랜드샛 계획

3. 랜드샛 위성

랜드샛 계획을 통해 발사된 랜드샛 위성은 지구 관측에 중요한 역할을 수행해 왔다. 각 위성은 고유한 특징과 운용 기간을 가지며, 다양한 센서를 통해 지구 표면의 정보를 수집해왔다.

초기 랜드샛 위성들은 다중 분광 스캐너(MSS)를 탑재하여 지구 표면을 관측했다. 이후 랜드샛 4호와 5호는 주제도 매퍼(TM)를 통해 더 다양한 파장 대역의 정보를 수집했다. 랜드샛 7호는 향상된 주제도 매퍼 플러스(ETM+)를 탑재하여 15m 해상도의 흑백 영상을 제공하고, 방사 보정 기능을 향상시켰다.^[14] 랜드샛 8호와 9호는 운용형 육상 영상장치(OLI)와 열 적외선 센서(TIRS)를 통해 더욱 정밀한 관측을 수행하고 있다.^[16]

1965년, 미국 지질 조사소 소장이었던 윌리엄 페코라는 지구의 자원 탐사를 위한 위성 프로그램 아이디어를 제안했고, 이는 랜드샛 계획의 시작으로 이어졌다. 이 프로그램은 초기에는 지구 자원 기술 위성 프로그램으로 불렸으나, 1975년에 랜드샛으로 이름이 변경되었다.

휴즈 항공사는 1969년에 다중 분광 스캐너(MSS)를 개발하기 시작했으며, 버지니아 T. 노우드는 이 센서 설계에 참여하여 "랜드샛의 어머니"로 불리게 되었다. 초기 랜드샛 이미지 처리 소프트웨어 시스템 개발은 발레리 토마스가 관리했으며, 그녀는 대규모 작물 재고 실험(LACIE) 프로젝트를 지원하여 원격 탐사를 통한 세계 작물 모니터링의 가능성을 보여주었다.

1979년, 지미 카터 대통령은 랜드샛 운영을 미국 해양대기청(NOAA)으로 이전하고, 민간 부문 운영으로의 전환을 권고했다. 이에 따라 1985년 지구 관측 위성 회사(EOSAT)가 랜드샛 시스템 운영을 맡게 되었으나, 1989년 자금 문제로 운영이 중단될 위기에 처하기도 했다. 그러나 댄 퀘일 부통령의 노력으로 긴급 자금이 마련되어 프로그램이 계속될 수 있었다.

1992년, 랜드 원격 탐사 정책법이 통과되면서 랜드샛 7호의 조달이 승인되고, 랜드샛 데이터의 지속적인 제공이 가능하게 되었다.

3. 1. 랜드샛 1호 ~ 9호

기기	사진	발사	종료	비고
랜드샛 1호		1972년 7월 23일	1978년 1월 6일	원래 이름은 지구 자원 기술 위성 1호였다. RCA에서 제작한 반사 빔 비디콘(RBV) 카메라와 휴즈 항공기 회사에서 제작한 다중 분광 스캐너(MSS)를 탑재했다.
랜드샛 2호		1975년 1월 22일	1982년 2월 25일	랜드샛 1호와 거의 동일하며, 반사 빔 비디콘(RBV)과 다중 분광 스캐너(MSS)를 탑재했다.
랜드샛 3호		1978년 3월 5일	1983년 3월 31일	랜드샛 1호 및 2호와 거의 동일하며, 반사 빔 비디콘(RBV)과 다중 분광 스캐너(MSS)를 탑재했다. MSS에는 수명이 짧은 열 밴드가 포함되었다.
랜드샛 4호		1982년 7월 16일	1993년 12월 14일	업데이트된 다중 분광 스캐너(MSS)와 주제도 매퍼를 탑재했다.
랜드샛 5호		1984년 3월 1일	2013년 6월 5일 [12]	랜드샛 4호와 거의 동일하며, 다중 분광 스캐너(MSS)와 주제도 매퍼를 탑재했다. 역사상 가장 긴 지구 관측 위성 임무를 수행했다.
랜드샛 6호		1993년 10월 5일	1993년 10월 5일	궤도에 진입하지 못했다. 15m 해상도의 흑백 밴드를 추가한 향상된 주제도 매퍼를 탑재했다.
랜드샛 7호		1999년 4월 15일	2024년 1월 19일	2003년 5월부터 스캔 라인 보정기가 비활성화된 상태로 작동했다.[13] 향상된 주제도 매퍼 플러스(ETM+)는 15m 해상도의 흑백 밴드와 5% 절대 방사 보정 기능을 제공했다.[14]
랜드샛 8호		2013년 2월 11일	현재 운용 중	2013년 5월 30일까지 랜드샛 데이터 연속성 임무로 명명되었으며, 미국 항공우주국(NASA)에서 미국 지질조사국(USGS)으로 운영이 이관되었다.[15] 작업형 육상 이미저(OLI)와 열 적외선 센서(TIRS)를 탑재했다.[16]
랜드샛 9호		2021년 9월 27일	현재 운용 중	랜드샛 8호를 재건한 것이다.[17][18]

