중국 원격감지위성 지상국 성공적으로 가오펀 7호 위성 데이터 수신

중국과학원 쿵톈(空天)정보혁신연구원의 원격감지위성 지상국은 2019년 11월 4일부터 6일 사이에 가오펀(高分)7호 위성의 첫 트랙 데이터를 수신한데 이어 선후로 6 트랙의 가오펀 7호 위성 데이터를 수신했다. 총 616.6GB의 데이터를 수신하여 중국 최고 데이터 비트레이트의 민간 지구관측 위성 데이터 수신을 달성했다.
가오펀 7호 위성은 최초로 가변코드변조(VCM) 기술을 채택하여 지상국 수신시간 내에 더 많은 관측 데이터를 다운링크 전송함으로써 위성 데이터의 다운링크 전송 효율을 효과적으로 향상시켰다. 가오펀 7호는 중국에서 위성-지상 데이터 전송 효율이 가장 높은 민간 지구관측 위성이다. 따라서, 중국 원격감지위성 지상국은 성공적으로 새로운 지상 데이터 수신 설비를 개발하여 최초로 다중 변조 모드, 다중 비트레이트 위성 데이터의 자기적응, 전자동 신뢰성 수신을 달성했다. 가오펀 7호 위성은 이중 채널 데이터 전송을 채택하고 각 채널의 최고 데이터 비트레이터는 1.2Gbps에 달한다. 가오펀 7호 위성 데이터의 성공적인 수신은 중국의 원격감지위성 지상국의 위성 데이터 수신 기술이 새로운 수준으로 업그레이드되었음을 의미한다.
가오펀 7호 위성은 중국의 고해상도 지구관측 중대 프로젝트의 7번째 위성이며 또한, 중국 최초의 서브미터급 고해상도 광학 전송형 스테레오 매핑 위성으로 고해상도 스테레오 매핑 이미지 데이터 획득, 고해상도 스테레오 매핑, 도시농촌 건설 고정밀도 위성 원격감지와 원격감지 통계조사 등 분야에 이용될 예정이다. 2019년 11월 3일에 성공적으로 발사된 가오펀 7호 위성은 중국 원격감지위성 지상국에서 위성 데이터 수신을 담당한다.

가오펀 위성 16m 데이터 전세계에 개방공유

최근 호주에서 열린 지구관측그룹(GEO) 2019년 회의주에서 중국국가항천국(CNSA)은 “CNSA 가오펀(高分) 위성 16m 데이터공유서비스 플랫폼(CNSA-GEO플랫폼)”을 출범하고 관련 데이터 정책을 발표했다. 아울러 가오펀 위성 16m 데이터 대외개방·공유를 공식적으로 선포했다.
이는 CNSA가 “일대일로” 제의를 둘러싸고 우주 분야에서 인류사회의 지속 가능한 발전, 기후변화 대응 및 재해 방지·감소 등을 촉진시키기 위한 주요 조치이며 또한 “유엔 2030년 지속 가능 개발 어젠다” 시달 및 인류 운명공동체 구축을 위한 “중국방안”이다.
이번에 개방·공유한 데이터는 2013년과 2018년에 발사한 가오펀 1,6호 지구관측위성으로 획득한 데이터이다. 사용자는 CNSA-GEO 플랫폼(도메인 이름: www.cnsageo.com)을 통해 과거 보존 데이터, 보존 데이터 기반 유효 커버리지 세계지도, 일일 촬영 16m 데이터 등 3가지 가오펀 위성 16m 데이터를 검색할 수 있다. 데이터 개방 후 조회·다운로드는 물론 정책기준, 데이터 업데이트, 데이터 품질검증, 위성 소개, 데이터 응용제품 소개, 응용 사례 등도 조회할 수 있다. 가오펀 6호 위성의 800km 초대형 광폭 데이터는 중국산 PIE 소프트웨어로 처리 가능하다.
GEO 회원국인 중국은 GEO 설립부터 현재까지 각항 업무를 적극적으로 추진했다. 이번 데이터 개방을 통해 종합적이고 조화로우며 지속 가능한 지구 종합 관측시스템을 구축하는데 일조하고 자원 조사·모니터링, 환경 모니터링·평가, 재해 비상 모니터링, 지구 기후변화, 농업·농촌 응용, 지구과학 연구에 중요한 기술지원을 제공함과 아울러 기타 국가 특히 개발도상국의 지속 가능한 발전을 위해 핵심적 지원을 제공할 전망이다.
향후 CNSA는 GEO 회원국 및 국제기구와 공동으로 데이터 응용 및 알고리즘 과학연구, 교육훈련 등 면에서 보다 심층적인 협력을 강화해 데이터, 소프트웨어, 하드웨어, 시스템 및 인재, 과학기술, 금융 등 각자 자원을 통합시키고 국내외 과학자와 사용자를 연결시키는 등 가오펀 위성에 기반한 플랫폼 및 상호 촉진적 공동발전의 생태계를 구축할 계획이다.

