(커넥트 데일리=김영도 기자) 국토위성 3ㆍ4호 개발사업이 예비타당성조사를 가뿐히 통과하면서 본격적인 궤도에 올랐다.

 

국토교통부는 3일 국토위성 3‧4호 개발사업이 예비타당성조사(이하 예타)를 통과하면서 총 3,129억 원을 투입해 오는 2030년 3호기와 2031년 4호기를 발사할 계획이라고 밝혔다.

 

이번 3, 4호기는 공공위성 사업 최초로 민간기업이 위성을 직접 개발하고 제작해 공급하는 조달 방식이 적용된다.

 

국토위성은 우리나라 최초의 공공수요 충족 및 공간정보 구축 전용 위성이다.

 

현재 1호기는 지난 2021년 3월 발사해 운영 중이고 2호기는 금년 5월 발사해 검보정 등 시험운영 중으로 국토관리, 재난 대응, 국가공간정보 구축 등 국가의 주요 업무에 활용하고 대국민 서비스 중이다.

 

이번 3. 4호기 개발사업의 예타 결과는 단순히 후속 위성의 개발 필요성을 넘어 국토위성이 국민의 일상과 국토 관리를 위한 대체불가 데이터 인프라로 공인되었다는 점에서 의미가 남다르다.

 

특히 개발사업의 편익은 국토위성 1호의 실제 활용 사례와 축적된 실적을 기반으로 불변가치 약 4,710억으로 추정되었으며, 비용 대비 편익(B/C)은 1.11로 나타나 국내 위성 개발 사업에서 경제적 타당성을 입증했다.

 

한국과학기술기획평가원(KISTEP) 등이 수행하는 국가 연구개발(R&D) 및 우주분야 사업 예비타당성조사에서 경제성(B/C) 비율은 종종 0.4~0.8 수준으로 도출된다.

 

통상 우주 사업은 수익 창출보다 공공 및 과학적 가치가 커 B/C가 1.0 미만이더라도, 다기준분석(AHP)을 통해 과학기술적ㆍ정책적 타당성을 인정받아 예타를 통과하는 경우가 많다.

 

B/C 1.11은 가상의 기대 수익이 아닌, 국토위성 1호가 정식 서비스 이후 축적한 약 160만 건의 실제 활용 데이터 실적을 근거로 불변가치 약 4,710억 원의 편익을 추정해 낸 결과다.

 

▲ 국토지리정보원 국토위성센터 안종태 센터장     ©커넥트 데일리

 

국토지리정보원 국토위성센터 안종태 센터장이 기획재정부를 수없이 문턱이 닳도록 드나들면서 끈질긴 설득을 펼친 끝에 일궈낸 값진 행정적 결실이라는 후문이다.

 

국토부는 국토위성 3‧4호 개발사업이 기존 국가 주도 연구개발(R&D) 방식에서 벗어나 정부가 필요한 임무와 성능을 제시하면, 민간 기업이 위성을 개발, 제작해 공급하는 조달 방식으로 전환하는 데 큰 의미를 부여했다.

 

기존의 국가 주도 연구개발 방식이 아닌 민간기업의 기술력과 시장 경쟁력을 활용해 필요한 위성을 적기에 확보하는 새로운 공공위성 조달 모델이라는 점에서 의미가 있다는 설명이다.

 

국토부는 신속한 사업 추진을 위해 올해 말까지 사업 추진 계획을 구체화하고, 내년에 본격적인 사업 착수를 통해서 3, 4호기 위성 발사 일정에 차질이 없도록 면밀하게 준비해 나갈 방침이다.

 

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1~4호기 광학위성 편중, 기상악화 관측 제약

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하지만, 국토위성 1호기부터 4호기 모두 전자광학 탑재체로만 구성된 점은 국가 관측망 완성도에 깊은 아쉬움이 남는다.

 

전자광학 카메라를 사용하는 광학위성은 가시광선을 기반으로 지표면의 미세한 변화까지 3차원으로 정밀 관측할 수 있는 독보적인 강점을 가진 반면, 기상 악화 시에는 구름과 안개에 가려 지표면 관측이 완전히 차단되는 물리적 한계가 있다.

 

▲ 국토위성 2호가 6월 9일 촬영한 구름 낀 독도(사진=국토교통부).  © 커넥트 데일리

 

실제로 국토위성 2호의 시험운영 촬영 영상 중 독도 상공 사진에 뚜렷이 나타난 구름 낌 현상은 광학위성이 가진 관측의 제약성을 보여준다.

 

문제는 폭우나 태풍, 대형 산불과 같은 국가적 재난 상황이 대부분 두터운 구름과 악천후를 동반한다는 사실이다.

 

재난 대응의 골든타임을 사수해야 할 절박한 순간에 광학위성 단독으로는 구름 아래의 피해 현장을 정밀하게 파악하기 어렵다는 점이다.

 

NASA 지구관측소(Earth Observatory)와 여러 위성기상학 연구(MODIS 기반 클라우드 마스크 분석)에 따르면, 지구 표면의 구름 피복률은 평균 약 65~67%로 보고되며 해양은 약 72%, 육지는 약 55% 수준으로 더 세분화했다.

