인공위성의 발사 및 관리에 관한 규제 논점 - 2016년 일본 ‘우주활동법’을 중심으로 -

김영주 ( Young-ju Kim ) 한국항공우주정책·법학회 2020 한국항공우주정책·법학회지 Vol.35 No.3

본 논문에서는 2016년 일본 우주활동법상의 인공위성 등의 발사 규제와 인공위성의 관리 규제를 중심으로, 구체적인 입법 구조와 주요 내용들을 분석해 보았다. 나아가 관련 논점들을 상정하여, 우리 법제상의 시사점에 대한 개별적 의견을 검토해 보았다. 지금까지 일본은 기술 수준과 정부의 재정 지원에 비해, 우주입법 분야의 구축이 다소 뒤쳐져 있다는 평가를 받고 있었다. 그러나 2000년대 후반부터 진행된 일련의 우주법 제정 성과들을 통해, 우주산업과 관련한 인적ㆍ물적ㆍ제도적 인프라들을 구조적으로 갖추게 되었다. 특히 2016년에 제정된 일본의 우주활동법은 인공위성 등의 발사허가, 인공위성의 관리허가, 로켓ㆍ인공위성 사고에 따른 손해배상책임을 종합적으로 규율하여, 위성발사와 같은 특정 우주활동에 대한 일원적 규제 체제를 확립하였다. 우리나라는 현재 2005년의 우주개발진흥법과 2007년의 우주손해배상법만이 입법되어 있고, 그 이후 별다른 우주입법이 이루어지지 않았다. 문제는 우리나라 역시수차례에 걸쳐 인공위성 발사를 성공시킨 위성발사 강국임에도 인공위성의 발사ㆍ관리에 관한 개별 우주법이 아직 없다는 점이다. 우주개발진흥법은 우주발사체의 발사허가, 우주물체 등록, 우주사고 손해배상책임 등 특정 우주활동의 실체 규정들을 다수 포함하고 있기는 하나, 어디까지나 전반적인 우주활동에 관한 기본법적 특성을 지니고 있으므로, 인공위성 발사ㆍ관리의 총체적인 규율체계로서는 한계가 있다. 따라서 우리나라도 일본 우주활동법과 같은 특별법을 제정하여, 인공위성의 발사 및 관리 규제를 효율적ㆍ일체적으로 도모하는 한편, 우주활동의 상업적 주체들에게는 법적 예측가능성을 부여해 주어야 한다. 우주개발과 우주산업 육성을 위한 제도로서, 동시에 ‘New Lex Mercatoria’로서의 개별적 우주입법이 필요한 시기라고 생각한다. Japan’s two outer space-related laws were promulgated on November 16, 2016. There are the Act on Launching of Spacecraft, etc. and Control of Spacecraft (Act No. 76 of 2016, Space Activities Act) and the Act on Securing Proper Handling of Satellite Remote Sensing Records (Act No.77 of 2016, Remote Sensing Records Act). Japan’s Space Activities Act states that a person who launches a satellite from the territory of Japan, or from a ship or airplane registered in Japan, must obtain permission from the Prime Minister prior to the launch. To obtain the permission, the person must have a certificate for a rocket design and for radio equipment at a launching facility. In addition, the ability to launch a rocket safely and the purpose for the satellite launch must be evaluated. Managing a satellite from Japan also requires permission from the government. A person who launches a rocket must have insurance for any potential damage arising from accidents, and the government is to supplement the potential compensation to allow for damage that cannot be covered by private insurance. The purpose of this paper reviews regulations of launch services and management of satellites in the Japan’s Space Activities Act. It also offers some implications and suggestions for regulations of launching of spacecraft and management or operation of satellites.

