레이다는 2차대전 중에 급속히 발달하여 군사작전에 없어서는 안 되는 원격탐사 센서가 되었다. 그런 레이다가 현재는 과학적인 목적으로도 중요한 역할을 하며 많은 인공위성들에 탑재되어 이 시간 지구를 관측하며 돌고있다. 

현대 측지학의 주류인 레이다 인공위성 자료가 어떻게 지구과학의 발전과 재난대응에 도움이 되고 있는지를 소개한다. 그리고 미래의 인류 정착 후보지인 달과 이웃 행성들을 탐사하는데도 중요한 역할을 하고 있음을 보여주고, 그동안 나사의 제트추진 연구소에서 진행중인 행성 탐사의 개요를 소개한다.

■ 강연자 : 윤 상 호(NASA – JPL Scientist)
■ 패   널 : 김 덕 진(서울대 지구환경과학부 교수), 홍 상 훈(극지연구소 책임연구원)
■ 사회자 : 박 민 아

강연개요 살펴보기

 * 제트추진연구소(Jet Propulsion Laboratory, JPL)는 미국 항공우주국(NASA)의 무인 탐사 우주선 등의 연구 개발 및 운용에 종사하는 연구소로, 칼텍(캘리포니아 공과대학)에 의해 운영되고 있으며, 미국 항공우주국의 우주선들을 만들고 보수한다. 최근의 프로젝트로 토성에 보낸 카시니-하위헌스 호, 화성에 보낸 화성 정찰위성, 스피처 우주 망원경 등이 있다. - Google

 제2차 세계대전을 통해 눈부시게 발전한 레이다^* 기술이 이제는 지구와 다른 행성의 모습을 고해상도로 관측하는 것을 너머서 지표면의 변위를 밀리미터 단위까지도 정밀하게 측정할 수 있을 뿐 아니라 지진, 화산, 태풍, 토네이도, 쓰나미 등에 의해 붕괴된 건물의 위치를 찾는데도 이용되고 있다. 구름을 투과하는 속성과 밤에도 관측이 가능한 레이다는 군사작전에 필수적인 기술이지만 자연재해 발생시에도 가장 유용하게 이용될 수 있는 관측도구들 중 하나로 인식되고 있다.  본 강연에서는 그런 레이다 영상 (SAR) 과 레이다 간섭 영상 (InSAR) 의 원리를 간단히 살펴보고, 그러한 자료들이 달과 태양계 행성 탐사에 이용된 사례와 측지학의 중요한 한 분야로서 지진, 화산, 또는 지하수 활용에 의한 지표면 변위를 관측하는데 활용되고 있는 예를 소개한다.

* 레이다 또는 레이더(RADAR)는 ‘radio detection and ranging’의 약어로 전자파를 대상물을 향해서 발사해 그 반사파를 이용해서 대상물까지의 거리나 형상을 측정하는 장치이다.

 자연재해에 신속하게 대응하여 만들어진 지표면 변위 지도, 홍수 지도, 그리고 파괴된 건물 지도 등은 실제 재해 대응을 관장하는 미국, 네팔, 필리핀, 이태리 정부기관 뿐만 아니라 세계은행, International Charter, 유엔세계식량계획, USAID등에 보내져서 도움을 주었고, DigitalGlobe 와 같은 광학센서 인공위성을 운용하는 회사에서는 레이다 영상에서 얻어진 ‘Damage Proxy Map’을 사용하여 그들이 가진 센서가 가장 중요한 지역을 관측할 수 있도록 우선순위를 정하는데도 이용되었다.

 올해 8월에 발생한 미국 루이지애나 주의 기록적인 홍수에 대응하여 나사의 제트추진연구소에서는 일본의 SAR 위성에서 얻어진 영상을 이용하여 홍수지도를 제작하였고, 그 결과는 지난 9월에 백악관 컨퍼런스센터에서 발표된 바 있다. 지난 8월에는 규모 6.2의 지진이 이태리 중부를 강타하여 300명 가량의 사람들이 목숨을 잃었다. 그 지진에 의한 건물 파괴 지도는 신속히 이태리 정부와 공유하여 지진 대응 노력에 도움을 주었고, 이 성과로 지난 달에 버락 오바마 대통령은 미국을 방문한 이태리 총리 마테오 렌치와의 만찬에서 그 건물파괴지도를 언급하기도 하였다.    

 

Damage Proxy Map

 지구를 관측하는 SAR 인공위성은 그 숫자가 점점 증가하는 추세에 있으며, 현재 운용중인 위성들만 고려하여도, 세계 어느 곳에서도 자연재해 발생 후 12시간 내에 SAR 인공위성이 그곳을 지나가게 된다. SAR 인공위성의 영상들은 자료의 특성상 군사적인 목적 혹은 상업적인 목적으로 인해 자료의 접근이 용이하지 않은 경우가 많으나, 현재는 유럽 우주국에서 운용하는 두 대의 Sentinel-1 위성의 모든 자료가 일반대중들에게 열려있고, 앞으로 나사와 인도 우주국이 함께 진행하고 있는 NISAR 위성이 2021년 궤도에 오르게 되면 인류는 자료처리 능력의 한계를 벗어나는 양의 SAR 데이터를 매일 얻게 될 가능성이 있다. 자료의 유용성은 자료처리 능력뿐만 아니라 처리된 자료를 해석할 수 있는 사람들에게 달려 있다. 앞으로 더 많은 한국의 인력들이 측지학에 관심을 갖고 SAR 자료를 해석하고 이용하는데 참여할 수 있기를 바란다.