 

 

부연하면, 지구 표면의 약 3분의 2가 평균적으로 구름에 가려져 있고, 이는 실시간 재난대응처럼 특정 시점의 관측이 중요한 임무에서 광학위성의 근본적인 제약이 된다.

 

따라서 국토위성 3, 4호기의 재촬영 주기가 1일 1회로 단축되고 관측폭이 1.5배 넓어진다 해도 상공의 구름이 걷히지 않으면 수집된 영상은 무용지물이 될 수밖에 없다.

  

국토 관리와 재난 감시의 완벽성을 도모하기 위해 날씨와 야간 환경에 영향을 받지 않는 전천후 관측 인프라가 끊임없이 요구되는 이유다.

 

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타 부처 SAR 도입 행보와 정책 의존의 한계성

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과학기술정보통신부와 국방부 등 국가 안보 및 과학기술 전담 부처들은 일찍이 전천후 관측이 가능한 영상레이다 위성을 확보해 운용해 왔다.

 

환경부 역시 수재해 모니터링 및 한반도 수자원 관리를 위해 C-밴드 영상레이다(SAR)를 탑재한 차세대중형위성 5호 개발을 차질 없이 추진 중이다.

  

국토지리정보원은 앞서 2024년 7월 국토위성센터를 비롯해 농업위성센터, 국가산림위성정보활용센터, 수자원위성센터 4개 기관과 업무협약을 체결해 차세대중형위성 협의체를 출범해 활용하기로 했으며 환경부 5호기 레이다 데이터를 공유받는 상호보완 체계를 구축했다.

 

▲ 차세대 중형위성을 활용하는 각 기관의 원장과 위성센터장 등이 협의체의 힘찬 첫 출발을 기원했다.     ©커넥트 데일리

  

타 부처가 확보한 레이다 영상 데이터를 교차 활용하는 방안은 국토위성의 광학 관측 공백을 일부 매워줄 수 있는 현실적인 대안이다.

  

하지만 타 부처의 위성은 수자원 관리나 산림 관측 등 해당 기관의 고유 목적에 맞춰진 주파수 대역과 해상도로 설계되어 있다는 점이다.

 

국가적 비상 상황이나 정밀한 도시 인프라 모니터링이 필요한 시점에 타 부처 자산에만 의존해서는 국토교통부가 원하는 관측 우선순위와 통제권을 확보할 수 없다는 지적이 나온다.

 

공간정보의 진정한 자립과 운용 주권을 확보하려면 타 부처 데이터에 의존하는 단기적 미봉책을 넘어 국토교통부 소관의 독자적인 영상레이다 인프라 구축이 요구된다.

 

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국토부, 공간정보 위성 소버린 시대 확보

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국토교통부 공간정보진흥과는 광학위성에 편중된 국토관측망의 한계를 인지하고 이미 독자적인 미세 변위 측정이 가능한 영상레이다 위성(InSAR) 도입 타당성을 적극 검토하기 위한 연구용역에 전격 착수한 것으로 알려졌다.

 

SAR(Synthetic Aperture Radar, 합성개구레이더)가 아닌 InSAR(Interferometric SAR, 간섭합성개구레이더)로 기술적 차별성을 확보하려는 전략이 눈에 띈다.

 

차세대중형위성 협의체를 통해 공유받을 수 있는 환경부의 5호기(SAR)는 애초에 수자원 및 수재해 관리에 초점을 맞추어 개발된 위성으로 국토교통부가 요구하는 세밀한 국토 및 도시 변화 탐지 목적을 완벽히 충족하기 어렵다.

 

SAR 위성은 위성에서 마이크로파를 쏘아 반사되어 돌아오는 신호를 합성해 주야간 및 기상 조건과 상관없이 지표면의 2차원 고해상도 영상을 얻는 기본 관측 기술이 적용된다.

 

이에 반해 InSAR(Interferometric SAR, 간섭합성개구레이더)는 동일 지역을 서로 다른 시점이나 위치에서 촬영한 2장 이상의 SAR 영상 간 위상차(Phase Difference)를 간섭 측정해 지표면의 수 밀리미터(mm) 단위 미세 변위나 3차원 지형(DEM)을 추출하는 고도화된 신호처리 응용 기술이다.

 

 

국방부나 일반 재난 관리 기관에서 사용하는 SAR는 지표면의 물체를 확인하는 탐지에 목적을 두고 있는 반면 InSAR는 눈에 보이지 않는 수 밀리미터(mm) 수준의 미세한 움직임(Displacement)을 정밀 수치화하는 기술이다.

 

 

최근 티베트에서 발생한 산사태로 인한 토석류 홍수 재난 현장을 위성으로 촬영하려고 해도 광학용 위성은 구름이 많으면 촬영이 제한돼 긴급성이 요구되는 재난 현장에 부적합하다는 것이 위성 관련 기업 관계자의 설명이다.

 

따라서 기존 광학위성의 한계를 극복하고 국가 재난 감시의 완벽성을 기하기 위해, InSAR 기술을 활용한 독자적인 전천후 관측 인프라 확보와 공간정보 소버린 확립이 어느 때보다 시급한 과제로 떠오르고 있다.

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