Resurs DK

1. 개요

Resurs DK는 러시아에서 제작된 지구 원격 탐사 위성으로, 자원 관리, 환경 모니터링, 재난 대응 등 다양한 목적으로 활용되었다. 얀타르-4KS1 정찰 위성의 개량형으로 개발되었으며, 3축 안정화 방식을 사용한다. 주요 임무는 천연자원 목록 작성, 환경 오염원 모니터링, 비상사태 감시 등이며, 위성 영상 데이터는 상업적으로도 제공되었다. 광학 하위 시스템은 무색수차 망원 렌즈를 사용하고, 팬크로매틱 및 다중분광 해상도를 갖춘 이미지를 촬영할 수 있었다. Resurs DK는 ARINA와 PAMELA와 같은 과학 실험 장비를 탑재했으며, 2006년 소유즈 U 로켓으로 발사되어 355 x 573 km 궤도에 배치되었다.

2. 개발 배경 및 역사

Resurs-DK 우주선은 러시아 사마라에 위치한 TsSKB-Progress에서 제작되었다. 이 우주선은 군사용 정찰 위성 얀타르-4KS1(테릴렌)의 개량형으로, 3축 안정화 방식을 사용했다. 설계 수명은 3년 이상, 예상 수명은 5년이었다. 지상 위치 정확도는 100m, 탑재 저장 용량은 768기가비트, 지상국으로의 데이터 링크 속도는 300 Mbit/s였다. 최대 일일 생산성은 1000000km²였다.

레수르스 DK1은 2006년 6월 15일 바이코누르 우주 기지에서 소유즈 U 로켓으로 발사되었다. 무게는 6.7톤이며, 해상도 1m의 흑백 이미지와 해상도 2m의 컬러 이미지를 촬영할 수 있다. 획득한 데이터는 지상국 상공을 통과할 때 전송되며, 러시아 정부 기관, 국제 기관 및 민간 사용자에게 제공된다.

이 위성에는 이탈리아제 우주선 및 반양자를 관측하는 PAMELA (Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics)와 러시아제 지진 전조 현상을 포착하는 고에너지 입자 검출기 ARINA가 탑재되어 있다.

2.1. 명칭

'Resurs'는 러시아어로 "자원"을 의미한다. 'DK'는 얀타르-2K급 최초의 위성 수석 설계자인 드미트리 코즐로프의 이니셜이다.

3. 주요 임무

* 천연 자원 목록 작성, 지형 및 주제 매핑 등 자원 관리 및 경제 활동을 위한 데이터를 제공한다.
* 대기, 수질 및 토양 오염원 모니터링을 통해 연방 및 지역 환경 당국에 관리 결정을 위한 정보를 제공한다.
* 인위적 및 자연적 비상사태의 온라인 모니터링을 통해 피해 제거 조치의 효과적인 계획 및 적시 수행을 지원한다.
* 국내 및 해외 소비자에게 상업적 기준으로 위성 영상 데이터를 제공한다.
* PAMELA 및 ARINA 실험 등 연구 활동을 지원한다.

4. 기술적 특징

Resurs-DK 우주선은 러시아 사마라에 있는 TsSKB-Progress에서 제작되었다. 이 우주선은 군사용 정찰 위성 얀타르-4KS1(테릴렌)의 개량형이었다. 3축 안정화 방식을 사용했으며, 설계 수명은 3년 이상, 예상 수명은 5년이었다.

지상 위치 정확도는 100m이고, 탑재 저장 용량은 768기가비트, 지상국으로의 데이터 링크 속도는 300 Mbit/s이다. 최대 일일 생산성은 1000000km²이다.

무게는 6.7톤이며, 해상도 1m의 흑백 이미지와 2m의 컬러 이미지를 촬영할 수 있다. 획득한 데이터는 지상국 상공을 통과할 때 전송되며, 러시아 정부 기관, 국제 기관 및 민간 사용자에게 제공된다.

이 위성에는 이탈리아제 우주선 및 반양자를 관측하는 PAMELA와 러시아제 지진 전조 현상을 포착하는 고에너지 입자 검출기 ARINA가 탑재되어 있다.

4.1. 광학 하위 시스템

러시아 바빌로프 국립 광학 연구소(Vavilov State Optical Institute)에서 제작하였다.