49번째 베이더우항법 위성 발사

2019년 11월 5일 01시 43분, 중국은 시창(西昌)위성발사센터에서 창정(長征) 3호 을(乙) 운반로켓으로 49번째 베이더우(北斗)항법 위성을 성공적으로 발사했다. 이로써 베이더우 시스템의 3개 경사지구정지궤도 위성 발사가 전부 완료됐다.
2017년 11월 5일, 베이더우 3호 첫 번째 발사 위성을 성공적으로 발사한 후 프로젝트 7대 시스템, 300여 개 연구 및 구축 기관, 수만 명 과학자가 2년 동안에 16차의 발사 임무를 수행하여 24개 베이더우 3호 네트위킹 위성 및 2개 베이더우 2호 백업 위성(Backup satellite)을 예정된 궤도에 진입시켰다. 현재 베이더우 3호 시스템 구축은 마지막 추진 단계이며 향후 6개 베이더우 3호 네트워킹 위성을 발사하여 전면적인 베이더우 글로벌 시스템을 구축할 예정이다.
이번 발사임무를 담당한 창정 3호 을 운반로켓에 대하여 주로 2가지 신뢰성 향상 조치를 취했다. 1) 측정 시스템의 하드웨어에 보호 장치 및 방호 수단을 증가시켜 비행 과정에서의 열악한 환경에 더욱 잘 대처할 수 있고 또한 측정 시스템의 데이터 수집 신뢰성을 향상시켜 원격측정 데이터 분실을 방지했다. 2) 로켓 3단계 엔진 내부의 일부분 구조를 최적화하여 다이어프램(Diaphragm)의 응력수준을 감소시킴과 아울러 아네로이드 부품(Aneroid assembly)의 피로 수명 여유도 및 제품 합격률을 향상시킴으로써 극저온 엔진의 작동 신뢰성을 증가시켰다.
이번에 발사한 베이더우항법 위성은 중국항천과기그룹(CASC) 제5연구원이 개발했고 운반로켓은 CASC 제1연구원이 개발했다. 이번 발사는 창정 3호 갑(甲) 시리즈 로켓의 2019년 19차 발사이며 2019년에 지속적으로 3차의 발사를 수행할 예정이다.
이번 발사는 창정 갑 시리즈 로켓의 106차 발사이며 또한 창정 시리즈 운반로켓의 317차 비행이다.