해양경찰청 위성활용 방안

양찬수(Chan-Su Yang),오정환(Jeong-Hwan Oh) 한국항해항만학회 2011 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.추계

2010년 천리안위성의 성공적인 발사에 따라 인공위성의 활용에 대한 기대가 커지고 있다. 천리안 해양관측위성(GOCI)이외에 아리랑 2호가 현재 운용중인 우리나라 위성들이다. 가까운 시기에 아리랑 5호(2011년 말), 아리랑 3호(2012년), 아리랑 3A호(2013년)가 발사될 예정이다. 즉, 해양적용을 위한 위성환경은 이제부터 준비되고 있다고 볼 수 있다. 대외적으로 보면, 인공위성 자원은 아주 많다. 문제는 이와 같은 자원을 어떻게 활용할 것인가 인데 이의 활용 기술 개발적 측면에서는 많이 소홀한 것이 사실이다. 전세계적으로 이 시스템 개발을 위한 치열한 경쟁이 진행 중에 있다. 이미 소말리아 주변 감시체계는 많은 부분을 위성에 의지하고 있다. 우리나라에서 최초로 위성활용 가능성을 보여준 사건이 허베이스피리트호 원유유출 사고이다. 이 사고는 2007년 12월7일 아침 7시6분경 서해안 만리포 북서쪽 10km 해상에서 크레인을 적재한 1만1800t급 바지선이 정박 중인 홍콩 선적 유조선 허베이 스피리트호(14만6000t급)와 부딪치면서 발생했다. 이와 같은 기름유출 사고의 경우, 유출 범위를 정확하게 이해하는 것이 중요하다. 거의 준비된 상태가 아님에도 불구하고 12월 8일 아침 최초로 유출된 기름을 모습을 보여주는 위성이미지(광학위성)가 얻어졌다. 하지만 이와 같은 자료가 관련 전문가가 이용할 수 있기까지 많은 시간이 소용되었고, 이 정보를 전달할 수 있는 방법도 없었다. 사실 단순한 이미지가 아니라 지리정보체계를 가진 오염정보를 제공할 방법도 준비도 되어 있지 못한 상황이었다. 본 발표를 통하여, 허베이스피리트호 사고뿐만 아니라, 2011년 6월부터 수개월간 지속된 발해만 오염사고 적용 등 다양한 사례 소개를 하고, 이를 기반으로 해양경찰청에서 업무활용을 위한 방안을 제시한다. 먼저, 해경청의 주요 임무인, 경비, 수색구조, 오염대응 분야별로 현황 분석을 수행하였다. 또한 국외사례에 대한 조사를 한 후, 최종 인공위성 원격탐사기술의 해경청 도입방안에 대한 설계를 실시하였다. 국제적으로 인공위성을 이용한 해양 경비, 수색구조, 오염 모니터링기술 개발이 이루어지고 있으며, 유럽 국가는 시범 도입을 진행 중에 있다. 유럽해사안전국(EMSA)은 해양경비 및 수색구조를 위한 선박통항 및 보고 서비스와 오염대비대응(Pollution Preparedness and Response, PPR) 위성 서비스를 회원국에 제공하고 있다. 해양경찰청 임무 수행뿐만 아니라, 해양영토 관리적 측면에서 첨단 위성장비 활용, 선진국형 해상경비 패러다임의 전환 필요성이 크다고 할 수 있다.

인공위성 통신망 가상화를 위한 인공위성 운영 시뮬레이터 구조 분석

전석원,황인규,손범준,장준혁 한국차세대컴퓨팅학회 2022 한국차세대컴퓨팅학회 학술대회 Vol.2022 No.05

인공위성은 현대 사회에서 대부분의 IT 기술과 생활 전반의 바탕이 되며, 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 인공위성 기술의 발전과 함께 인공위성 통신망에 대한 사이버 공격도 다양화되어가고 있어 이를 대비하기 위해 인공위성 통신망의 가상 환경을 구축하는 연구의 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 가상 인공위성 통신망 구축을 통한 사이버훈련 환경을 개발하기 위한 연구의 선행 과정으로서. NASA에 서 개발한 공개 소프트웨어인 NOS3 (Operational Simulator for Small Satellites)의 구조를 분석한다. 또한, 분석 결과를 바탕으로 가상 인공위성 통신망 환경의 활용방안을 제시한다.