이 장치는 4개의 TDI (시간 지연 적분) 센서 배열(전정색 1개, 다중분광 3개)을 갖추고 있었다. 각 센서 배열은 36개의 "크루이즈" CCD 칩으로 구성되었으며, 단일 배열의 유효 길이는 약 36,000 픽셀이었다. 배열은 근적외선, 전정색 및 적색, 녹색의 3개 선으로 그룹화되었다.

이러한 배열 분리는 녹색, 적색, 근적외선에서 결합된 컬러 이미지에 시간 지연을 발생시켜 빠르게 움직이는 물체가 3중으로 표시되게 하였다. 이를 통해 움직이는 물체의 속도와 방향을 계산할 수 있었다. 4개의 배열이 동시에 작동하여 전정색 이미지와 3개의 다중분광 이미지를 팬샤프닝된 컬러 합성물로 결합하는 것이 가능했다.

이 시스템은 10비트 아날로그-디지털 변환기를 사용했으며, 초점면 장치는 러시아의 NPO 옵텍스에서 제작했다.

4.2. 스펙트럼 해상도

Resurs DK 위성은 0.58-0.8 μm 팬크로매틱, 0.5-0.6 μm 녹색, 0.6-0.7 μm 적색, 0.7-0.8 μm 가시광선 및 근적외선의 스펙트럼 해상도를 가진다. 파란색 밴드(0.4 - 0.5 μm)가 없어 진정한 색상 표현은 불가능하지만, 적색, 녹색, 근적외선을 결합하여 가시적인 컬러 사진과 유사한 색상을 구현할 수 있다. 예를 들어, 녹색 식생은 녹색, 물은 파란색, 토양은 갈색으로 나타난다. 그러나 유사한 색상의 두 개체라도 근적외선에 대한 반응이 다를 수 있어 항상 가능한 것은 아니다.

녹색, 적색, 근적외선은 전통적인 유사 색상 조합을 만드는 데 사용되며, 이 조합에서는 근적외선이 빨간색, 적색이 녹색, 녹색이 파란색으로 표시된다. 이 조합은 식생 유형을 감지하는 데 유용하여 과학자들이 선호한다. 식생은 빨간색으로 나타나며, 밝을수록 건강한 식생을 의미한다. 물은 파란색으로 나타나며, 맑은 물은 짙은 파란색에서 검은색, 얕은 물이나 퇴적물 농도가 높은 물은 더 밝은 파란색으로 나타난다. 도시 지역은 회색에 가까운 파란색, 구름과 눈은 흰색으로 나타난다.

이 장치는 4개의 TDI (시간 지연 적분) 센서 배열을 갖추고 있었는데, 하나는 전정색, 세 개는 다중분광이었다. 각 센서 배열은 36개의 "크루이즈" CCD 칩으로 구성되었고, 단일 배열의 유효 길이는 약 36,000 픽셀이었다. 배열은 근적외선, 전정색 및 적색, 녹색의 3개 선으로 그룹화되었다.

이러한 분리는 녹색, 적색 및 근적외선에서 결합된 컬러 이미지의 시간 지연을 발생시켜 빠르게 움직이는 물체가 3중으로 표시되게 했다. 이를 통해 움직이는 물체의 속도와 방향을 계산할 수 있었다. 4개의 배열이 동시에 작동하여 전정색 이미지와 3개의 다중분광 이미지를 하나의 팬샤프닝된 컬러 합성물로 결합하는 것이 가능했다.

4.3. 초점면 장치

이 장치는 4개의 TDI 센서 배열을 갖추고 있었는데, 하나는 팬크로매틱(흑백), 세 개는 다중분광이었다. 각 센서 배열은 36개의 "크루이즈" CCD 칩으로 구성되었다. 단일 배열의 유효 길이는 약 36,000 픽셀이었다. 배열은 다음과 같이 3개의 분리된 선으로 그룹화되었다.

* 근적외선
* 팬크로매틱 및 적색
* 녹색

이러한 분리는 녹색, 적색 및 근적외선에서 결합된 컬러 이미지의 시간 지연을 발생시켜 빠르게 움직이는 물체가 3중으로 표시되었다. 이를 통해 움직이는 물체의 속도와 방향을 계산할 수 있었다. 4개의 배열 모두 동시에 작동할 수 있었으므로 팬크로매틱 이미지와 3개의 다중분광 이미지를 하나의 팬샤프닝된 컬러 합성물로 결합하는 것이 가능했다.

이 시스템은 10비트 아날로그-디지털 변환기를 사용했다.

초점면 장치는 러시아의 NPO 옵텍스에서 제작했다.

