ALOS PALSAR

일본의 L-밴드 육지관측 위성이었던 ALOS가 지난 주 사망하였다는 소식을 늦게 들었다. 발전기에 문제가 생겼기 때문이라고 한다. (http://www.jaxa.jp/projects/sat/alos/index_e.html) 따라서 앞으로 당분간 L-밴드 영역에서의 지구관측 자료는 수집이 불가능하다. 적어도 인공위성으로는.

ALOS에는 여러 관측장비들이 탑재되어 있었지만, 그 중에 특히 눈길을 끄는 것은 합성개구레이더(SAR)이다. SAR는 레이더이기 때문에 일사와 구름의 영향에 관계 없이 지표면을 관측할 수 있다. 올해 한국이 발사할 과학기술위성 5호에도 동일한 종류의 장비가 갖추어져 있다. 단, 조금 더 짧은 파장인 X-밴드를 이용한다는 점이 다르다.

ALOS PALSAR는 편광관측이 가능했다. 전자기파는 횡파이다. 이 때문에 전기장의 방향에 따라 수직편광과 수평편광을 구분할 수 있다. 지표면의 산란대상은 성질이 서로 다른 이들 두 종류의 전파에 대하여 다른 산란특성을 보여준다. 이 특징들을 연구하면, 지표에 대하여 이전까지 알기 힘들었던 정보를 얻게 된다. 예를 들면, 지표면 거칠기, 토양 수분함량 등이 있다. 이들 변수들은 수문학적 순환을 감시하는데에 주요한 작용을 한다.

SAR의 또 다른 중요한 응용 부문은 간섭법이다. SAR간섭법을 이용하면, 지표 기복을 마치 사진찍듯 얻을 수 있다. 실재로 이미 2000년에 미국의 SRTM 미션이 단 11일 동안만 지구를 선회하여 얻은 자료를 통하여, 북위 60도와 남위 54도 사이 육지 전역의 표고자료를 90m 해상도로 얻을 수 있었다. 미국 정부는 이 자료를 완전히 공개하고 있다. 기술상으로는 30m 해상도까지 가능하지만, 동맹국들이 군사적인 이유로 이 자료를 공개하는 것을 만류했다는 풍문을 들었다. 지금도 미국에 대하여서는 30m 해상도 자료가 재공되고 있다. 현재는 독일의 TANDEM 미션이 새로운 지구 표고자료를 획득하고 있는 중이다. 목표 해상도는 12m이다.

한편 간섭법의 또 다른 응용으로 지표 변위를 마치 사진찍듯 획득하는 일 역시 가능하다. 그 정밀도는 mm수준에 이른다. 실재로 지진과 화산, 사태 같은 재해에 대하여 활발한 응용이 이루어지고 있다. 구글에서 ALOS를 검색하여 맨 위에 뜨는 페이지로 들어가면, 지난 도호쿠·간토 대지진으로 인한 지표변위를 ALOS를 통해 관측한 결과가 맨 처음에 나온다. (http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/index.htm) 이 방법으로 빙하의 흐름 속도를 관측하는 것 역시 가능하고, 특정 조건이 만족될 경우 해류, 자동차의 속도를 측정하는 것 역시 가능하다.

간섭법과 편광법을 동시에 응용하는 연구가 진행되고 있는데, 그 경우에는 삼림 생물량을 마치 사진찍듯 구할 수(을 것이라 기대하고) 있고, 빙하나 설원에 대하여서도 응용이 가능하다.

ALOS가 사망하면서 이재 캐나다에서 운용하고 있는 C-밴드 위성 하나랑, 독일에서 운용하고 있는 앞서 말한 X-밴드 TANDEM 세트, 이렇게 해서 세 개 위성이 돌고 있다. L-밴드 이상의 장파 관측은 다시 당분간 암흑기로 들어간 듯 하다. (이탈리아의 코스모스카이메드도 있고, 루페라고 독일의 군사용 SAR도 있다는 것이 생각나서 추가한다. 둘 다 X-밴드. 5월 23일)



일본은 그 이전에도 L-밴드 SAR위성을 운용하고 있었다. JERS라는 위성이었는데, 1992년부터 98년까지 수평편광으로 지구관측을 했었다. L-밴드 인공위성 SAR는 오로지 일본만이 해왔었다. L-밴드는 파장이 길기 때문에 (지구관측에 할당된 파장은 대충 23cm. 반면 X-밴드는 2cm 정도), 안테나가 커야한다. 따라서 위성이 필연적으로 크고 무거워지기 때문에 올리기 힘들다. 왜 일본이 L-밴드에 집중적으로 투자를 했는지 속내는 잘 모르겠다.