인공위성의 센서 알아보기

여러분 안녕하새요...   짱이 엄마의 항공과학편 입니다.

오늘은 인공위성의 센서 에 대해서 알아보는 시간을 갖도록 할께요!!!

우리나라의 인공위성 아리랑3호는 매우 높은 해상도를 가진 광학탑재체를 장착하고 있습니다.   이 광학탑재체는 위성의 눈과도 같은 것입니다.   광학탑재체란 가시광선이나 적외선, 자외선 등의 빛을 감지해서 형상을 만드는 기기를 말하는 것입니다.   일반적으로 광학탑재체의 구성은 렌즈나 반사경 등의 광학부품, 광전자부품 그리고 광구조체로 되어 있으며 사람의 눈과 비슷한 원리나 형태를 지니고 있어요.

일반적인 카메라는 사람이 보는 형태와 가장 유사한 영상정보를 얻는것을 주목적으로 합니다.   이를 수치상으로 보통 일반카메라의 초점거리는 대략 18mm에서 200mm정도인데요...   그러나 인공위성의 고해상도 카메라의 경우 보통 1m에서 수십m에 이르게 됩니다.

이런 초점거리의 큰 차이는 인공위성의 경우 최소 수백km에서 수만km의 지상상공에서 촬영을 하기 때문인 것입니다.   실제 일반적인 카메라보다 인공위성용 고해상도 카메라의 모습은 대형 망원경의 형태에 더 가까은 모습입니다.   또 하나의 차이점으로는 일반카메라의 경우 밝은 대낮 뿐만 아니라 깜깜한 밤에도 어느 정도 촬영이 가능하도록 조리개, 노츨시간, 감도 등 조절가능한 폭이 매우 크게 제작 되어져 있어요.   그러나 일반카메라와는 달리 인공위성용 고해상도 카메라는 촬영을 하는 목적대상이 명확히 정해져 있고 크기, 중량이 제한적이기 때문에 촬영조건에 변화를 줄수 있는 여유를 가지지 못합니다.   그러므로 목적에 꼭 부합하는 최적의 성능을 낼수 있도록 설계제작하는 것이 일반적입니다.

고해상도의 위성카메라와 일반카메라와의 큰 차이점은 극한환경의 우주에서도 작동 가능하도록 제작되어 진다는 것입니다.   인공위성이 우주에 발사되면 고장시 수리가 불가능해지므로 신뢰도가 아주 높은 부품을 사용하고, 우주공간과 비슷한 환경에서 수많은 실험을 거쳐 우수하게 검증되어진 제품만을 사용하게 됩니다.

고해상도의 인공위성의 센서 가 탑재된 위성카메라의 경우 일반적인 카메라렌즈 대신에 반사경을 많이 사용합니다.   이유는 일반적인 렌즈보다 더욱더 가볍게 제작할 수 있고 극한의 발사환경을 견뎌낼 수 있게 만들수 있기 때문인거죠...   보통 반사경 여러개를 서로 맞춰 조립할 때 허용할 수 있는 오차는 수 마이크로미터에 불과한 정도입니다.   이 이유는 위성카메라의 해상도가 높아지면 높아 질수록 영상의 오차나 왜곡이 심하게 커지기 때문입니다.

예를 들자면 1mm의 오차가 거울에 있을 때 100배 배율 망원경에서는 10cm로 보이지만 1,000배인 망원경에서는 1m의 오차로 보여질 것입니다.   그러므로 고해상도 위성카메라에 사용되어지는 지름 1m 정도의 거울은 거울표면의 오차가 15nm(머리카락 두께의 1/6000) 수준이어야만 선명하고 명확한 영상을 받을수가 있는 것입니다.

이것은 지구의 표면이 완벽하게 원형이라고 가정한다면 서울에서 뉴욕까지 가는 길에 돌부리 하나 정도의 굴곡만 허용되어지는 정밀함이니, 실제로 한치의 오차도 허용되지 않는것과 같은 의미입니다. 

이상으로 인공위성의 센서 알아보기 포스팅을 마치겠습니다.   궁금한 점은 해결되셨나요?

더욱 더 좋은 내용으로 다시 찾아뵐께요.

오늘도 좋은 하루 되세요^^

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