복합제품시스템 관점에서 본 중국형 우주개발의 특성과 정책적 시사점: 중국의 인공위성 개발 과정을 중심으로

백서인,손은정 한국혁신학회 2019 한국혁신학회지 Vol.14 No.2

This research investigates the Chinese satellite industry from complex system view which has not been deeply analyzed. For more strategic analysis, I divided Chinese satellite into three different groups(remote sensing satellite, telecommunication and navigation satellite, S&T experiment satellite) and analyzed each group from three different view(supply, demand, policy). I thoroughly reviewed literature issued by many different related institutions from all over the world. Additionally, I conducted numerous in-depth interviews with satellite experts from China and Korea. As a result, I was able to find out Chinese satellite has realized technology innovation in many areas with sound support from R&D organization and rich domestic needs from different ministries. From policy point of view, in spite of huge damage by ITAR regulation, Chinese satellite succeeded to develop advanced satellite by cooperating with third party. Lastly, I was able to find out the patterns and trend of Chinese satellite development has been changed. In case of remote sensing satellite, they become much more integrated compare to function and ministry oriented in the past. In case of telecommunication and navigation satellites, they become 100% independently developed because of ITAR regulation and national security issues. Furthermore, Chinese S&T experimental satellites are becoming pioneers in quantum communication, space breeding, black hole research and cube set satellites by conducting extensive international cooperation. 본 연구는 그동안 충분히 연구되지 않았던 중국의 인공위성산업을 복합제품 시스템의관점에서 분석한 논문이다. 중국 인공위성을 목적별로 지구관측위성, 통신 및 위성항법, 과학기술위성으로 나누어 분석하였으며, 이를 통해 각 종류별 위성의 개발과정에서 공급, 수요, 정책 측면에서의 특성과 시사점을 제공하고자 하였다. 본 연구는 다수의 국내외 문헌고찰과 한중 인공위성 분야 권위자들을 대상으로 전문가 인터뷰를 통해 정성적인 분석을진행했다. 연구 결과, 공급측면에서 중국은 점차 연구조직과 생산체계를 구축하고 지속적인연구개발을 통해 자체 능력을 강화시켰으며, 이는 연평균 20회라는 발사 계획과 함께 부처⋅조직⋅기능에 따른 거대한 수요가 뒷받침 되었던 것으로 나타났다. 또한 정책적 관점에서강력한 정책적 지원이 뒷받침 되었으며, 미국의 ITAR 규제와 같은 외부 위험요소는 제3지역과의 협력 등을 통해 극복하여 왔음을 알 수 있었다. 또한 중국 위성개발의 트렌드 변화가존재했는데, 지구관측위성의 경우 과거 중국의 위성들이 기능별, 부처별로 분산개발 되었으나 현재는 통합화⋅일원화 되는 추세를 보이고 있고, 통신위성 및 항법위성의 경우, 과거해외 협력사와의 협업에 의존해 왔으나, 현재는 대부분 자체 개발 및 운영에 성공했음을알 수 있었다. 과학기술위성의 경우, 과거의 기술추격에서 세계 최초의 양자통신 위성 개발과 같은 비약적인 발전을 이루었으며, 우주육종, 블랙홀 연구 등 다양한 분야에서의 실험과이를 통한 국제협력이 활발해지고 있음을 알 수 있었다.

