인공위성과 인공지능

인공지능은 인공위성의 기능을 향상하고 활용범위를 넓히는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. 다양한 인공지능이 사용되고 있는데요. 어떤 AI기능이 사용될까요?

목 차

인공위성에서 사용되는 인공지능

인공위성이 떨어지지 않는 이유

인공위성의 역할 고도

대한민국 인공위성 누리호 3차 성공 2023.5.26. 18:24

인공위성에서 사용되는 인공지능

인공위성에는 다양한 인공지능이 사용되고 있으며, 대표적인 4가지에 대해 알아보겠습니다.

• 이미지 분석 AI: 인공위성이 촬영한 이미지를 분석하여, 지구의 환경, 기후, 재해 등을 관측
• 자율주행 AI: 인공위성이 스스로 목적지까지 이동할 수 있도록 하는 데 사용
• 통신 AI: 인공위성과 지구 사이의 통신을 관리하고 제어하는 데 사용
• 보안 AI: 인공위성을 공격으로부터 보호하는 데 사용

인공위성에서 사용되는 이미지 분석 AI

인공위성 이미지 분석 AI는 지구의 환경, 기후, 재해 등을 관측하기 위해 인공위성이 촬영한 이미지를 분석합니다.

• 산림 면적 측정
• 기후 변화 분석
• 재난 지역 피해 파악 등 가능
• 지구의 환경 변화를 실시간으로 모니터링

자율주행 AI

인공위성 자율주행 AI는 인공위성이 스스로 목적지로 이동할 수 있도록 하는 기술입니다. 이를 위해 인공위성의 위치, 속도, 자세 등을 실시간으로 추적하고 제어하여 안전하게 목적지에 도착할 수 있도록 도와줍니다. 이러한 기술은 인공위성의 운용 효율성과 안전성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. 

통신 AI

인공위성에서 사용되는 통신 AI는 인공위성 통신의 품질, 효율성, 안정성을 향상하는 데 중요한 역할을 합니다.

• 통신 품질 향상: 인공위성 통신 AI는 위성에서 수집한 위성의 위치, 날씨 조건, 지형 등 다양한 요인을 수집 분석하여  통신 품질을 향상
• 장애 조기 예측: 인공위성 통신 AI는 위성에서 수집한 데이터를 분석하여 위성의 온도, 전압, 전류 등 다양한 요인을 고려하여 장애 발생 가능성을 예측
• 자원 관리: 인공위성 통신 AI는 위성의 통신 자원을 효율적으로 관리할 수 있습니다. 예를 들어, 위성의 위치, 통신량, 통신 품질 등 다양한 요인을 고려하여 통신 자원을 최적화

보안 AI

인공위성은 전 세계적으로 다양한 서비스를 제공하는데, 그중에는 통신, 항법, 기상, 지구 관측 등이 있습니다. 그러나 인공위성은 해킹이나 사이버 공격의 대상이 될 수 있습니다. 해킹에 성공하면 통신이 중단되거나 위성이 파괴될 수 있으며, 민감한 정보가 유출될 수도 있습니다. 이러한 문제를 방지하기 위해 인공지능(AI) 기술이 적용되고 있습니다.

• AI를 활용하면 인공위성을 해킹하려는 시도를 감지하고 차단할 수 있으며, 이상 징후를 분석하여 대처
• 해커들이 새로운 공격 기법을 개발할 때마다 AI도 지속적으로 업데이트
• AI 사용에는 개인 정보 보호와 같은 윤리적 고려
• 인공위성 보안은 우주 산업에서 중요한 과제
• AI는 인공위성 보안 강화에 있어서 중요한 역할을 수행

인공위성이 떨어지지 않는 이유

인공위성이 지구로 떨어지지 않는 이유는 지구의 중력과 인공위성의 속도 때문입니다.

모든 물체를 끌어당기는 중력은 인공위성도 받지만, 인공위성은 지구의 표면을 따라 매우 빠른 속도로 움직입니다. 이 빠른 속도가 인공위성을 지구의 중력에 의해 떨어지지 않게 합니다.