가오펀 7호 위성 발사

2019년 11월 3일 11시 22분, 중국 타이위안(太原)위성발사센터에서 창정(征四) 4호 을 탑재 로켓을 이용하여 고해상도 지구관측 시스템 중대 프로젝트(가오펀 프로젝트로 약칭)-가오펀(高分) 7호 위성을 성공적으로 발사했다. 또한, 정밀 고해상도 위성, 수단(苏丹) 과학실험위성 1호 및 톈이(天仪) 15호 위성도 탑재했다. 가오펀 7호 위성은 중국 최초의 민용 서브미터급 광학 전송형 스테레오 매핑 위성으로 국토 측정, 도시 농촌 건설, 통계 조사 등 분야에서 중요한 역할을 하고 도시군 발전 기획, 농업농촌 건설을 위한 유력한 보장을 제공하며 초요사회 건설에 중요한 버팀대가 될 전망이다.
가오펀 7호 위성은 고해상도 시리즈 위성 중 측정 정확도에 대한 요구가 가장 높은 과학연구형 위성으로 투라인 스테레오 카메라, 레이저 고도계 등 효과적 페이로드를 장착하였고 서브미터 스테레오 매핑 카메라 기술을 파악했으며 높은 공간 해상도 광학 스테레오 관측 데이터와 고정밀도 레이저 고도계 데이터를 획득할 수 있다. 또한 궤도전후 시야 스테레오 이미징 기능과 서브미터급 공간 해상도 장점을 보유할 뿐만 아니라 레이저 고도계로 획득한 고정밀도 고도 정보를 이용하여 광학 스테레오 이미지의 비조종 조건에서 고도 정확도를 대폭 향상시킬 수 있다. 중국 민간용 1:10000 비례척 위성의 스테레오 매핑을 달성하고 기초 측정제도, 전세계 지리 정보 제공, 도시 농촌 건설 검측 평가, 농업 조사와 통계 등 분야에 고정밀도의 스테레오 매핑 데이터를 제공할 수 있다. 또한, 중국의 매핑 위성 공학 수준과 고정밀도 스테레오 매핑 이미지 데이터의 자급률을 향상시킬 전망이다.
가오펀 프로젝트는 “중국 중장기 과학기술 발전계획 요강(2006-2020)”에서 확정한 16개 중대 프로젝트 중 하나로 위성, 성층권 비행선 및 항공기에 기반한 고해상도 지구관측 테이터 획득 시스템을 구축하고 상응한 수신, 처리 및 응용 시스템을 보완하며 기타 관측 수단과 결합하여 전천후, 24시간, 글로벌 범위의 지구 관측 능력을 형성하는데 그 목적을 두고 있다. 프로젝트 가동 9년간 가오펀 1호 가오펀/광폭, 가오펀 2호 서브미터 전정색, 가오펀 3호 1미터 레이더, 가오펀 4호 동기 게이즈, 가오펀 5호 고분광 관측, 가오펀 6호 육지 비상 모니터링 등 6개 위성을 성공적으로 발사했다. 가오펀 데이터는 20여 개 업종, 31개 성(자치구, 자치시)에서 광범위하게 응용하고 있으며 관련 부문의 주요 업무, 각급 정부의 관리 구조와 관리 시스템에서 없어서는 안 될 중요 데이터이다. 기존에 사용하던 동종 유형의 외국 위성 데이터를 대폭 대체하였다. 향후 가오펀 프로젝트는 응용에 초점을 맞추어 2020년에는 선진적인 육지, 대기, 해양 지구관측 시스템을 구축하여 현대 농업, 재해 방지, 자원 환경, 공공 안전 등 중요한 분야에 서비스를 제공하고 정보 자원의 자주권을 확보하며 공간 정보 산업체인 형성을 촉진할 예정이다.
가오펀 7호 위성의 주요 사용자는 자연자원부, 주택도시농촌개발부, 국가통계국이다. 가오펀 7호 위성과 창정 4호 을 탑재 로켓은 중국항천과학기술그룹유한회사 소속 중국우주기술연구원과 상하이항천기술연구원에서 개발하였다.