인공위성을 이용한 백두산 하부 마그마 활동에 대한 연구의 필요성 및 가능성

오창환,최승찬,이덕수,박종현,김명덕 한국외국어대학교 국제지역연구센터 2014 국제지역연구 Vol.18 No.3

The Baegdu Volcano which erupted violently at 1000 AD still has possibility of eruption. However,the study on the volcanic activity in the Baegdu Volcano area is quite insufficient in Korea becausethe Baegdu Volcano is difficult to approach due to its location at the boarder between China andNorth Korea. All the more, the study by Korean geologists on the Baegdu Volcano is restricted orprohibited by not only North Korean government but also Chinese government. As a result it is verydifficult to install regular monitoring system or to get monitored data regularly. Especially, the seismic data which is essential for the study on the volcanic activity can not be obtained becauseChineses and North Korean governments worried about the outflow of information about anunderground nuclear test. Therefore it is necessary to develop the system which can monitor theeruption of the Baegdu Volcano using satellite. The resolution of the data(gravity data, geoid andgeomagnetic total force) obtined by GRACE, CHAMP and SWARM satellites has been consideredtoo low to be used for monitoring volcanic area. However recently it is found that it is possible touse satellite data for monitoring the volcanic activity of the Baegdu Volcano because large scalemagma chamber(140x20 km2) locates under the Baegdu Volcano. The gravity data and geoid in theBaegdu Volcanic area obtained from GRACE satellite, decreased from 2002 to 2005. The period ofdecreasing is well matched with time when magma activities were recognized in the Baegdu Volcanicarea. The decrease can be interpreted to be the result of decreasing densities of the magma chamberand surrounding rocks due to the increase of temperature related to the new supply of magma. Thegeomagnetic total force in the Baegdu Volcanic area measured by CHAMP satellite, also decreasedfrom 2000 to 2005 and increased after 2005. The period of decrease is well matched with the timewith increased activity of magma chamber under the Baegdu Volcano indicating that the decrease ofgeomagnetic total force is caused by demagnetization of surrounding rocks due to the increase oftemperature of magma chamber. These data indicate that it is possible to use gravity data, geoidand geomagnetic total force observed by satellites for the monitoring of magma activity under theBaegdu Volcano. 백두산은 1000 AD 경에 매우 강력한 화산 폭발을 하였으며 아직도 폭발 가능성을 가지고있다. 그럼에도 불구하고 국내에서의 백두산의 지역에서 일어나는 화산활동에 대한 연구가 매우 미진한 상황이다. 그 이유는 백두산이 중국과 북한에 걸쳐 분포하고 있어 접근이 어려울뿐 아니라 북한 정부는 물론 중국 정부도 한국 지질학자들의 백두산에 대한 연구를 엄격히 제한하고 있다. 그 결과 백두산 화산 작용을 연구하기 위하여 백두산 지역에 정기적인 감시 시설을 설치하거나, 정기적인 관측 자료를 얻는 것이 매우 힘든 상황이다. 특히 중국과 북한은지하 핵 실험에 대한 정보 유출을 방지하기 위하여 국내학자들에게 화산 활동 예측에 중요한지진 자료 확보를 허락하지 않고 있다. 따라서 인공위성을 이용한 백두산 화산 폭발 가능성에대한 정기적인 감시 기술 개발이 필요한 실정이다. GRACE, CHAMP 그리고 SWARM 인공위성을 이용하여 중력, 지오이드 그리고 자력자료를 측정할 수 있으며 이를 이용하여 백두산화산 활동을 연구할 수 있으나 일반적으로 인공위성으로 얻어진 중력 및 자력 자료의 해상도가 낮아 백두산 지역을 연구하기가 힘들 것으로 예상하여왔다. 하지만 최근 백두산 하부에는140x20 km2의 광역적인 마그마 챔버가 존재하고 있어 인공위성을 이용한 연구가 가능함이 밝혀졌다. GRACE 인공위성에서 획득한 백두산 지역의 중력 자료와 지오이드를 살펴본 결과,백두산 지역에서 마그마 활동 가능성이 인지된 2002년부터 2005년 사이에 매우 뚜렷한 지오이드와 중력 감소가 확인되었다. 이는 새로운 마그마 공급에 따른 온도 증가에 의해 발생한 마그마 챔버와 주변 암석의 밀도 감소에 의해 발생한 것으로 판단된다. 백두산 지역에서CHAMP 인공위성을 이용하여 측정된 지난 2000년도부터 2010년까지의 자기장 변화를 살펴보면, 마그마 활동이 활발했던 2000년에서 2005년도 사이에 자기장이 감소하고 그 이후 다시증가하는 현상을 보여준다. 이러한 자기장의 감소는 백두산 하부 마그마 온도의 증가에 따른주변 암석의 비자성화(demagnatization)에 의한 것일 가능성이 있다. 이러한 연구결과들은 인공위성을 이용하여 관측한 중력, 지오이드와 자기장의 변화가 백두산 하부 마그마 활동을 관측하는데 사용될 수 있는 가능성이 있음을 지시한다.