;연대표

3. 2. 센서 종류 및 특징

3. 2. 1. 다중 분광 스캐너 (MSS)

3. 2. 2. 주제도 매퍼 (TM)

3. 2. 3. 향상된 주제도 매퍼 플러스 (ETM+)

3. 2. 4. 작업형 육상 이미저 (OLI)

3. 2. 5. 열 적외선 센서 (TIRS)

3. 2. 6. 랜드샛 센서별 분광 해상도

• MSS 원본 픽셀 크기는 79 x 57미터였으며, 현재 생산 시스템은 데이터를 60미터로 리샘플링한다.

• TM 밴드 6은 120미터 해상도로 획득했지만, 제품은 30미터 픽셀로 리샘플링된다.

• ETM+ 밴드 6은 60미터 해상도로 획득하지만, 제품은 30미터 픽셀로 리샘플링된다.

• TIRS 밴드는 100미터 해상도로 획득하지만, 제공되는 데이터 제품에서는 30미터로 리샘플링된다.

4. 랜드샛 데이터 활용

4. 1. 주요 활용 분야

랜드샛 이미지는 어업, 임업, 내륙 수역 감소, 화재 피해, 빙하 후퇴, 도시 개발, 새로운 종 발견 등 다양한 분야에서 활용된다.^[23]

4. 2. 구체적인 활용 사례

• 어업: 1975년 랜드샛 멸치 및 실고등어 조사는 미시시피 해협 동부 지역과 루이지애나 연안 해역의 위성 데이터를 분석하여 어장 확률을 평가했다. 해수 색상과 혼탁도를 분석하여 멸치 분포를 예측했으며, 이는 현장 측정 결과와 80% 이상 일치했다. 해수 색상은 엽록소, 혼탁도 등 어류 분포를 추론하는 데 사용되었다.^[27]

• 임업: 모잠비크 맹그로브 숲의 토지 피복 지도를 생성하고, 맹그로브 피복과 지상부 생물량을 측정하는 데 랜드샛 영상이 활용되었다. 맹그로브 피복은 93%의 정확도로 2,909제곱킬로미터로 확인되었으며(이전 추정치보다 27% 낮음), 지질학적 환경이 위도보다 생물량 분포에 더 큰 영향을 미친다는 사실이 밝혀졌다.^[27]

• 기후 변화: 아랄 해의 축소는 "지구상 최악의 환경 재앙 중 하나"로 묘사되며, 랜드샛 영상은 물 손실량과 해안선 변화를 정량화하는 데 사용되었다.^[29] 1988년 옐로스톤 화재는 국립공원 역사상 최악의 화재로, 랜드샛 영상은 피해 면적(3,213제곱킬로미터, 공원의 36%)을 추정하고 화재 확산 원인을 파악하는 데 활용되었다.^[29] 또한, 콜롬비아 빙하의 후퇴를 1986년부터 추적하여 기후 변화 연구에 기여했다.^[32]

