국내 소형무인기를 이용하여 극지(그린란드) 빙하가 지구온난화로 인해 녹는 현상 관측 성공

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2021. 9. 18.

국내 소형무인기를 이용하여 극지(그린란드) 빙하가 지구온난화로 인해 녹는 현상 관측 성공

부서 구주아프리카협력담당관, 융합기술과

 

 

국내 소형무인기를 이용하여 극지(그린란드) 

빙하가 지구온난화로 인해 녹는 현상 관측 성공

- 한국-덴마크 기술 협력을 통한 소형무인기 빙하 관측 비행 -

 

□과학기술정보통신부(장관 임혜숙, 이하 ‘과기정통부’)는 한국항공우주연구원(KARI, 원장 이상률, 이하 항우연) 주관으로 극지(그린란드)에서 빙하 관측을 위한 비행 시험을 수행(’21.9.10~’21.9.14)하였다고 밝혔다.

 

ㅇ 동 연구는 한국-덴마크 정상회담(’18.10.20) 계기 양국 정상 간 무인이동체를 이용한 극지연구에 협력하기로 합의함에 따라 후속조치로 추진된 것으로, 

 

- 항우연 주관 하에 한국해양과학기술원 부설 극지연구소(KOPRI, 소장 강성호)와 덴마크의 우주개발 전문기관인 DTU-space 간 공동연구로 수행되고 있다.

 

ㅇ 특히, 이번 연구는 온난화에 따른 해수면 상승을 주도하는 극지(그린란드)의 빙하가 녹는 현상 관측을 위해, 기존의 위성 및 소형드론 관측 기술의 한계(낮은 해상도, 매우 긴 재방문 주기 등)를 보완하는 준광역 관측 및 데이터 분석 기술 개발을 목표로 추진되고 있다.

 

- 구체적으로, 기상측정전문 드론을 활용해 빙하 상공의 기상데이터(고도별 온도·습도·풍향·풍속)를 측정하여 위성으로는 관측이 불가능한 빙하 상공의 기상정보의 통합적 분석을 목표로 한다.

 

□이를 위하여, 항우연∙극지연∙DTU-space와 소형드론 전문기업인 에이엠피(대표 황명수)는 그린란드 Kangerlussuaq 비행장 및 인근 지역에서 국내 개발 소형무인기 3종을 이용해 주변의 러셀빙하(Russel Glacier)*에 대한 관측 비행시험을 수행했다.

* 그린란드의 빙상에서 서쪽 방향으로 흐르고 있는 대륙 빙하로, 온난화에 의해 매년 25m씩 그린란드 내륙지역으로 후퇴 

 

 

국내 기업명 유맥에어 에이엠피 하이텍

기체 특징 촬영 및 항법시험용 기상관측용 맵핑용

기체 이륙중량 (kg) 7.7 11 1.1

임무장비 무게 (kg) 2 1 0.25

비행시간 (min) 30 30 60

 

- 특히 소형무인기 중 2종(유맥에어, 에이앰피)은 과기정통부의 ‘무인이동체 미래선도 핵심기술개발사업’을 통해 개발한 것이다.

 

ㅇ 항우연은 이번 비행시험을 통하여 극지환경 무인기 운용 특성 분석, 빙하지형 맵핑 영상 획득, 항법성능시험 등을 수행하였으며, 특히 극한환경*에서의 국내 무인기의 성능을 입증하는데 큰 의미가 있다고 밝혔다.

* ① 극자기장 불안정, ② GPS신호 미비, ③ 저온/강풍 환경 등

 

□항우연은 과기정통부의 연구개발 지원사업인 ‘전략형 국제공동연구사업’과 과기정통부가 개발한 무인이동체 및 관련 원천기술을 기반으로 ’23년까지 극지(그린란드)의 빙하가 녹는 현상 관측 등의 기후변화 연구를 계속할 것이며, 특히 자체 개발 중인 수소무인기의 성능입증 또한 수행할 예정이다.

 

 

ㅇ 극지연구소는 해수면 상승의 주요 원인인 그린란드 빙상의 유실속도가 최근 10년 간 6배 상승한바(UN IPCC 평가보고서), 무인기를 활용한 그린란드 빙상 표면 융빙 관측은 이러한 기후 변화의 검증 및 대처 방안 제시에 사용될 수 있다고 강조했다.

 

 

ㅇ 나아가, 극지연구소 원격탐사빙권정보센터(센터장 김현철)는 무인기를 활용한 바다얼음(해빙) 표면의 고해상도 표고지도* 최초 제작 등 다양한 극지 빙권 변화 연구를 통해 축적된 분석기술을 활용하여 러셀빙하를 분석할 예정이다.

* 지형의 높이를 수치로 제공하는 지도

 

□과기정통부 김성규 국제협력관은 “한국-덴마크 간 지속적인 기술협력을 통해 국내무인기의 극지과학탐사 산업분야 진출을 기대한다.”고 밝혔으며, 

 

ㅇ 연구책임자인 항우연 강왕구 단장은 “극지연구소와 국내 드론기업 간 협력을 기반으로 국내 소형무인기의 극지환경의 난조건 비행기술을 확보해 무인기 극한 운용 기술 개발을 기대한다.”고 밝혔다.