인공위성 총조립 및 시험 기술현황

문귀원,서희준,이상훈,임종민,은희광,김태윤,조혁진,장재웅,황권태,유명종 한국항공우주학회 2012 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.11

한국항공우주연구원 위성시험동은 인공위성과 발사체와 같은 고신뢰성이 요구되는 시스템의 총조립/정렬 및 구조/동특성, 열/진공특성, 전자파특성 등에 대한 분석과 시험을 수행하기 위하여 1996년 국내 최초로 건립된 첨단시험시설이며, 2004년부터 국제공인시험기관(KT-236)으로 운영되고 있다. 위성시험동은 궤도환경시험실, 발사환경시험실, 전자파환경시험실, 음향챔버, 광학탑재체 시험실, 정밀정렬 및 조립실 등의 대형시험실과 오염측정실 등의 소형 시험실로 구성되어 있으며, 위성시험동의 조립 및 시험실 내부는 청정도 10,000 이하로 유지하고 있다. 이를 기반으로 다목적실용위성 시리즈, 통신해양기상위성, 과학위성 시리즈, 과학로켓 및 발사체 시리즈 등과 같은 우주 개발 프로그램을 성공적으로 수행하였으며, 축적된 경험을 바탕으로 한국 우주개발 프로그램의 중추적 역할을 수행하고 있다. Satellite Integration and Test Center of Korea Aerospace Research Institute(KARI) is the first established and the most updated comprehensive test facilities for satellite development in Korea. It was established in 1996 to integrate satellites which are developed in Korea. The center has total 25,970 square meter floor area and it is equipped with all kinds of satellite component development tools, such as alignment system for precise integration, shaker system, mass property measurement system, high intensity acoustic chamber, thermal vacuum chambers, EMI/EMC chamber and so on. All these equipments are located under one-roof, maintaining 10,000 class cleanliness condition all times. With this environment, integration, measurement, functional test, and space environment simulation test can be conducted efficiently. Thanks to not only the facilities but also the profound experiences of performing Korea space programs such as KOMPSAT series, COMS, STSAT series, sounding rocket(KSR) and launch vehicle(KSLV), SITC has become the most important core identity for Korea space development. Besides, the center has been designated as the Korea Laboratory Accreditation Scheme(KOLAS) Test Laboratory(KT-236) since 2004.

인공위성 자세제어계 및 정지궤도위성버스 모델 소개

박영웅,최홍택 세종대학교 항공산업연구소 2012 항공산업연구 Vol.75 No.-

인공위성 궤도에 따른 지구중력 포텐셜, 달, 태양 및 행성의 중력 및 태양 복사압에 의한 섭동력 영향 분석

배종희,여정민,김윤중,김유단 한국항공우주학회 2012 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.4

GPS, Galileo 등과 같은 위성항법 시스템이 국방, 경제, 사회 전반에 널리 활용됨에 따라, 항법위성의 정밀한 궤도 결정에 대한 연구가 활발히 수행되고 있다. 정밀한 인공위성의 궤도결정을 위해서는 인공위성에 영향을 미치는 다양한 섭동력의 동역학 모델링이 매우 중요하다. 본 논문에서는 항법위성에 가장 큰 영향을 미치는 섭동력인 지구중력 포텐셜에 의한 섭동력, 달, 태양 및 행성의 중력에 의한 섭동력, 태양 복사압에 의한 섭동력에 대한 연구를 수행하였다. 중궤도, 정지궤도, 준천정궤도 위성의 궤도정보를 이용하여 수치 시뮬레이션을 수행하고, 각 궤도에 따른 섭동력의 영향을 비교 분석하였다. The precise orbit determination is actively studied since GNSS (Global Navigation Satellite System) such as GPS and Galileo is widely used for many applications. To obtain the precise orbit determination, the accurate dynamic model of perturbations on the satellite is required. In this study, the three largest perturbation forces acting on the satellite are studied: geopotential perturbation of the Earth, N-body perturbation, and solar radiation pressure perturbation. Numerical simulations are performed to verify the dynamic model of the perturbations. Also, the effects of the perturbations on the satellite are analyzed with respect to the satellite orbits, MEOS (Middle Earth Orbit Satellite), GEOS (Geostationary Earth Orbit Satellite), and QZS (Quasi Zenith Satellite).

