"세계최초 '정지궤도 환경위성' 성과…전지구적 환경감시망 구축"

환경탑재체(GEMS)가 탑재된 정지궤도 위성 천리안2B호. /사진제공=국립환경과학원

"우리나라는 환경위성으로선 처음으로 정지궤도 관측을 시작해 아시아에서 선도적인 역할을 하고 있습니다. 이제는 미국, 유럽과의 국제협력 강화로 전지구적인 대기환경 감시체계를 구축 중입니다."

신혜정 국립환경과학원 환경위성센터장은 우리나라 환경위성의 위상과 역할에 대해 이같이 설명했다. 기후위기 대응에 국제협력이 갈수록 중요해지는 상황에서 한국의 환경위성은 아시아를 넘어 전 세계 환경감시망 구축에 핵심 역할을 하고 있다는 것이다.

한국은 우주 경쟁에 뒤늦게 뛰어들었지만 환경위성 분야만큼은 한발짝 앞서갔다. 2020년 2월 발사한 '천리안위성2B호'는 세계 첫 정지궤도 환경위성이다. 그동안 미국·유럽 등은 저궤도(고도 500~1500㎞) 환경위성을 운영해왔다. 저궤도 위성은 하루 약 16회 지구를 돌며 전역을 관측할 수 있지만 특정 지역을 장기간 추적 관찰하기엔 한계가 있었다.

천리안2B호에 실린 환경탑재체(GEMS)는 고도 3만6000㎞ 정지궤도에서 한반도와 아시아 대기를 상시 관측한다. 관측 범위는 동서로 일본인도, 남북으로 몽골인도네시아까지 20여 개국에 이른다. 저궤도 위성이 한반도를 1~3일에 한 번 관측하는 데 비해 GEMS는 하루 평균 8회 아시아 지역을 관측한다.

신 센터장은 "GEMS는 같은 위치에서 계속 관측을 하기 때문에 어떤 대기오염물질이 어디에서, 어떻게, 어디로 이동하는지 파악할 수 있다"며 "특히 대기오염물질은 장거리 이동을 하는데 GMES는 아시아 전반을 살펴볼 수 있으니 황사, 미세먼지 등을 예보하는 데 큰 도움이 된다"고 말했다.

GEMS는 초분광 기술로 자외선~가시광선 영역의 빛을 정밀 분석한다. 이를 통해 오존, 이산화질소, 에어로졸, 이산화황, 포름알데히드 등 기후변화를 유발하는 5대 오염물질을 감시한다. 오염물질의 이동 경로와 분포 특성을 확인하고, 관측소가 없는 지역의 미세먼지 농도까지 추정 가능하다.

GEMS 운영 이후 아시아 지역의 대기감시망은 촘촘해졌다. 지난 6월 일본 신모에다케 화산 폭발 때는 분출된 이산화황이 제주·남해안·중국 등으로 확산하는 과정을 포착했다. 올해 4~5월 러시아 바이칼호 동쪽 산불로 발생한 고농도 에어로졸이 한반도로 유입된 사실도 확인했다.

신 센터장은 "대기오염물질의 장거리 이동이 뚜렷하게 확인되니 국가 간 책임 소재도 보다 분명해졌다"며 "이전에는 중국이 미세먼지 발생지라는 점을 인정하지 않았는데 GEMS 덕분에 요즘은 그런 말은 잘 안한다"고 설명했다.

환경위성센터는 GEMS를 통해 수집·가공한 데이터를 아시아 국가들에 무료 공개한다. 기후위기 대응이라는 공동 목표를 위해 국제 협력이 필수이기 때문이다. 신 센터장은 "아시아 환경 이니셔티브가 환경위성을 기반으로 시작됐다"며 "위성이 아시아 국가들에 동기를 부여했고, 오염물질 저감 노력으로도 이어지고 있다"고 강조했다.

이제 GEMS는 세계 3대 정지궤도 환경위성으로서 전지구적인 환경감시체계의 한 축을 담당하고 있다. 미국은 2023년 4월 두 번째 정지궤도 환경위성을 발사했고, 지난달에는 유럽도 합류했다. 내년 초 유럽 위성이 본격 운영되면, 한-미-유럽 지오링(Geo-Ring) 감시체계가 완성돼 북반구 대부분 지역을 실시간 관측할 수 있다.

이를 위해 국립환경과학원은 2018년부터 미항공우주국(NASA), 유럽항공우주국(ESA), 독일항공우주센터(DLR) 등 미국, 유럽 7개 기관과 환경위성 활용 및 검증 관련 업무협약 체결했다. 올해는 한-미-유럽의 정지궤도 환경위성 데이터를 결합해 지구 대기질 연구를 수행하는 업무협약을 체결하기도 했다.

신 센터장은 "인류는 호흡공동체"라는 표현을 인용하면서 "대기는 계속 순환하기 때문에 대기오염 문제는 모든 지구가 공동으로 대응해야 한다"고 강조했다. 그러면서 "데이터 공유나 공동 연구가 활발하게 이뤄지고 있다"며 "정지궤도 환경위성을 통한 객관적인 데이터의 생성으로 오염물질 농도 하락에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.

신혜정 국립환경과학원 환경위성센터장. /사진제공=국립환경과학원

세종=김사무엘 기자 samuel@mt.co.kr