 최초 적외선 센서 탑재 위성

아리랑위성 3A호는 고성능 광학 탑재체와 국내 최초로 적외선 센서를 탑재한 위성이다. 아리랑위성 3A호는 해상도 55cm급의 고해상도 전자광학카메라 AEISS-A(Advanced Earth Imaging Sensor System-A)와 적외선 센서가 탑재되어 있어 고해상도 광학 관측 및 적외선 관측이 가능하다. 아리랑위성 3A호는 태양동기궤도에서 운용되고 있으며, 해상도 55cm급의 고해상도 정밀 광학 관측과 야간이나 기상 상황에 상관없이 적외선 관측을 통해서 공공안전 확보, 재해 및 환경감시, 자원관리 등에 활용되고 있다.

아리랑 3A호 개발로 우리나라는 주야 지구관측이 가능한 적외선 센서 탑재 위성 보유국이 되었다. 또한 미국, 프랑스, 독일 등 일부 선진국에서만 개발되는 적외선 관측 위성을 확보했으며, 적외선 센서 영상은 해외의 상업용 적외선 센서 탑재 위성과 견주어 세계 최고 수준의 품질을 갖추고 있다. 적외선 영상은 고해상도의 광학 영상과 레이더 영상의 상호 보완적인 운영이 가능해 국내외 원격 탐사 및 해외 위성영상 시장에서의 고부가가치 창출에 기여하고 있다.

고성능 광학·적외선 위성 독자 기술 확보

아리랑위성 3A호는 고성능 광학 및 적외선 위성의 독자적인 개발과 향후 세계 위성 시장 진출을 위한 기반기술 확보하는 것이 주요 목표로 국내 주도로 개발했다. 아리랑위성 3A호는 위성 본체 개발기술을 민간 기업체 이전하였으며, 2015년도 국가연구개발 우수성과 100선에 선정된 바 있다.

제원직경 2.0m, 높이 3.8m, 중량 1,100kg
운용궤도저궤도
임무지구정밀관측
탑제체고해상도 전자광학카메라(해상도 55cm) 적외선 카메라(IR)
발사일2015년 3월 26일

04다목적실용위성(아리랑위성) 6호(개발중)

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고해상도 영상레이더 핵심 기술 확보 목표

아리랑위성 6호는 아리랑위성 5호의 후속 위성으로 한반도의 전천후 지상 및 해양관측 임무를 수행할 서브미터급 영상레이더(SAR)를 탑재한 위성이다. 아리랑위성 6호는 비와 구름, 밤낮 구분없이 지상 관측이 가능한 전천후 지구관측 위성으로 차세대 영상레이더 핵심 기술을 확보하는 것이 주요 목표이다. 아리랑위성 6호는 시스템 설계, 본체 개발, 총조립 및 시험, 지상국 등은 국내 독자 개발로 수행하고 있다. 영상레이더는 아리랑위성 5호 개발을 통해 확보한 영상레이더 탑재체 시스템 설계기술을 바탕으로 해외 업체로부터 기술 자문과 일부 핵심 전장품을 지원 받아 국내 주도로 개발하고 있다.

영상 활용 극대화 차세대 기술 적용

아리랑위성 6호는 마이크로파를 이용하여 지상 목표물에 방사후 반사되어 돌아오는 신호를 합성하여 영상을 만드는 영상 레이더 위성이다. 영상레이더 위성 개발의 핵심인 안테나의 기술적 난이도가 매우 높아 미국, 독일, 이탈리아, 이스라엘, 러시아, 일본, 중국 등 일부 국가만 관련 기술을 보유하고 있다. 아리랑위성 6호는 이전에 개발된 아리랑위성들과 비교해 기술과 성능에서 혁신적이다. 현존하는 세계 최고의 탑재체 설계를 적용하고 영상레이더 영상 해상도가 서브미터급으로 향상되었으며, 이중편파 동시 관측, Geo-location 정밀도 향상, 지상 이동물체 탐지 기능, 방사정밀도 향상, 고정밀 Interferometry 임무 수행 등 영상 활용을 극대화하는 차세대 기술을 다수 적용했다. 또한 탄소복합소재를 적용한 고안정성 탑재체·본체 일체형 구조체를 개발하고 자세제어 정밀도를 향상시켰으며, 고전력 생성 분배를 위한 전장품과 1N 추력기를 독자 개발했다. 그리고 지상 영상처리를 위한 영상레이더 프로세서와 정밀궤도 유지를 위한 비행역학 시스템도 독자 개발했다.