“후이옌” 위성, 최신 연구 성과 발표

중국과학원 고에너지물리연구소 하드 X-선 변조망원경(Hard X-ray Modulation Telescope, “후이옌(慧眼)”이라고도 함) 연구팀은 “후이옌” 최신 연구 성과를 발표했다.
발표에 의하면 연구팀은 기존에 본적 없는 새로운 현상을 발견했고 기존의 이론 모형을 뒤집었거나 또는 검증했으며 또한 블랙홀과 중성자별 시스템연구를 위한 새로운 단서를 제공했다.
X-선 쌍성은 블랙홀 또는 중성자별이 일반 항성과 구성된 쌍성 시스템이다. 일반 항성의 물질은 강한 중력의 작용에 의해 블랙홀 또는 중성자별에 빠져 블랙홀과 중성자별을 둘러싸고 고속 회전하는 강착원반을 형성함과 아울러 강렬한 X-선 복사를 방출한다. X-선 쌍성의 신속한 라이트 체인지와 에너지 스펙트럼은 강중력장, 강자기장 및 물질의 강중력장과 강자기장에서의 역학적 과정과 복사 과정을 연구하는 주요 탐침이다.
물질이 회전하면서 블랙홀과 중성자별에 빠지는 과정에서 마찰 등으로 온도가 점차적으로 높아지고 복사된 광자의 에너지도 점차 높아지며 블랙홀과 중성자별과 아주 가까운 곳에서 대량의 광속 운동에 접근한 대전입자가 존재할 가능성이 있다. 물질은 심지어 광속에 접근한 속도로 외부로 분출되어 아주 높은 에너지의 광자를 방출할 가능성이 있다.
“후이옌” 위성은 고에너지 X-선 망원경, 중에너지 X-선 망원경 및 저에너지 X-선 망원경 등 3가지 하중과 공간 환경 모니터를 탑재했다. 외국의 X-선 위성과 비교할 경우, “후이옌”은 천체 다중 에너지 X-선 쾌속 광변을 연구하는 독특한 능력을 보유하여 지금까지 블랙홀 또는 중성자별 구역에 가장 접근한 물질 운동과 복사 과정을 연구할 수 있고 블랙홀과 중성자별 시스템 연구를 위한 새로운 창을 열었다.
“후이옌”은 2017년 6월 15일에 주취안(酒泉)위성발사기지에서 발사된 후 2년 넘게 궤도에서 운행 중이다. 1,000여차의 다양한 관측을 수행하였고 29Tb의 과학 데이터를 획득했으며 중성자별 병합과 중력파 전자기 대응체를 성공적으로 검측하고 펄서 항법실험을 완성했다.
“후이옌” 위성은 블랙홀 시스템에서 지금까지 가장 높은 에너지의 준주기적 진동 현상을 발견하여 블랙홀 시스템 연구의 새로운 창을 열었다. 블랙홀과 중성자별 근처의 물질이 방출한 고에너지 X선에서 강도의 준주기적 변화가 존재한다는 것을 발견하였는데 이는 기존의 모든 천문망원경이 발견하지 못한 현상이다.
또한, 중성자별 X-선 쌍별 시스템에서 지금까지 가장 높은 에너지의 킬로헤르츠 준주기적 진동을 발견했다. 이는 오랫동안 인정 받아온 킬로헤르츠 준주기적 진동 기원 모델이 새로운 도전에 직면했다.
“후이옌” 위성은 최초로 중성자별 X-선 쌍별의 흐름 세기가 특정값에 달할 때의 강착원반 상태의 갑작스러운 변화를 관측하여 제안된지 반세기에 달하는 복사압이 강착원반 구조의 갑작스러운 변화를 초래한다는 이론을 검증했다. 또한, 최초로 중성자별 표면의 단일 열핵 폭발의 X-선광자 “소나기”가 온도가 수억도에 달하는 고온 전자 코로나에 대한 냉각 현상을 관측하여 고온 전자 코로나의 복사와 형성메커니즘 연구를 위한 독보적인 탐침을 제공하고 단일 열핵 폭발에서 열핵 폭발과 강착원반의 상호 작용을 관측했으며 강착원반의 내부 반경을 제한하기 위한 새로운 방법을 제공했다. 유명한 중성자별 X-선 쌍별 헤라클레스 X-1의 사이클로트론 흡수선에너지가 더 감소하지 않는다는 것을 확인하여 중성자별의 특성 파악에 새로운 관측 근거를 제공했다.
“후이옌” 위성은 중국의 첫번째 X-선 천문 위성으로 중국민간우주과학연구비와 중국과학원 우주과학선도프로젝트에서 공동 지원한다. 중국과학원 고에너지물리연구소에서 유효 하중, 지상 응용 시스템 및 과학연구를 책임지고 항천과기그룹 제5연구원에서 위성 총체를 책임졌으며 칭화대학교가 위성 유효 하중과 지상 응용 시스템 공동 개발자로 참여했고 중국과학원 우주과학센터, 베이징사범대학교 등이 위성 공정에 참여했다. 또한, 독일 튀빙겐대학교 등 해외 기관도 “후이옌” 위성의 과학연구에 참여하여 중요한 기여를 했다.
2018년 초에 중국과학원 우주과학센터는 증강형 X-선 타이밍 및 편광 측정 우주천문대(eXTP, enhanced X-ray Timing and Polarimetry Mission) 프로젝트를 가동했다. 이는 “후이옌” 위성의 후계자로 간주되고 있다. eXTP위성 프로젝트는 이미 방안 설계 단계에 진입하였고 중국과학원 우주과학선도프로젝트의 4.3억 위안의 연구비용을 지원받았다. eXTP는 “후이옌”보다 더 큰 국제합작 프로젝트로서 위성 규모가 더 크다.

