우주산업으로의 접근은 재사용 로켓 기술의 발전에 의한 발사 비용의 삭감에 의해 높아진다.우주산업과 관련된 많은 분야가 이로 인한 수혜 가능→인공위성 분야가 대표적이다.2021년 1월 기준으로 발사된 인공위성의 개수는 3,372개 수준
인공위성의 분류
인공위성이 위치한 궤도와 인공위성이 탑재된 탑재체의 기능에 따라 분류
궤도에 따른 분류
지구중심궤도는 크게 저궤도(200~2,000KM), 중궤도(저궤도~정지궤도), 정지궤도(약 35,800KM), 고궤도(35,000KM~)로 분류
저궤도 위성(LOWEARTHORBIT) LEO 지구 궤도 200~2,000KM으로 지구를 공전하는 위성.현재 지구궤도에 존재하는 인공위성의 약 77.5%가 저궤도 인공위성이다. 주로 관측위성과 통신위성으로 사용이 목적. 지구에 가깝기 때문에 중력의 영향을 많이 받아 위성의 공전속도가 빠르다.약 90분에 1번 지구를 돈다.평균 수명은 37년 정도. 빠른 공전 속도와 우주 입자선의 영향을 많이 받기 때문이다.반면 정지궤도의 위성은 평균 1220년 정도.
정지궤도 위성(GEOST ARINAR YEARTHORBIT) GEO 지구궤도 약 35,800KM에서 지구를 공전하는 위성.가장 큰 특징은 위성의 공전주기와 지구의 자전주기가 같다는 것. 항상 정지해 있는 것처럼 보이는 하나의 위성으로 지구 표면의 1/3 면적에 접촉할 수 있기 때문에 통신/방송/관측용 위성으로 중요한 위치이다.전체 인공위성의 16.7%
중궤도 위성(MEDIUMEARTHORBIT) MEO 저궤도 위성과 정지궤도 위성 사이의 위성을 의미.전체 위성의 약 4.1%를 차지한다.위치정보(GPS)를 위한 항법위성이 대부분.
고궤도위성(HIGHLYELLIPTICALORBIT) HEO 고타원궤도위성으로도 불린다.일정한 고도로 공전하지 않고 원지점(고도가 가장 높은 지점)이 약 40,000KM, 근지점(고도가 가장 낮은 지점)이 약 1,000KM인 길쭉한 타원형 궤도로,
탑재된 탑재체의 목적에 따라 분류
통신위성-가장 중요 유선통신의 한계를 보완하고 이동통신인 자동차, 휴대용 단말기, 비행기, 선박 등과 방송통신인 TV와 라디오 방송통신을 위해 사용된다.현재 우주에 존재하는 인공위성 전체의 약 54.3%를 차지하고 있다. 다양한 궤도에 분포하고 있으나 LEO(72.6%), GEO(25,6%)에서 분포하고 있다.
<저궤도 통신위성의 부활>
정지궤도 위성은 통신위성의 발전에 있어서 매우 중요한 역할을 하고 있다. 정지궤도 위성의 특성상 지구에 있는 수신자의 입장에서 항상 같은 장소에 위치하고 있기 때문에 전파 수신이 상대적으로 용이하다.통신위성이 저궤도가 아닌 정지궤도에 오른 이유는 궤도별 인공위성의 특성에 있다. 저궤도 위성이 약 90분 만에 지구를 한 바퀴씩 돌도록 수시로 위치가 바뀐다. 이 때문에 소수의 위성으로는 다양한 지역의 통신 서비스 이용자를 충족시킬 수 없었다. 따라서 특정 지역의 통신을 위해 수많은 저궤도 통신 위성과 안테나가 필요했다. 물론 정지궤도 위성은 지구와의 거리가 멀고 통신품질이 떨어지는 등의 문제가 존재했지만 당시 우주에 인공위성을 쏘아 올리는 것은 천문학적인 비용이 들기 때문에 수많은 저궤도 통신위성을 올리는 것은 불가능한 것으로 알려졌다.
