지난해 9월말 기준 지구궤도에는 2218개의 인공위성이 떠 있다. 이 가운데 절반 가까운 1007개가 미국이 운용하는 위성이다. 그 다음으로는 중국(323개) 러시아(164개) 일본(79개) 인도(60개) 등이 많은 인공위성을 보유하고 있다. 한국은 우리별 무궁화 천리안 등 15개 위성을 운용하고 있다.

이런 가운데 스페이스X 등 미국 거대 기술 기업들이 지난해 말부터 위성통신용 저궤도 위성을 잇따라 쏘아 올리고 있기 때문에 지구궤도 위성은 올해 큰 폭으로 증가할 전망이다.

인공위성은 사용목적과 위성이 지나가는 궤도에 따라 구분할 수 있다.

우선 사용목적에 따라서는 군사위성 통신방송위성 기상위성 과학위성 등으로 나눌 수 있다.

군사위성은 첩보위성이라고도 불리며, 정찰 통신 경보 항해 등 군사적 목적으로 사용되는 인공위성을 말한다. 냉전체제 당시 미국과 소련이라는 두 강대국에 의해 주로 발사됐다. 적 상공에서의 사진 촬영, 상대의 미사일 발사 탐지, 군사용 통신 등에 사용된다. 군사위성의 경쟁적인 발사는 인공위성 기술을 비약적으로 발전시켰다.

통신방송위성은 실생활과 아주 밀접한 관련이 있으며 우주 전파중계소 역할을 하는 인공위성이다. 지상에서 수신탑을 이용하면 빌딩과 산 등의 장애물에 의해 간섭을 받을 수 있지만, 위성이 우주에서 전파를 쏘아주기 때문에 난시청지역을 줄일 수 있다. 우리나라가 위성방송 등에 사용하고 있는 무궁화위성이 대표적인 통신방송위성이다.

기상위성은 기상관측을 주목적으로 활용되는 인공위성이다. 구름이나 강수, 대기 온·습도, 에어로솔, 바람, 지면 또는 해수면 온도 및 지표 특성 등과 같은 다양한 정보를 생산한다. 1960년 4월 1일 첫 극궤도 기상위성인 TIROS 1호가 발사된 후, 다양한 기상위성이 발사돼 태풍과 같은 악기상 감시, 수치예보 등에서 폭넓게 활용되고 있다. 기상위성은 일반적으로 궤도에 따라 태양동기극궤도 위성과 정지궤도위성으로 구분한다. 극궤도 위성은 저궤도에서 전지구를 관측하므로 다양한 센서를 탑재해 수치예보, 기후감시 등의 분야에 주로 활용된다. 정지궤도 위성은 높은 시간해상도 자료를 이용한 다양한 기상현상의 감시와 분석에 주로 활용된다. 천리안2A호가 대표적인 정지궤도 기상위성이다.

과학위성은 지구와 지구주변의 환경을 관측하고 각종 우주과학 실험을 수행하는 인공위성을 말한다. 세계 최초 과학위성인 스푸트니크 1호에는 지구의 대기밀도를 측정하기 위한 장비가 탑재돼 있었다. 1990년에는 허블(Hubble) 우주망원경이 설치돼 우주탄생의 비밀을 밝히는데 큰 몫을 하고 있다.

지구 관측을 목적으로 한 원격탐사위성도 있다. 지구표면과 대기의 관찰, 사진촬영 등을 목적으로 사용된다. 지구의 표면, 대기 등을 관찰할 때는 주로 항공기를 이용하지만 빠른 시간에 넓은 범위를 관측하기 위해서는 인공위성이 효율적이다. 주로 지도를 정교하게 만드는데 사용되어왔다. 원격탐사위성으로 인해 전 세계가 하나로 연결된 세계전도가 등장했다.

최근에는 소형위성이 주목받고 있다. 세계 각국에서 마이크로위성(10∼100kg)과 나노(Nano)위성(1∼10kg), 심지어 1kg 이하의 피코(Pico)위성의 개발에 박차를 가하고 있다. 이는 비용과 효용성 측면에서 대형위성(1000kg 이상)들에 비해 절대적으로 우위에 있기 때문이다.

모든 인공위성은 각자의 궤도(위성이 지나는 특정한 길)가 있다. 위성의 임무에 따라 궤도의 형태는 다르다. 일반적으로 고도에 따라 저궤도, 중간궤도, 지구정지궤도로 나누어진다. 또 특정 목적을 위해 크기나 모양이 특이한 극궤도, 타원궤도도 이용된다.

저궤도 위성은 대기 밀도가 거의 0에 가까운, 지구 대기의 최상층부를 도는 위성이다. 저궤도 위성은 주로 고도 500km이상, 1500km이하의 궤도에서 돌고 있다. 500km 안쪽에서는 인공위성의 공기저항으로 1년 내에 떨어지게 된다, 기상 관측, 지구 관측 등의 목적으로 많이 사용 된다. 우리나라의 우리별 시리즈, 다목적실용위성 시리즈 등이 저궤도 위성이다.

정지궤도 위성은 지구의 자전 주기와 동일한 공전주기를 가지고 지구 주위를 도는 위성이다. 약 3만6000km고도에서 지구 주위를 돌게 된다. 지구의 자전주기와 위성의 공전주기가 같기 때문에 항상 같은 지역의 위에 떠있는 것처럼 보이게 된다. 정지궤도 위성은 통신 위성, 기상 위성 등의 목적으로 사용된다. 천리안위성 역시 정지궤도 위성이다. 중간궤도위성은 저궤도와 정지궤도 중간을 도는 위성이다.

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