유럽우주국(ESA)은 프랑스령 기아나의 쿠루에서 Vega-C 로켓을 통해 일곱 번째 지구 탐사 임무인 Biomass를 발사하여 세계의 숲을 전례 없는 정밀도로 "측정"할 수 있는 변혁적인 능력을 알렸습니다. 12m 전개형 합성 개구 레이더를 장착하고 P-밴드(~70cm 파장)에서 작동하는 Biomass는 약 666km 고도에서 궤도를 돌며 5년간의 임무 동안 하루에 15~16회 숲을 매핑합니다. 이를 통해 캐노피 아래의 나무 줄기와 가지를 직접 감지하여 전 세계 바이오매스 및 탄소 저장량 추정치의 최대 50% 변동성에 대한 오랜 불확실성을 해결합니다.
1. Biomass의 기술
P-밴드 레이더: 원격 감지의 돌파구
Biomass 위성의 핵심 혁신은 우주에서 처음으로 배치된 P-밴드 레이더의 사용에 있습니다. P-밴드 레이더는 이전 레이더 시스템에서 사용된 파장보다 긴 약 70센티미터의 파장에서 작동합니다. 이 더 긴 파장은 레이더 파장이 밀집된 식생을 관통하여 대부분의 탄소가 저장된 나무 줄기와 가지에 도달할 수 있게 합니다.
레이더 시스템은 Airbus UK와 셰필드 대학교에서 개발한 12미터 전개형 안테나로 보완됩니다. 이 안테나는 숲 바이오매스를 정확하게 평가하는 데 필요한 고해상도 측정을 달성하는 데 필수적입니다. P-밴드 레이더와 대형 안테나의 조합은 Biomass가 50~100미터의 공간 해상도로 데이터를 수집할 수 있게 하여 숲 구조와 바이오매스 분포에 대한 자세한 정보를 제공합니다.
임무 설계 및 궤도
Biomass는 약 666킬로미터 고도의 태양 동기 궤도에서 작동하도록 설계되었습니다. 이 궤도는 관측을 위한 일관된 조명 조건을 유지할 수 있게 하여 정확한 데이터 수집에 필수적입니다. 5년간의 임무 동안 Biomass는 각 숲 지역을 여러 번 통과하여 포괄적인 커버리지와 시간에 따른 변화를 모니터링할 수 있는 능력을 보장합니다.
위성의 궤도와 설계는 또한 지역을 자주 재방문할 수 있게 하여 숲 바이오매스에 대한 거의 실시간 데이터를 제공합니다. 이 기능은 동적 숲 생태계를 모니터링하고 삼림 벌채, 황폐화 및 재성장과 같은 요인으로 인한 변화를 감지하는 데 특히 가치가 있습니다.
2. 지구 숲 매핑: 데이터 제품 및 응용
전 세계 바이오매스 밀도 지도
Biomass 임무의 주요 제품 중 하나는 전 세계 바이오매스 밀도 지도를 생성하는 것입니다. 이 지도는 다양한 숲 유형과 지역에 걸친 바이오매스 분포에 대한 자세한 정보를 제공합니다. 이 지도를 분석함으로써 과학자들은 숲에 저장된 탄소의 양을 추정하고 시간이 지남에 따라 이 탄소 저장이 어떻게 변화하는지 평가할 수 있습니다.
Biomass가 수집한 고해상도 데이터는 50~100미터의 공간 해상도를 가진 지도를 생성할 수 있게 합니다. 이 수준의 세부 사항은 전례가 없으며 이전의 전 세계 지도에 비해 숲 바이오매스를 더 정확하게 나타냅니다.
변화 탐지 및 모니터링
바이오매스 매핑 외에도 Biomass는 시간에 따른 숲 구조와 바이오매스의 변화를 감지할 수 있습니다. 서로 다른 시점에 수집된 데이터를 비교함으로써 위성은 바이오매스가 증가하거나 감소한 지역을 식별할 수 있으며, 이는 잠재적인 숲 건강 또는 토지 이용 변화의 징후를 나타냅니다.
