물, 자연 그리고 사람

극한 기후 현상이 잦아지고 있다. 최근 브라질에서는 80년 만의 최대 폭우로 인명피해가 속출했고, 지구 정 반대편 동남아시아에는 극심한 가뭄이 이어지고 있다. 지구 온난화는 많은 지역에서 더 강한 강우와 홍수를 일으키고, 또 다른 지역에는 더 강한 가뭄을 불러온다. 기후 변동성이 커지며 기상예측은 더 어려워지고 있다. 이에 따라 보다 과학적인 물 재해 예측과 대비가 필요하다. 환경부와 K-water는 홍수와 가뭄 등 물 재해 대응 능력을 높이기 위해 세계 최초로 ‘수자원 전용 인공위성(차세대중형위성 5호)’ 개발을 추진하고 있다. 수자원 전용 인공위성 개발에 착수한 것은 지난 2016년이다. 북한이 사전 통보 없이 댐 수문을 열어 접경 지역이 물에 잠겼다. 접경 지역의 홍수피해가 반복되며 한반도 전역의 하천 흐름을 실시간으로 감시할 수단으로 인공위성이 떠올랐다. 위성 영상을 통해 접근이 어려운 지류와 지천 정보를 빠르게 파악하고 홍수에 대비하고자 한 것이다. 환경부와 K-water는 지난 2022년부터 1,509억 원을 투입해 공간홍수 예보, 가뭄, 녹조 감시, 댐 및 보 수리 시설물의 변화 관측 등을 위한 수자원 위성 개발에 나섰다. 미국 항공우주국(NASA), 유럽우주국(ESA), 일본우주항공연구개발기구(JAXA) 등에서 기후변화 대응을 위해 인공위성을 운영 중이지만 ‘수자원 전용’으로 개발되는 것은 이번이 처음이다. 수자원 위성은 세계 최초 수자원과 물 재해 감시 전용 위성으로, 500kg 정도의 중형위성에 C-밴드 영상레이더(SAR)가 탑재된다. 영상레이더(SAR, Synthetic Aperture Radar)는 지표면에서 반사된 레이더파의 미세한 시간차를 처리하여 영상데이터를 획득하는 관측시스템이다. 태양광이 필요한 기존의 광학 위성과는 달리, 마이크로파를 사용하여 밤 시간대나 악천후에도 상관없이 운용할 수 있어 해상도가 높고 구름이나 그림자 등으로 가려진 지역도 관측할 수 있다.

현재 우리나라는 미국, 핀란드 등에서 위성 영상을 구매해 홍수 대응을 위한 보조 수단으로 이용하고 있다. 그러나 한반도를 중심으로 관측하는 위성이 아니어서 우리가 원하는 시기와 대상을 관측하는 데 어려움이 있다. 수자원 전용 인공위성이 발사되면 접근하기 어려운 지역까지 한 번에 넓은 지역을 관측할 수 있으며, 고해상도의 영상 데이터를 직접 취득할 수 있다. 이를 통해 정확한 홍수 관측이 가능하고 홍수 피해에 필요한 6시간 이상의 선행시간 확보도 가능할 전망이다. 또한, 폭우로 인한 지형 변화나 땅속 수분함량까지 실시간으로 계산할 수 있어 토사 붕괴 등 위험정보를 정밀하게 파악해 주민대피 조치를 내리는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 본다. 수자원위성의 성공적인 개발과 운영 기반을 다지기 위해 K-water는 관련 분야의 기술협력에 힘쓰고 있다. 지난 1월에는 독일항공우주청과 ‘수자원 위성 영상레이더 품질 최적화 기술개발 업무협약’을 체결하였다. 독일항공우주청은 영상레이더(SAR) 검·보정 분야에서 독보적인 기술력을 보유하고 있는 기관으로, 보유 중인 연구인프라와 위성 정보 공유를 통해 세계 최고 수준의 영상레이더 품질 확보를 위한 협력을 이어갈 계획이다. 또한, 지난 4월에는 과학기술정보통신부 산하의 정보통신기획평가원과 ‘초소형 위성영상 기반 주요 지역 분석 및 실감화 지능 기술개발’ 국가연구과제 협약을 체결하며, 초소형 군집위성 기반 광역단위 물 재해 위기대응 기술 확보에 나섰다. 이를 통해 취득할 위성데이터의 품질을 높이고 실시간에 가까운 정밀 관측을 가능케 할 계획이다.

향후 수자원위성의 안정적인 운영 환경 확보를 위한 사업도 추진 중이다. 수자원위성 발사의 전초기지가 될 수 자원위성센터는 지난해 말 세종특별자치시에 첫 삽을 떴으며 오는 2025년 상반기 완공된다. 이와 함께 인공위성의 안정적인 운영, 수집, 처리, 배포 체계를 만들기 위한 위성 통합운영 시스템 구축도 진행 중이다. 이렇듯 앞으로 K-water는 수자원위성을 활용해 수자원을 효율적으로 관리하고, 물 재해로부터 국민 안전확보에 기여하고자 한다. 나아가 수자원, 위성, ICT 등 융복합기술혁신을 통해 국내는 물론 다양한 물 문제로 어려움을 겪고 있는 국가들에도 도움을 주는 기후위기 대응의 글로벌 리딩 기관으로 자리매김하겠다는 구상이다.