솽취셴 2호 운반로켓 개발

베이징싱지룽야오(星際榮耀)우주과학기술유한회사(이하 싱지룽야오로 약칭)는 독자적으로 중국 첫 궤도 진입급 액체산소/메탄 동력 기반 재사용 가능한 소형 운반로켓-솽취셴(雙曲線) 2호를 개발했다. 솽취셴 2호 1단은 여러 번 재사용 가능하기에 70% 이상의 제조원가를 절감시킬 수 있으며 날로 증가되는 중/소 위성 네트워크 형성 등 발사 서비스 요구를 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라 비상대응 발사 서비스, 탑재 서비스 등을 광범위하게 제공할 수 있다. 향후 싱지룽야오는 준궤도 유인 우주비행 업무를 수행함으로써 승객은 무중력 상태에서의 초고속 준궤도 비행을 체험할 수 있을 전망이다.
솽취셴 2호 운반로켓은 2단 직렬 구조를 채택했고 1단, 2단은 동일한 상태의 15t급 재사용 가능한 액체산소/메탄 액체로켓 엔진을 사용했는데 그중 1단에는 9대의 엔진을 설치하고 2단에는 1대의 엔진을 설치했다. 1단 로켓 직경은 3.35m, 2단 로켓 직경은 2.25m이고 로켓 전체 길이는 약 28m이며 이륙 중량은 약 90t이고 저궤도 최대 운반능력은 1.9t이며 500km 태양동기궤도 운반능력은 1.1t(비회수)/0.7t(회수 가능)이다.
솽취셴 2호의 1단은 수직 착륙 회수 기능을 보유하고 있기에 발사 원가는 전통적인 일차성 운반로켓에 비하여 훨씬 낮다. 뿐만 아니라 청정 추진제를 사용했기에 강한 종합 성능, 고신뢰도, 저원가 등 특성을 보유하고 있으며 양질적인 위성 발사 서비스를 제공할 수 있다. 2020년, 솽취셴 2호 운반로켓의 1단 “포물선” 100km 수직 이착륙 테스트를 수행하고 2021년, 첫 궤도진입 발사를 수행할 계획이다.

가오펀 10호 위성 발사 성공

2019년 10월 5일, 중국은 타이위안위성발사센터에서 창정 4호 병(长征四号丙) 운반로켓으로 가오펀(高分) 10호 위성을 성공적으로 발사해 예정궤도에 순조롭게 진입시켰다.
가오펀 10호 위성은 고해상도 지구관측시스템 국가과기중대특별프로젝트의 극초단파 원격탐사위성으로서 지상 화소 해상도는 최대로 서브미터급에 도달한다. 주로 국토센서스, 도시계획, 토지권리 확정, 도로망 설계, 농작물 수확량 예측, 재해 예방·감소 등 분야에 이용되며 “일대일로” 등 국가중대전략 실시 및 국방 현대화 건설에 정보 보장을 제공할 전망이다.
창정 4호 병 운반로켓과 가오펀 10호 위성은 중국항천과기그룹유한회사 산하 상하이우주기술연구원이 개발했다. 이번 임무는 창정계열 운반로켓의 314번째 우주비행이다.

윈하이 1호 02위성 발사 성공

2019년 9월 25일 8시 54분, 중국은 주취안위성발사센터에서 창정 2호 정(长征二号丁) 운반로켓으로 윈하이(云海) 1호 02위성을 성공적으로 발사해 예정궤도에 순조롭게 진입시켰다. 동 위성은 주로 대기해양환경요소 탐측, 우주환경 탐사, 재해 방지·감소 및 과학실험 등 분야에 사용된다.
창정 2호 정 운반로켓과 윈하이 1호 02위성 모두 중국항천과기그룹유한회사 산하 상하이우주기술연구원에서 개발했다. 이번 임무는 창정계열 운반로켓의 제313차 우주비행이다.