이 기능은 벌목, 농업 또는 자연 재해와 같은 요인으로 인해 급격한 변화를 겪고 있는 지역을 모니터링하는 데 특히 중요합니다. 이러한 변화를 신속하게 감지할 수 있는 능력은 숲 관리 및 보존 노력에서 시기적절한 개입과 정보에 입각한 의사 결정을 가능하게 합니다.
기후 변화 완화 지원
숲 바이오매스에 대한 정확한 데이터는 전 세계 탄소 순환에서 숲의 역할을 이해하는 데 필수적입니다. 상세하고 신뢰할 수 있는 측정을 제공함으로써, Biomass는 탄소 저장량과 흐름을 정량화하려는 노력을 지원하며, 이는 기후 변화 완화 전략에 중요합니다.
Biomass가 수집한 데이터는 국가 온실가스 인벤토리를 알리고 국제 기후 협정에 기여할 수 있습니다. 탄소 회계의 정확성을 높임으로써, 이 임무는 기후 목표에 대한 진척을 추적하고 추가 노력이 필요한 영역을 식별하는 능력을 향상시킵니다.
3. 더 넓은 함의와 미래 전망
숲 과학의 발전
Biomass 임무는 숲 구조와 역학을 연구하기 위한 새로운 도구를 제공함으로써 숲 과학에서 중요한 발전을 나타냅니다. 위성이 수집한 상세한 데이터는 숲이 성장하고 변화하며 환경 요인에 반응하는 방식을 이해하는 데 기여할 것입니다.
이 지식은 효과적인 보전 전략을 개발하고 숲을 지속 가능하게 관리하는 데 중요합니다. 숲 생태계에 대한 이해를 높임으로써, Biomass는 생물다양성을 보호하고 숲이 제공하는 생태 서비스를 유지하는 노력에 기여합니다.
다른 지구 관측 임무와의 보완성
Biomass는 숲 바이오매스에 대한 독특한 데이터를 제공함으로써 다른 지구 관측 임무를 보완합니다. NASA의 GEDI와 같은 임무가 라이다 기술을 사용하여 캐노피 높이를 측정하는 반면, Biomass의 레이더 기반 접근 방식은 캐노피 아래의 바이오매스를 평가할 수 있게 합니다.
다양한 임무에서 수집된 데이터를 결합하면 숲의 구조와 기능에 대한 더 포괄적인 관점을 제공합니다. Biomass의 데이터를 다른 소스와 통합함으로써, 과학자들은 숲 생태계와 환경에서의 역할에 대한 더 완전한 이해를 개발할 수 있습니다.
확장 및 적용 가능성
Biomass 임무의 성공은 지구 관측에서 P-밴드 레이더 기술의 미래 응용 가능성을 열어줍니다. 밀집된 식생을 관통하고 상세한 측정을 제공하는 능력은 숲 모니터링을 넘어선 잠재적 응용 가능성을 가지고 있습니다.
예를 들어, P-밴드 레이더는 탄소 저장 및 생물다양성에서 중요한 역할을 하는 습지와 맹그로브와 같은 다른 생태계를 연구하는 데 사용될 수 있습니다. 또한, 이 기술은 토지 이용 변화 모니터링 및 불법 활동 감지, 예를 들어 무단 벌목이나 토지 전환을 감지하는 데 적용될 수 있습니다.
지구 관측의 이정표
Biomass 위성의 출시는 지구 관측 분야에서 중요한 이정표를 나타냅니다. 혁신적인 P-밴드 레이더 기술을 사용하여, Biomass는 전 세계 숲의 구조와 탄소 함량에 대한 전례 없는 통찰력을 제공합니다.
Biomass가 수집한 데이터는 전 세계 탄소 순환에서 숲의 역할에 대한 이해를 높이고 기후 변화 완화 노력을 지원합니다. 상세하고 정확한 측정을 통해, 이 임무는 숲 관리, 보전 및 기후 정책에서 정보에 입각한 의사 결정을 지원합니다.
임무가 진행됨에 따라, Biomass에서 얻은 통찰력은 세계의 숲을 관리하고 보호하는 접근 방식을 계속해서 알리고 형성할 것이며, 건강한 지구를 유지하는 데 있어 그들의 중요한 역할을 보장할 것입니다.
