NASA-ISRO, NISAR 위성의 대형 드럼형 안테나 배치 성공

NASA와 인도 우주 연구 기구(ISRO)의 NISAR(나사-이스로 합성 개화 레이더) 위성 임무에서 대형 드럼형 안테나 반사경이 저지구 궤도에서 성공적으로 펼쳐졌다.

이 반사경은 39피트(12미터)의 길이를 자랑하며, 30피트(9미터)의 붐이 배치되고 고정된 후 우산처럼 접혀 있던 상태에서 펼쳐졌다.

ISRO는 7월 30일 인도 남동부 해안의 사티시 다완 발사 센터에서 NISAR를 발사했다. 이 위성은 빙상과 빙하의 움직임, 지진, 화산, 산사태로 인한 토지 변형, 숲 및 습지 생태계의 변화를 분밀하게 추적할 예정이다.

또한 NISAR는 재난 대응, 인프라 모니터링, 농업 등 다양한 분야의 의사 결정자들에게 도움을 줄 수 있다.

NASA 본부의 지구과학부 국장인 카렌 세인트 제르맹은 “NISAR의 반사경의 성공적인 배치는 위성의 역량에 있어 중요한 이정표가 된다”고 말했다.

그녀는 이어 “혁신적인 기술에서 연구, 모델링까지, NISAR가 수집할 데이터는 글로벌 커뮤니티와 이해당사자들이 인프라를 개선하고, 자연재해에 대비하며 회복할 수 있도록 돕는 데 큰 영향을 미칠 것이다”라고 덧붙였다.

이 임무는 NASA 미션의 일환으로 발사된 가장 정교한 레이더 시스템들을 포함하고 있으며, L-밴드 시스템과 S-밴드 시스템이라는 두 가지 합성 개화 레이더(SAR) 시스템을 결합한 최초의 사례다.

L-밴드 시스템은 구름과 숲 캐노피를 통과할 수 있으며, S-밴드 시스템은 구름도 통과할 수 있지만, 얼음의 수분과 가벼운 식생에 더욱 민감하다.

반사경은 두 시스템 모두에 중요한 역할을 하므로, 해당 하드웨어의 성공적인 배치는 매우 중요한 이정표로 간주된다.

NASA의 제트 추진 연구소에서 NISAR 프로젝트 매니저인 필 바렐라는 “우리가 기대했던 만큼 배치가 잘 진행된 것은 대단한 일이다. 이 반사경은 NISAR의 지구 과학 임무에서 아주 중요한 부분이며, 이를 위해 수년에 걸쳐 설계, 개발, 테스트가 이루어졌다”고 말했다.

그는 “이제 발사 이후 조정 작업에 집중하고 있으며, 올해 가을 말부터 혁신적인 과학 데이터를 제공하기 위해 준비 중이다”라고 전했다.

반사경은 약 142파운드(64킬로그램)의 무게를 가지고 있으며, 123개의 복합재로 이루어진 다리와 금도금 와이어 메쉬로 구성된 원통형 프레임으로 되어 있다.

8월 9일, 위성의 붐은 본체에 가까이 접혀 있던 상태에서 펼쳐지기 시작했고, 약 4일 후 완전히 확장되었다.

이후 8월 15일에 반사경 조립체를 제자리에 고정하고 있던 작은 폭발 볼트가 발사되었고, 이를 통해 안테나가 ‘블룸’이라는 과정에 들어갔다.

블룸 과정은 반사경이 우산처럼 접혀 있을 때 저장된 긴장을 풀어 펼쳐지는 것이다.

그 후 모터와 케이블이 작동해 안테나를 최종적으로 고정된 위치로 끌어올렸다.

NISAR는 약 30피트(10미터) 크기의 픽셀로 지구 표면 이미지를 생성할 수 있도록 설계되었으며, 반사경의 직경은 학교 버스와 비슷한 길이를 자랑한다.

SAR 처리를 이용하면, NISAR의 반사경은 이 임무의 L-밴드 장비의 경우 12마일(19킬로미터) 길이의 전통적인 레이더 안테나와 같은 해상도를 제공할 수 있다.

보통의 레이더처럼 SAR은 카메라 렌즈와 같은 원리로 작동하며, 렌즈의 크기(아퍼처)가 이미지의 선명도를 결정한다.

NISAR의 프로젝트 과학자인 폴 로젠은 “SAR이 없다면, 우주에서의 레이더는 데이터를 생성할 수 있었겠지만, 해상도가 너무 조잡해 유용하지 않았을 것”이라고 설명했다.

“SAR을 통해 NISAR는 고해상도 이미지를 생성할 수 있게 된다. 시간에 따라 이미지를 비교하는 특별한 간섭 기법을 사용하면, NISAR는 지구 표면에서 발생하는 변화의 3D 영화를 만들 수 있게 된다”고 덧붙였다.

NISAR 위성은 제트 추진 연구소에서 수십 년 동안 개발된 우주 기반 레이더 기술의 결과물이다.

1970년대부터 제트 추진 연구소는 1978년에 발사된 최초의 지구 관측 SAR 위성인 Seasat을 관리했으며, 1990년대에는 SAR을 사용하여 구름으로 덮인 금성의 표면을 지도화한 마젤란 위성을 발사했다.

NISAR 임무는 NASA와 ISRO 간의 수년간의 기술 및 프로그램적 협력을 나타내는 파트너십이다.

NISAR의 성공적인 발사 및 배치는 미국과 인도 간의 우주 분야에서의 협력의 강력한 전통을 기반으로 하고 있으며, NASA와 ISRO가 제공하는 두 개의 레이더 시스템이 생산하는 데이터는 국가 간의 혁신과 탐사를 위한 공동 비전이 무엇을 이룰 수 있는지에 대한 증거가 될 것이다.

이미지 출처：jpl