4.3.1. CCD

"Kruiz" CCD는 1024 픽셀 x 128 라인의 고속 TDI 센서였다. 활성 이미징 영역은 1024개의 수직 열과 128개의 수평 TDI 행으로 구성되었다.

4.4. 공간 해상도

Resurs DK 위성은 러시아 바빌로프 국립 광학 연구소에서 제작한 무색수차 망원 렌즈를 사용하며, 초점 거리는 4000mm, 대물렌즈 직경은 500mm이다. 스펙트럼 범위는 0.5-0.9μm이며, 질량은 310kg이다.

이 위성은 흑백 이미지(해상도 1m)와 컬러 이미지(해상도 2m)를 촬영할 수 있다.

4.4.1. 팬크로매틱

이 장치는 4개의 시간 지연 적분(TDI) 센서 배열을 갖추고 있었는데, 하나는 전정색, 세 개는 다중분광이었다. 각 센서 배열은 36개의 "크루이즈" CCD 칩으로 구성되었다. 단일 배열의 유효 길이는 약 36,000 픽셀이었다. 배열은 3개의 분리된 선으로 그룹화되었다.

* 근적외선
* 전정색 및 적색
* 녹색

이러한 분리는 녹색, 적색 및 근적외선에서 결합된 컬러 이미지의 시간 지연을 발생시켜 빠르게 움직이는 물체가 3중으로 표시되었다. 움직이는 물체의 속도와 방향을 계산할 수 있었다. 4개의 배열 모두 동시에 작동할 수 있었으므로 전정색 이미지와 3개의 다중분광 이미지를 하나의 팬샤프닝 이미지로 결합하는 것이 가능했다.

이 시스템은 10비트 아날로그-디지털 변환기를 사용했다. 초점면 장치는 러시아의 NPO 옵텍스에서 제작했다.

고도에 따른 해상도는 다음과 같다.

4.4.2. 다중분광

이 장치는 4개의 TDI 센서 배열을 갖추고 있었는데, 하나는 전정색, 세 개는 다중분광이었다. 각 센서 배열은 36개의 "크루이즈" CCD 칩으로 구성되었다. 단일 배열의 유효 길이는 약 36,000 픽셀이었다. 배열은 3개의 분리된 선으로 그룹화되었다.

* 근적외선
* 전정색 및 적색
* 녹색

이러한 분리는 녹색, 적색 및 근적외선에서 결합된 컬러 이미지의 시간 지연을 발생시켜 빠르게 움직이는 물체가 3중으로 표시되었다. 움직이는 물체의 속도와 방향을 계산할 수 있었다. 4개의 배열 모두 동시에 작동할 수 있었으므로 전정색 이미지와 3개의 다중분광 이미지를 하나의 팬샤프닝된 컬러 합성물로 결합하는 것이 가능했다.

이 시스템은 10비트 아날로그-디지털 변환기를 사용했다.

초점면 장치는 러시아의 NPO 옵텍스에서 제작했다. 해상도는 1.5–2.0 m 이다.

4.5. 시간 해상도

재방문 주기는 오프 나디르에서 5~7일이었다.

4.6. 스와스 (관측 폭)

* 4.7km - 28.3km (천저에서)
* 40km (± 30°에서)

5. 탑재체

Resurs DK 위성에는 우주선 및 반양자를 관측하는 이탈리아제 반물질 물질 탐사 및 경핵물리 탑재체(PAMELA)와 지진 전조 현상을 포착하는 러시아제 고에너지 입자 검출기 ARINA가 탑재되어 있다.

5.1. ARINA

ARINA는 고에너지 전자 및 양성자를 감지하고 식별하며, 고에너지 입자 폭발, 즉 지진 징후를 감지하기 위한 러시아 연구 하드웨어이다. ARINA의 질량은 9 kg이다.

5.2. PAMELA

반물질 물질 탐사 및 경핵물리 탑재체(PAMELA, Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics)는 국제 협력업체와 함께 이탈리아 연구진이 제작한 부착 모듈로, 1차 우주선에 대한 기초적인 물리학 연구를 목적으로 하였다.

* 질량: 470kg

6. 궤도

레수르스 DK 위성은 2006년 355x 궤도에 처음 배치되었다. 2010년 9월 10일, 궤도는 경사각 69.9°로 567x의 원형 궤도로 변경되었다.

7. 발사

소유즈 U 로켓으로 2006년 6월 15일 바이코누르 우주 기지에서 발사되었다.