구름도 막지 못하는 레이더의 눈

미국에서 가장 흐린 날씨로 유명한 시애틀과 오리건주 포틀랜드 지역이 우주에서 선명하게 포착됐다. 미국 항공우주국(NASA)과 인도우주연구기구(ISRO)가 공동 개발한 지구관측위성 'NISAR(NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar)'가 구름을 관통하는 합성개구레이더(SAR) 기술로 태평양 북서부 지역의 상세 이미지를 촬영하는 데 성공했다.

2025년 7월 인도 사티시 다완 우주센터에서 발사된 NISAR는 지름 약 12미터에 달하는 대형 안테나 반사경을 탑재하고 있다. 이 위성이 사용하는 L밴드 레이더는 파장이 24센티미터에 달해 구름을 그대로 통과하면서 지표면의 미세한 변화까지 감지할 수 있다.

왜 이 기술이 중요한가

NISAR의 레이더 영상은 시간에 따른 비교 분석을 통해 산림, 습지, 도시 지역, 인프라의 미묘한 변화를 파악할 수 있게 해준다. 특히 화산 활동과 관련된 미세한 지각 움직임, 빙하 이동, 단층 미끄러짐, 느리게 진행되는 산사태까지 탐지가 가능하다.

NASA 제트추진연구소(JPL)의 원격탐사 기술자 브랜디 다운스는 "태평양 북서부는 수백만 명이 거주하며 기술, 항공우주, 농업, 임업 등 주요 산업을 지탱하는 지역"이라며 "이번 영상은 NISAR 데이터가 자원 관리, 자연재해 모니터링, 환경 관련 의사결정에 어떻게 기여할 수 있는지 보여준다"고 설명했다.

레이더 영상이 보여주는 것들

2025년 11월 10일 촬영된 이번 영상에서는 포틀랜드와 시애틀 주변의 수로와 도로망, 도시 경관이 담겼다. 레이더 영상은 일반 사진처럼 실제 색상을 보여주지 않는다. 대신 레이더 신호의 강도와 편광 조합에 따라 색상이 결정된다.

영상에서 자홍색으로 나타난 지역은 도로와 건물 같은 평평한 표면에서 레이더 신호가 강하게 반사된 곳이다. 노란색 점들은 토지 피복, 토양 수분, 지표면 형태 등 다양한 요인의 영향을 받은 것으로 분석된다. 황록색은 지역을 덮고 있는 산림과 습지를 나타내며, 레이니어산과 세인트헬렌스산의 정상부는 짙은 파란색으로 표현됐다. 이는 물이나 노출된 산봉우리처럼 상대적으로 매끄러운 표면을 의미한다.

특히 각 산 기슭에는 연한 녹색 식생 사이로 정확한 직각 형태의 보라색 사각형 패턴이 발견됐다. 이는 인공적으로 조성된 것으로, 산림이 간벌되었거나 과거 간벌 후 다시 자라난 식생의 흔적으로 추정된다.

12일 주기 관측의 힘

다운스 기술자는 "단일 레이더 영상은 표면 상태의 스냅샷에 불과하다"며 "과학자들은 일반적으로 무슨 일이 일어나고 있는지 파악하기 위해 시계열 영상에 의존한다"고 말했다. NISAR는 동일 지역을 12일마다 두 번씩 관측해 연속적인 레이더 측정값을 생산하며, 이를 통해 지표면 변화의 전체 스토리를 파악할 수 있다.

이러한 시계열 분석으로 과학자들은 나무와 식물이 제거되거나 다시 자라거나 파괴된 곳을 찾아내고, 산림에 저장된 탄소량을 추정할 수 있다. 또한 물과 습지의 경계를 모니터링해 홍수 위험이나 하천 수로 변화에 대한 통찰도 얻을 수 있다.

NISAR는 캘리포니아공과대학(Caltech)이 관리하며, JPL이 미국 측 프로젝트를 주도하고 위성의 L밴드 SAR와 안테나를 제공했다.