1개 로켓 2개 위성, 제47, 48호 베이더우 항법위성 성공적 발사

중국은 2019년 9월 23일 5시 10분, 시창(西昌) 위성발사센터에서 창정(长征) 3호 을(乙) 탑재로켓과 위안정(远征) 1호 윗단을 이용하여 “1개 로켓 2개 위성”의 방식으로 제47, 48호 베이더우(北斗) 항법위성을 성공적으로 발사했다. 두 위성은 모두 중형지구궤도위성으로서 현재 구축 중인 중국 베이더우 3호 시스템의 네트워킹 위성이다. 3시간 남짓이 비행 후, 위성은 순조롭게 예정 궤도에 진입하였고 궤도상 시험 후 적시에 접속하여 서비스를 제공할 예정이다.
두 위성은 해당 궤도에서 최초로 경량수소 원자시계와 새 내비게이션 작업 프로세스를 장착하여 위성의 기능 지표와 서비스 질을 효과적으로 향상시켰다. 또한 국제 수색구조 페이로드를 탑재하여 베이더우 위성 항법 시스템의 수색구조 능력과 수색구조 범위를 더욱 향상시킬 수 있다.
이번 위성 발사는 베이더우 3호 네트워킹이 기본 시스템에서 완전 시스템으로의 전환 및 업그레이드를 의미하며 또한 베이더우 위성이 2019년도의 고밀도 발사 단계에 진입하였음을 의미한다. 현재 베이더우 위성 항법 시스템의 글로벌 네트워킹 발사는 이미 카운트다운 단계에 진입하였다. 베이더우 위성은 기타 글로벌 위성 항법 시스템과 함께 보다 정확하고 안정적이며 신뢰성이 있는 위치확정, 내비게이션 및 시보 서비스를 전 세계에 제공함으로써 전세계의 중요 공공 서비스 공간 인프라로 거듭날 전망이다.
이번에 발사한 베이더우 항법위성과 운반로켓(및 위안정 1호 윗단)은 중국항천과기그룹유한회사 소속 중국우주기술연구원과 중국운반로켓기술연구원에서 각각 총괄 개발했으며 이는 창정 시리즈 탑재 로켓의 312차 비행이다.

“주하이 1호” 03조 위성 발사 성공

2019년 9월 19일 14시 42분, 중국은 주취안위성발사센터에서 창정(長征) 11호 운반로켓으로 “로켓 1개에 위성 5개” 방식으로 “주하이(珠海) 1호” 03조 위성을 성공적으로 발사해 예정궤도에 순조롭게 진입시켰다.
상업 원격탐사 위성 프로젝트인 “주하이 1호” 위성 프로젝트는 34개 위성을 개발 및 발사해 비디오 영상, 하이퍼스펙트럼, 합성개구레이더, 적외선 이미징 등 관측능력을 보유한 위성성좌를 구축할 계획이다. 또한 해당 위성성좌로 획득한 원격탐사 데이터로 자연자원, 생태환경, 농업·농촌 등 응용에 서비스를 제공할 예정이다. 2017년 6월 15일에 동 위성 성좌의 01조 2개 비디오 위성이 발사되었고 2018년 4월 26일에 02조 5개 위성이 발사되었다.
이번에 발사한 03조 5개 위성에는 0.9m 해상도 비디오 위성 1개와 10m 공간해상도, 2.5나노미터 분광해상도, 150km 광폭, 256개 주파수대 하이퍼스펙트럼 위성을 각각 1개씩 포함한다. 동 위성 성좌는 현재 도합 8개 하이퍼스펙트럼 네트워크 위성을 운영하고 있으며 이틀 반에 지구를 커버하고 하루에 특정지역을 재방문할 수 있어 중국의 하이퍼스펙트럼 위성 데이터 수집능력을 대폭 향상시킬 전망이다.
창정 11호 운반로켓 개발은 중국항천과기그룹 제1연구원이, 위성 제품 개발 및 생산은 하얼빈공업대학이, 응용시스템 구축 및 운영은 주하이어우비터(歐比特)우주과기주식유한회사가 담당했다. 이번 임무는 창정 계열 운반로켓의 311번째 우주비행이다.