지자기 활동에 따른 저궤도 위성의 궤도변화 분석

위성의 궤도는 우주환경에 따라 변하는데, 특히 저궤도위성의 경우에는 대기항력에 따른 고도감소가 불가피하다. 대기항력에 영향을 끼치는 주요요소는 대기밀도인데, 대기밀도는 태양활동에 따라 달라진다. 태양활동은 11년 주기를 갖는데, 2013년은 태양활동 극대기로 예측되고 있으며, 최근 들어 태양의 코로나 분출에 의한 지자기 폭풍이 빈번하게 발생하고 있다. 지자기 폭풍은 지구 주변의 대기밀도를 증가시키게 되고, 궁극적으로 저궤도위성의 고도를 감소시키는 요인으로 작용한다. 본 논문에서는 2013년 3월 발생한 지자기 폭풍에 따른 아리랑 위성 2호 및 3호의 궤도변화를 분석하였다. 이를 위해, 우주환경을 예보하는 미국 우주기상예보센터의 자료를 기반으로 태양활동 및 지자기활동을 나타내는 인자를 살펴보았다. 위성의 궤도변화는 궤도결정을 통해 확인될 수 있는데, 하루 단위의 GPS 수신기 데이터를 이용하여 Operational Orbit Determination을 통해 얻은 고도 감소 정도와 Precise Orbit Determination을 통해 확인 가능한 Radial, In-track, Cross-track 방향의 궤도변화를 확인하였다. 분석 결과, 태양플럭스와 지자기 활동이 높았던 2013년 3월 17일에 고도 변화가 상대적으로 크게 나타났고, 정밀궤도결정 결과를 통해 위성 진행방향의 오차 성분이 가장 두드러짐을 확인할 수 있었다.