1. 데이터 안테나: 촬영한 이미지를 지구로 전송한다.
2. 별자리 항법장치: 별자리를 기준으로 위성의 위치를 확인한다.
3. GPS 유닛
4. 태양전지패널
5. SSD: 촬영한 이미지가 저장된다.
6. 방열시트
7. 반작용 휠: 카메라 조준을 위해 위성의 위치를 잡아준다
8. 도어: 촬영준비가 완료되면 열린다
정찰위성 ‘지오아이-1(GeoEye-1)’이 올 봄 본격적인 가동에 돌입하면 기존의 그 어떤 상업용 위성이 촬영한 것보다 정밀한 이미지를 제공받을 수 있다. 이 위성에 장착된 첨단 광학기기는 684km 상공에서 야구장의 홈플레이트를 정확히 찍을 수 있는 해상도를 갖추고 있다. 구글 어스에서 볼 수 있는 이미지와는 차원이 다르다.
684km 상공에서의 이미지 포착 메커니즘
1. 궤도 진입
중량 1.95톤의 지오아이-1은 미국 캘리포니아 근교의 반덴버그 공군기지에서 델타2 로켓에 실려 684km 고도의 극궤도로 향하게 된다. 위성의 예상 수명은 7년으로 이 기간 동안 지구를 일정한 고도에서 관찰하기 위해 96km 가량 고도를 조절할 수 있다.
인공위성은 대기권의 저항과 태양풍의 압력으로 인해 시간이 흐를수록 고도가 조금씩 낮아지기 때문이다.
2. 지상 관제소 지령 수신
알래스카, 버지니아, 노르웨이, 남극 등 4개의 지상 관제소에서 지오아이에게 언제, 어떤 장소의 사진을 찍어야할지를 지정해준다.
이 위성은 상업용이지만 미 해양대기청 (NOAA)의 사용허가 조건에 따라 지구와의 모든 교신은 암호화된다.
3. 정위치 이동
지오아이-1은 군용위성 수준의 GPS 유닛을 탑재한 최초의 상업위성이다.
GPS는 위성의 위치를 정확하게 알려주는데, 두 개의 별자리 항법장치(star tracker)가 별자리의 위치를 기준삼아 카메라의 위치와 각도를 정확하게 조절한다.
이 시스템에 힘입어 지오아이-1은 지상의 피사체 위치를 2.7m의 오차범위 내에서 정확하게 찾아낸다. 이는 기존 위성보다 1.5배가량 높은 정확도다.
4. 카메라 정렬
촬영 예정 목표물의 상공에 도착하면 자세제어 장치인 반작용 휠(reaction wheel)들이 회전, 위성이 목표물을 향하도록 방향을 바꿔준다. 정확한 방향이 되면 휠이 역방향으로 돌아 위성의 회전을 멈춤으로서 카메라가 표적을 정 조준할 수 있게 한다.
5. 조명 점검
지상 관제소에서는 지구와 위성, 태양의 각도를 각각 산출해 카메라의 노출 시간을
계산한다. 카메라의 40cm(가로 세로 40cm의 사물을 한 점으로 인식)급 해상도를 제대로 구현하기 위해서는 변화무쌍한 우주의 온도로부터 광학장비들을 보호해야 한다.
때문에 카메라를 포함한 지오아이-1의 모든 광학장비는 항상 22℃의 온도가 유지되는 특수 튜브 속에 밀봉돼 있다. 이 튜브의 도어가 열리는 것은 카메라의 촬영 준비가 완료되었을 때뿐이다.
6. 이미지 촬영
지오아이-1의 카메라는 2초마다 2만~3만7.500픽셀을 스캔, 2분 내에 1만5,600㎢의 면적이 담긴 900억 화소 해상도의 사진을 만들어낸다.
이 이미지 파일은 데이터 프로세서에 의해 압축돼 차세대 저장장치인 1TB급 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)에 저장된다.
7. 지구로의 전송
이 위성은 매일 텍사스 주 크기의 면적을 촬영할 수 있으며, 이를 암호화해 하루 40차례 지상 관제소로 전송한다.
제작사인 지오아이는 이 이미지들을 묶어 하나로 만든 뒤 구글 어스를 비롯해 위성정찰 능력이 취약하거나 전무한 국가들에게 판매할 계획이다.
지오아이의 고객 중에는 미국 국립지리정보기구(NGIA)도 포함돼 있다.
광학장치 내부
도넛처럼 생긴 폭 90cm의 메인반사경[1]이 광학장치로 유입된 빛을 2차반사경[2]으로 보낸다.
2차 반사경은 이를 다시 메인반사경에 뚫린 구멍을 통해 3차반사경[3]으로 반사해 이미지의 초점을 맞춘다. 이렇게 3개의 반사경을 거친 빛이 카메라[4]로 향한다.
길이: 4.2m
중량: 1,955kg
고도: 684 km
궤도 선회 주기: 98분
선회 속도: 초당 7.5km
해상도: 40cm
프로젝트 비용: 5억200만 달러
문의: geoeye.com
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