• 도시 개발: 랜드샛 영상은 도시 개발 과정을 보여주는 타임랩스 이미지 시퀀스를 제공하여 도시 성장 규모, 개발 유형, 사회적·정치적 변화를 연구하는 데 활용된다. 예를 들어, 베이징의 경우 1970년대 경제 개혁 이후 순환 도로 건설과 개발 속도 변화를 추적할 수 있었다.^[32]

• 생태: 2005년, 보존 과학자 줄리안 베일리스는 랜드샛 영상을 통해 모잠비크의 보존림 가능 지역을 찾던 중, 세 종의 새로운 나비와 새로운 뱀 종을 발견했다. 이후 랜드샛 영상은 숲의 범위를 지도화하는 데 활용되었다.^[33]

4. 3. 한국에서의 활용

2021년 발사된 랜드샛 9는 랜드샛 데이터의 연속성을 보장하며, 앞으로도 한국의 다양한 분야에서 랜드샛 데이터의 활용 가치는 더욱 높아질 것으로 기대된다.^[25]

5. 랜드샛 넥스트 (Landsat Next)

랜드샛 넥스트는 2030년 말이나 2031년 초에 발사될 예정이며, 26개의 분광 밴드를 측정할 예정이다. 이는 랜드샛 8과 랜드샛 9가 각각 11개의 분광 밴드를 측정하는 것에 비해 크게 늘어난 수치이다.^[36] 랜드샛 넥스트는 랜드샛 8, 9호보다 더 높은 공간 해상도와 분광 해상도를 제공하여 지구 관측 능력을 향상시킬 것으로 기대된다.

참조

_[1] 서적 The LANDSAT Tutorial Workbook: Basics of Satellite Remote Sensing NASA 1982
_[2] 웹사이트 The Landsat Program – Technical Details http://landsat.gsfc.[...] NASA 2010-05-01
_[3] 뉴스 Landsat History https://landsat.gsfc[...] 2021-07-05
_[4] 간행물 Meet the Landsat pioneer who fought to revolutionize Earth observation 2021-09-10
_[5] 웹사이트 NASA Landsat Science, A Face Behind Landsat Images: Meet Dr. Valerie L. Thomas https://landsat.gsfc[...]
_[6] 웹사이트 Presidential Directive 54 https://www.jimmycar[...] Jimmy Carter Library 2017-04-18
_[7] 웹사이트 Landsat: Overview and Issues for Congress https://fas.org/sgp/[...] Congressional Research Service 2017-04-18
_[8] 서적 Space Economics AIAA (American Institute of Aeronautics & Astronautics)
_[9] 뉴스 The government, saying it ran out of money, pulled the plug on two environmental satellites https://www.upi.com/[...] 2023-03-13
_[10] 뉴스 Quayle backs satellite program https://news.google.[...] 2010-05-19
_[11] 뉴스 U.S. Halts Plan to Turn Off the Landsat Satellites https://www.nytimes.[...] 2010-05-19
_[12] 웹사이트 Historic Landsat 5 Mission Ends - Landsat Science http://landsat.gsfc.[...] 2013-06-26
_[13] 웹사이트 Landsat Science http://landsat.gsfc.[...]
_[14] 웹사이트 Landsat 7 - Landsat Science https://landsat.gsfc[...] 2017-03-19
_[15] 웹사이트 Landsat 8 Data Now Available! http://landsat.usgs.[...] USGS 2013-05-30
_[16] 웹사이트 Landsat 8 - Landsat Science https://landsat.gsfc[...] NASA 2017-03-19
_[17] 웹사이트 Virtual Briefing on Launch of NASA, USGS Landsat 9 https://www.nasa.gov[...] NASA.gov 2021-09-27
_[18] 웹사이트 Landsat 9 http://landsat.gsfc.[...] NASA Landsat Science 2016-12-21
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_[29] 잡지 Landsat's Most Historically Significant Images of Earth From Space https://www.wired.co[...] 2017-03
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_[40] 저널 The LANDSAT Tutorial Workbook: Basics of Satellite Remote Sensing NASA
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