직경2.7m
높이4.8m
중량1,750kg
운용궤도저궤도(태양동기궤도)
임무전천후 지구관측
탑제체능동형 고해상도 영상레이더(SAR, 서브미터급 해상도)

05다목적실용위성(아리랑위성) 7호(개발중)

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초고해상도 광학위성 핵심 기술 확보

아리랑위성 7호는 아리랑 3A호의 후속 위성으로 한반도 정밀 지상관측 및 국가 영상정보 수요 충족을 위해 개발 중인 세계 최고 수준의 초고해상도 광학위성이다. 아리랑위성 7호는 시스템, 본체 및 탑재체 전 분야에 대해 국내 독자 개발 중이며, 위성 본체는 국내 산업체 주도로 개발하고, 시스템·탑재체 분야 역시 국내 산업체 참여를 확대해 국내 위성개발의 산업화를 촉진하고 있다. 아리랑위성 7호는 세계 주요국들이 경쟁적으로 개발하고 있는 30cm급 초고해상도 광학위성 핵심기술 개발을 목표로 하고 있으며, 세계 최고 수준의 해상도 30cm 이하의 고해상도 전자광학카메라 AEISS-HR(Advanced Earth Imaging Sensor System-High Resolution)를 탑재하게 된다. 고해상도 및 고기동 위성개발 목표를 달성하기 위해 초고해상도 광학탑재체 개발과, 고기동 성능을 갖는 본체기술 개발, 그리고 수신된 영상의 처리속도와 기하 정확도 향상을 주요 핵심 기술을 개발 중이다.

세계 최고 수준의 30㎝ 이하의 초고해상도 광학탑재체 개발

아리랑위성 7호 초고해상도 광학계 개발을 위해 광학 설계, 조립·정렬·시험 검증 등은 한국항공우주연구원이 개발을 주도하고 있으며, 반사경 개발, 대구경 경량 광구조체 개발, 고속·저잡음의 전자광학 모듈 등은 국내외 연구소 및 산업체에서 개발 중이다. 또한 아리랑위성 7호는 자세제어 성능 향상 방안에 대한 연구, 고기동을 위한 위성체의 강성 증대 연구와 고해상도 영상 처리를 위한 검·보정 알고리즘 개발, 병렬처리 기술 개발 등을 추진하고 있다. 아리랑위성 7호는 초고해상도 실시간 영상전송을 위해 국내 위성 최초로 광전송 기술을 채택하고 있으며, 대용량의 관측 영상자료에 대한 저장을 위해 테라비트(Terra-bit) 이상의 저장 용량을 갖추도록 했다. 제한된 시간 내에 저장된 영상을 지상으로 전송하기 위해 고속의 병렬 처리를 통한 실시간 압축 및 암호화 기술도 개발 중이다. 아리랑위성 7호는 고기동 목표 성능 달성을 위해 국내 최초로 제어모멘트자이로(CMG)를 탑재하고, 제어 성능 향상을 위해 아리랑위성 3호 및 3A호 대비 3배 이상 빠른 탑재 컴퓨터를 적용했다. 또한 고해상도 영상은 1차 기하보정까지 소요 시간을 15분 이내로 단축하기 위해 병렬처리 기술 개발 중이다. 아리랑위성 7호는 세계 최고 수준의 30㎝ 이하의 초고해상도 광학탑재체 개발을 통해 우주선진국의 첨단 위성과 대등한 광학위성 개발 기술을 보유하게 될 것으로 기대하고 있다. 또한 시스템·본체 및 탑재체 등 모든 분야에서 국내 독자기술로 개발하는 위성으로서, 국내 위성개발 분야의 산업화에도 기여할 것으로 기대된다.

운용궤도저궤도
임무지구정밀관측
탑제체초고해상도 전자광학카메라(서브미터급)

06다목적실용위성(아리랑위성) 7A호(개발중)

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국내 최고의 고해상도 위성

아리랑위성 7A호는 국내 최고의 해상도를 지닌 위성으로 개발을 시작했다. 30cm급 이하의 전자광학카메라와 적외선 탑재체(IR: Infrared Radiation)를 탑재할 계획이다. 아리랑위성 7A호는 아리랑위성 7호에 비해 적외선 탑재체의 성능을 개선하고 30cm급 이하의 고해상도 카메라 개발과 광학탑재체의 핵심부품인 ‘초점면 전자유닛’등을 국산화를 목표로 하고 있다. 아리랑위성 7A호의 적외선 탑재체는 이미 세계 최고 수준에 있는 적외선 해상도를 더욱 개량해 감지·관측 성능을 높일 예정이며, 아리랑위성 7호와 연계해 관측 빈도를 극대화하는 등 성능도 높일 계획이다.

운용궤도저궤도
임무지구정밀관측
탑제체고해상도 전자광학카메라 및 적외선 카메라(IR)