 

<참고자료> 1. 비행시험 내용 2. 국내기체 소개자료

 

1. 비행시험 내용

 

1. 2021 하계 드론빙하관측 비행

- 참가기관 : 한국항공우주연구원(6인), 극지연구소(3인), (주)에이엠피 2인

- 드론비행관측 일시 : 2021.09.10. ~ 2021.09.14.

- 주요 관측 내용 : 러셀 빙하 가시영상 

- 사용기체 

 

국내 기업명 유맥에어 에이엠피 하이텍

기체 특징 촬영 및 항법시험용 기상관측용 맵핑용

기체 이륙중량 (kg) 7.7 11 1.1

임무장비 무게 (kg) 2 1 0.25

비행시간 (min) 30 30 60

 

2. 그린란드 캥거루스와크(Kangerlussuaq)

 

- 그린란드 중부에 메인공항(활주로길이 2.8km)이 위치한 상주인구 500여명의소도시며, 덴마크와 그린란드의 주요 도시를 항공편으로 연결

* 그린란드 최대도시는 누크(Nuuk, 인구 19,023명)이나 지형 조건상 800여m의 소형활주로만 보유

- 덴마크 왕국의 그린란드와 페로군도 방위군인 JAC(합동 북극군, Joint Arctic Command)의 공군기지가 위치 

- 북극권(Arctic Circle)인 북위 67도 선상에 위치 

 

3. 러셀 빙하(Russel Glacier)

- 그린란드 캉거루스와크에서 동쪽으로 25km 떨어진 곳에 위치하며, 그린란드의 빙상에서 서쪽 방향으로 흐르고 있는 빙하

- 온난화에 의해 빙하의 감소가 눈에 뛰게 일어나는 곳으로, 매년 7km의 빙하가 그린란드 내륙지역으로 후퇴가 목격

 

 

 

4. 주요 관측 영상 결과

 

 

 

 

2. 국내기체 소개자료

1. UM-4 (촬영 및 항법시험용 드론)

제조사 유맥에어

소재지 경기도 화성시 남양읍 주석로80번길 33 대표자 최종필

연락처 031-410-3262 홈페이지 www.umacair.com

■ 기체 특징

- 쿼드콥터형 다목적 드론

- EO/IR 카메라, 항법시험장비 탑재 가능

- 접이식 암 적용으로 휴대성 증대

- 사용온도 최고 40℃, 최저 –10℃ 

- 풍속 10m/s에서 임무 수행 가능

- 통신거리 2km 이상

- 방진·방수 가능한 카본 캐노피

 

■ 기체 제원

최대이륙중량 10kg 임무중량 2kg

비행속도 12m/s 비행시간 30분

길이×폭×높이 1.2m x 1.2m x 0.68m 배터리 Li-Po 6cell 

12,000mAh x 2

 

■ 적용 분야

- 맵핑을 위한 고해상도 영상 촬영

EO/IR 카메라에 의한 감시 정찰

- 항법장비성능시험

 

 

2. AMP-W-01 (기상관측용 드론)

제조사 에이엠피

소재지 부산광역시 해운대구 센텀중앙로97 A동 2405호 대표자 황명수

연락처 T.051-715-2022 / F.051-715-2023 홈페이지 www.ampkorea.kr

■ 기체 특징

- 멀티콥터 형태의 수직 이착륙 소형무인기

기상관측용 임무장치 탑재 및 최적화 형상

최대고도 8,000ft 관측비행수행

악기상운영을 위해 방수/방진 설계

풍속 및 기온 습도 측정을 위한 내환경성 보유

이동 운반에 적합한 분리/조립형 프레임

측정 데이터 실시간 모니터링

 

■ 기체 제원

최대이륙중량 11.6kg 임무중량 1kg

비행속도 12m/s 비행시간 30분

길이×폭×높이 1.6m x 1.6m x 1.1m 배터리 Li-Po 6cell 

16,000mAh x 2

 

■ 적용 분야

- 기상정보 관측 및 수직 프로파일링

임무장치으로 미세입자 측정 분야 활용

미세먼지관측 활용

고고도 정밀 영상 촬영

공군비행단 활주로 기상관측 전력화 완료 

 

3. XENO FX (맵핑용 드론)

제조사 하이텍알씨디코리아

소재지 충북 청주시 청원구 오창읍 양청3길 43 대표자 정길수

연락처 043-717-2007 홈페이지 www.hitecrcd.co.kr

■ 기체 특징

- 핸드론치형으로 이착륙을 위한 활주로 불필요

경량 동체 및 전동형 기체로 60분 이상 비행 가능

모듈형 전용 광학 카메라, 스펙트럴 카메라 장착 가능

스마트 배터리 적용

자동경로비행 및 수동 조종 가능

광범위 맵핑 영상 촬영에 적합한 전용 GCS

- 수직꼬리날개 분리와 접이식 동체로 보관 및 이동 용이

 

■ 기체 제원

무게 1.1 kg 전폭 1,245mm (49인치)

재질 독일 Elapor 폼 등 비행속도 12 ∼ 20 m/s

(43 ∼ 72 km/h)

비행시간 60분 비행면적 2.73 km2 (82 만평)

 

■ 적용 분야

- 광범위 영역 다목적 맵핑