1990년대 등장했던 저궤도 통신위성 프로젝트툰의 몰락과 통신케이블 시장의 성장으로 자취를 감췄던 저궤도 위성통신은 재사용 로켓의 등장으로 재조명을 받기 시작했다.케이블 시장이 이미 선점해버린 전 세계 인터넷 시장에서 저궤도 위성통신 사업의 핵심 역량은 인터넷 음영지역을 공략하는 것이다. 통신 케이블의 비약적인 발전에도 불구하고 전 세계 인터넷 보급률은 2021년 1월 기준 59.5%로 여전히 인터넷 음영 지역이 많다. 인구밀도와 소득수준이 낮은 지역은 인터넷 케이블 네트워크 인프라 설치가 어렵기 때문에 지역 간 보급률 격차도 벌어질 수밖에 없다.현재의 저궤도 위성통신 사업은 이를 공략 중.
<스타링크 프로젝트> 2015년 일론 머스크가 발표한 저궤도 통신위성을 기반으로 한 글로벌 초고속인터넷망 구축사업.2021년 1월 기준 궤도상에 존재하는 통신위성의 수는 902개.현재 지구 궤도에 존재하는 전체 인공위성의 26.7%가 스타링크 통신위성일 정도로 숫자가 많다.스타링크 프로젝트는 2단계로 완성. 1단계에서는 약 1만 2천개의 통신위성을 저궤도에 배치하고, 2단계에서는 3만개를 추가 배치해 전체 4만 2천개의 저궤도 통신위성을 운용.
이처럼 많은 숫자의 인공위성을 궤도에 올릴 수 있는 이유는 재사용 로켓 기술의 발전으로 발사비용이 감소했다는 점과 통신위성의 소형화를 통해 한꺼번에 많은 위성을 올릴 수 있기 때문이다.스타링크 통신위성 하나의 무게는 약 260KG로 가볍고 크기도 작아 발사체에 많이 탑재하기도 용이하다. 팔콘9 기준으로 한 번에 60개, 팔콘헤비는 180개의 통신위성을 쏘아 올린다. 현재 개발 중인 스타쉽의 경우 400개의 위성 탑재가 가능하다. 각각의 위성은 궤도상의 다른 4개의 위성과 레이저를 통해 연결된다.
관측위성 통신위성에 이어 많은 비율을 차지한다. 지구관측위성의 경우 가장 중요한 요소가 해상도이기 때문에 대부분의 관측위성이 지구에 가까운 저궤도에 위치한다.위성에서 해상도는 위성카메라가 지표상의 물체를 정밀하게 나타내는 척도로 해상도 1M은 가로세로가 1M인 물체가 위성사진에서 하나의 픽셀로 나타나는 것을 의미한다.
관측 위성은 지형 관측, 기상 관측, 군사적 목적 감시 등 많은 분야에서 활용되고 있다. 관측위성은 위성에 탑재된 카메라 종류에 따라 전자광학, 레이더(SAR, SYNTHEICAPERTURERADAR), 적외선 등의 사진을 촬영할 수 있다.전자광학의 경우 가시광선을 이용한 위성촬영으로 현재는 약 0.3M 정도의 높은 해상도를 얻을 수 있으며 색상을 명확히 구분할 수 있어 가장 많이 사용된다.단점으로는 구름이 많은 등 기상이 좋지 않거나 야간에 가시광선이 없는 경우는 촬영이 어렵다는 단점이 있다.
이러한 전자광학 관측위성의 단점을 보완하기 위해 레이더 관측위성이 개발되었다. 가시광선 대신 레이더를 이용하여 물체 표면을 관측하고 이를 바탕으로 이미지화할 수 있는 관측 위성이다. 레이더는 구름과 안개를 통과할 수 있어 야간에도 촬영이 가능하다. 단점으로는 반사된 레이더를 이용해 지형을 복원하는 만큼 해상도는 전자광학에 비해 다소 떨어진다.
적외선 관측 위성은 지구상의 물체가 방출하는 열에너지를 감지한다. 이를 이용해 도시 열섬 현상 등 기후변화 분석과 재해/재난 감시도 가능. 광학 영상에 비해 이미지의 직관적인 분별력은 떨어지지만 전자광학, 레이더 영상으로 파악하기 어려운 대상의 성질 및 형태 파악에 용이함.
항법 위성략