하지만 인공위성이 지구의 표면을 따라 도는 속도가 너무 느리면, 중력에 의해 지구로 떨어질 것입니다. 반대로, 속도가 너무 빠르면, 인공위성은 지구의 중력을 벗어나 우주로 나갈 것입니다.

인공위성이 궤도에 진입하기 위해 필요한 최소속도를 <최소주전속도>라고 합니다.

최소주전속도

최소 주전속도란 인공위성이 궤도에 진입하기 위해 필요한 최소 속도를 의미합니다. 이 속도는 인공위성의 질량, 궤도 고도 및 경사각에 따라 달라집니다. 최소 주전속도는 인공위성이 지구의 중력에 저항하면서 궤도에 진입할 수 있는 속도를 의미합니다.

• 인공위성의 질량이 클수록, 궤도의 고도가 높을수록, 궤도의 경사각이 클수록 최소 주전속도는 증가
• 지구 저궤도에서 도는 인공위성의 최소 주전속도는 약 7.8km/s이고, 지구 정지궤도에서 도는 인공위성의 최소 주전속도는 약 3.0km/s
• 인공위성이 최소 주전속도보다 느리게 움직이면 궤도에 진입할 수 없으며, 최소 주전속도보다 빠르게 움직이면 궤도를 벗어나게 됩니다.
• 최소 주전속도는 인공위성이 궤도에 진입하기 위해 필수적인 요소입니다. 따라서 이를 고려하여 인공위성을 설계하고 운용해야 합니다.

인공위성 역할 고도

인공위성 역할

인공위성은 지구를 도는 우주선으로 지구의 기상, 환경, 자원 등을 관측하고, 통신, 항법, 군사 등 다양한 목적으로 사용됩니다. 인공위성은 인류의 삶의 질을 향상하는 데 큰 역할을 하고 있으며, 앞으로도 인공위성의 중요성은 더욱 커질 것으로 예상됩니다.

• 기상 관측: 인공위성은 지구의 기상 현상을 관측하여 날씨를 예보하고 기상재해를 경고하는 데 사용됩니다.
• 환경 관측: 인공위성은 지구의 환경을 관측하여 환경 변화를 감시하고 환경 정책을 수립하는 데 사용됩니다.
• 자원 탐사: 인공위성은 지구의 자원을 탐사하여 자원을 발견하고 자원 개발을 계획하는 데 사용됩니다.
• 통신: 인공위성은 지구의 다양한 지역을 연결하는 통신망을 구축하고 통신 서비스를 제공하는 데 사용됩니다.
• 항법: 인공위성은 위치를 정확하게 측정하는 항법 시스템을 구축하고, 항해, 항공, 자동차 등 다양한 분야에서 사용됩니다.
• 군사: 인공위성은 군사 작전을 수행하는 데 사용됩니다. 적의 위치를 파악하고, 군사 정보를 수집하고, 무기를 발사하는 데 사용됩니다.

고도

인공위성은 지구 표면에서 200km에서 36,000km까지 다양한 고도에서 공전합니다. 위성의 목적에 따라 달라집니다.

• 통신 위성은 지구 표면에서 약 36,000km 떨어진 정지궤도에서 공전합니다. 정지궤도는 지구의 자전 속도와 같은 속도로 공전하기 때문에 지구에서 위성이 항상 같은 위치에 있는 것처럼 보입니다. 이로 인해 통신 위성은 지구 전체에 통신 신호를 전송할 수 있습니다.
• 지구관측 위성은 지구 표면에서 약 200km에서 1,000km 떨어진 저궤도에서 공전합니다. 저궤도는 지구 표면에서 가까워서 지구의 표면을 더 자세히 관찰할 수 있습니다. 지구관측 위성은 지구의 환경, 기상, 지질 등을 관찰하는 데 사용됩니다.