저궤도 위성의 자율성 수준 향상을 위한 개념 제안

전문진(Moon-Jin Jeon),김응현(Eunghyun Kim),임성빈(Seong-Bin Lim) 한국항공우주연구원 2014 항공우주기술 Vol.13 No.1

저궤도 위성을 운영하는 지상국에서는 10분 내외의 교신 시간 동안 위성의 건강 상태를 확인한 후 영상 촬영을 위한 임무 명령을 전송하거나 촬영한 영상을 수신한다. 제한된 교신 시간동안 매일의 임무를 위한 일련의 절차를 완료하기 위해 위성 및 지상국 시스템에서는 적절한 수준의 자율성이 적용되어 있다. 예를 들어 위성의 자세 및 궤도를 유지하기 위한 제어 로직은 운영자의 개입 없이도 오랜 시간동안 자동으로 수행되어야 하므로 높은 자율성을 갖는 부분이다. 이와는 대조적으로 위성의 고장 관리 로직의 경우 고장 상황 인지 및 안전 조치는 위성에서 자동으로 수행되지만 대체적으로 고장의 원인 판단 및 복구 절차는 지상에서 수행하도록 설계하므로 상대적으로 낮은 자율성을 갖는 부분이라 할 수 있다. 위성의 자율성 수준은 지상국 운영에도 영향을 준다. 지상국에서는 촬영 임무를 위한 일련의 명령 세트 등을 생성한다. 위성이 좀 더 높은 수준의 자율성을 갖는다면, 지상국에서 수행하는 동작의 일부를 위성에서 수행할 수 있을 것이며 지상국의 절차를 간소화할 수 있을 것이다. 이 논문에서는 위성의 자율성 수준에 대해 논의하고 적절한 자율성 수준을 위한 설계 개념을 제안한다. The ground station which operates the LEO satellite performs monitoring state of health of the satellite, sending the commands for the imaging mission of receiving the images during about 10 minutes of contact time. To finish the planned procedure in limited contact time, specific level of autonomy is applied in the satellite and the ground system. For example, the attitude and orbit control logic has high level of autonomy because it must be operated alone for long period without operator intervention. On the other hand, the fault management logic has relatively low level of autonomy because of that failure detection and safing operation are performed on-board, whereas failure identification and recovery are on-ground operation. The level of autonomy of the satellite affects also the ground operation. The command set for mission operation is generated by ground system. If the satellite has higher level of autonomy, some of operation currently done on-ground can be performed on-board, so the ground operation can be simplified. In this paper, we discuss the level of autonomy and propose a concept for improving the level of autonomy of an LEO satellite.

인공위성의 동역학을 고려한 SNUSAT-1의 자세추정

최성혁,강철우,박찬국 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.4

인공위성의 자세추정은 결정론적인 방법과 재귀적인 방법으로 나눌 수 있는데, 이중 재귀적인 방법인 칼만필터를 사용한 방법이 널리 알려져 있다. 초소형 큐브 위성의 경우 많은 탑재체를 실을 수 없기에 최소한의 자세센서만을 이용한다. 하지만 식 구간에서는 태양센서의 이용이 불가능할 때에도 인공위성의 자세추정은 계속 되어야 인공위성은 임무를 무사히 완수할 수 있게 된다. 본 연구에서는 일반적인 인공위성의 자세추정 기법을 기반으로 SNUSAT-1 의 동역학을 고려하여 알고리즘을 발전시켰다. 제안된 알고리즘은 인공위성의 한 주기 동안을 기준으로 시뮬레이션을 통해 기존의 자세추정 방법과 비교함으로 그 성능을 검증하였다. Attitude determination of satellite is categorized by deterministic method and recursive one. The recursive method using Kalman filter is widely used. Cubesat has limitation for payload then installed only two attitude sensors which are sun sensor and magnetometer. Sun sensor measurements are useless during eclipse, however keep estimating attitude of satellite to complete the mission of satellite. In this paper, Attitude determination algorithm based on Kalman filter is developed by additional term which is consider the dynamics for SNUSAT-1. Proposed algorithm is simulated for the one period and conducted performance comparison between typical method and proposed algorithm.