라디오존데

 

Radiosonde[1]
대한민국 기상청에서 라디오존데를 날리는 모습.
1. 개요
2. 역사
3. 구조
4. 용도
5. 사용 방법
6. 계측 자료
7. 기타
8. 이름이 사용된 것들
8.1. 슈팅 게임
8.2. BMS의 곡

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1. 개요


하늘 위로 높이 띄워보내서 구름의 밀도나 먼지의 양, 기압, 습도 등을 측정하는 기상장비이다. 마치 풍선이 하늘로 날아가는 것처럼 생겼다.

2. 역사


초기에는 라디오존데의 전신인 상공기상관측장비로 Meteograph가 사용되었다. 이 장치는 커다란 나무 박스 내부에 기록지와 온도계 습도계 고도계가 장비되어 연속 기록을 하는 방식이었다. 이후 라디오존데가 개발되었는데, 기록지 대신 송수신 장치를 사용하여[2] 지상으로 송출한 것이 시초다. 구체적으론 각 계측기의 출력 바늘을 전극으로 계기가 이동하는 동안 지속적으로 접점의 값이 달라지도록 하였다. 이것이 나중에 IF로 가고 믹서 들어가서 RF로 뿅 튀어나오는 것.
[image]
당장 보이는 PCB를 통해 아날로그 전기신호로 변환된다.
지금의 라디오존데는 1985년부터 나왔다. 그리고 이 때부터, GM-Tube를 계기에 장착하는 옵션들이 생겨났다.[3]

3. 구조


아래 서술은 시장점유율이 90%가 넘고, 가격이 그만큼 타회사에 비해 저렴한 핀란드 VAISALA 사의 디지털 제품군을 기준으로 한다.[4] 아날로그 제품은 역사가 아주 길어 본문에선 조금만 언급한다.
일반적으로 하얀 박스에 온습도를 계측하는 프로브[5]"만" 나와있는게 오리지널 라디오존데지만, 시간이 지나면서 다양한 옵션들이 생겨난다. 바로 옆의 괴랄한 모양으로 된 안테나도 그 여파로 인한 것으로, 저게 GPS 수신 안테나다.(...)[6] 그리고 아래쪽으로 끈 비슷한 것이 안테나. 매칭은 403Mhz 아니면 1068Mhz 이며 따로 구입해야하는 안테나 옵션따라 다르지만 그냥 가장 싼 자사 안테나를 사면 50Km 정도까지 수신이 가능하다.[7]

[image]
이게 오리지널 스타일.
사실 라디오존데는 1회용[8]이라, 저런 수수한 포장이 단가를 줄이는 지름길이기도 하다.

4. 용도


라디오존데는 다음의 것들을 계측하는데 이용된다.
현실적으로 생각해보면 다 옵션빨이 작용해야 계측할 수 있음을 느낄 수 있다. 그나마 GPS 가 요즘은 기본 장착으로 나오다보니 위도 경도도 측정하고 라디오존데가 떠내려가는 방향을 살펴봐서 대강 바람부는것도 때려맞추면 된다.
아까 언급한 바와 같이, 옵션으로 GM-Tube를 장착하면 알파선, 베타선, 감마선, 중성자선 등을 감지할 수 있게 된다.[9] 그 외에 옵션은 계속 만들어지고, 여차하면 확장 인터페이스 규격을 구입하여 독자적인 모듈도 달아볼 수 있겠다.

5. 사용 방법


수동 런처 기준으로 다음의 과정을 거친다.
  1. 라디오존데 하나를 꺼내고, 배터리를 연결한다.(리튬 배터리다.)
  2. 점검기에 넣고 자가 테스트를 한다.
  3. 수신장비가 전파를 잡았는지 확인.
  4. 제공된 런처에 풍선(아직 가스 안넣음)과 라디오존데를 장착한다. 풍선엔 미리 동봉된 끈과 마운팅 도구를 사용해 라디오존데 상부 도크에 연결한다.
  5. 지금 내가 쓰는 라디오존데의 무계가 몇인지, 옵션은 얼마나 추가되었는지 머리를 싸매고 총 질량을 계산한다.
  6. 지급된 가이드라인에 따라, 적절한 양의 헬륨을 주입한다.
    [image]
    헬륨이 주입된 라디오존데
  7. 발사한다.
발사 후에 지상 수신기가 계측 정보를 다운로드 받고 있을 것이다. 그후 나중에 신호가 없어지면 일반적으로 풍선이 터져 추락한 것이다. 만약 자동 회수를 위한 무인 비행기가 있다면 회수가 가능하다. 반대로 무인 비행기가 없다면 바다에 그대로 버려진다.

6. 계측 자료


[image]
먼저 라디오존데를 날리면, 라디오존데가 보내는 신호가 보통 암호화가 되어있지 않아서 다른 나라들이 "오호라신발!" 하고 중간에서 후킹할 수가 있다. 뭐, 그럴 이유도 없는 상태에서 국제 협약에 의해 "되도록이면 00:00UTC 랑 12:00UTC 에 날리자. 그게 더 계산하기 편하기 때문에[10] 보통은 저 시간대에 날린다. 그리고 라디오존데 관측자료는 보통 기상청끼리 공유하게 되는데[11] 한국의 경우는 판매도한다.[12]
일반적으로 위도경도를 제외하면 바로 익숙한 로그 파일 형태로 나오는데, 특정 기준을 잡아서 그래프를 그리면 그게 상층기상정보가 된다. 고도를 기준으로 잡기도 하지만 기압을 기준으로 잡기도 한다.
[image]
이게 그 결과다!

7. 기타


기상청에선 늘 구입하기 힘들다고 징징거리는 게 바로 라디오존데다. 매일 5군데(포항, 제주, 백령도, 속초, 흑산도)[13]에서 하루 두번씩 라디오존데와 그 "풍선"을 날려보내는 데 경제적인 부담이 큰 모양. 그러면 자동 회수 체계라도 잘 짜면 얼마나 좋겠나 싶다만...

8. 이름이 사용된 것들



8.1. 슈팅 게임


라디오존데(게임) 문서로.

8.2. BMS의 곡


BMS 작곡자이자 BGA 제작자인 sta가 BMS 동창회[14]에 내놓은 리믹스 곡, 장르는 Rounge, 원곡은 max65535의 Cynthia
잘 들어보면 원곡과 상당히 거리가 있다. 원곡인 Cynthia는 DNB 트랜스인 반면에 특유의 알아들을 수 없는 가사와 전자음을 잔뜩 먹여서 이런 곡으로…리믹스되었다. 오죽하면 작곡가 코멘트에도 '''터무니없는 원곡 파괴 리믹스'''라고 했을 정도니…
그리고 이 곡의 컨셉은 어떤 게임의 모 수록곡에서 그대로 이어받았다.

[1] 여기서 sonde는 프랑스어로 탐지기(probe)이다. 획득한 정보를 전파로 발송하기 때문에 붙은 이름이다.[2] 단, 계측시스템은 당대에도 팽창률의 변화를 사용했기 때문에, 결과값은 기계적으로 나왔다.[3] DuBois, Multhauf and Ziegler, "The Invention and Development of the Radiosonde", Smithsonian Studies in History and Technology, No. 53, 2002.[4] 중간정도 되는 사양에 일반옵션에선 40만원 아래에서 날려보낼 수 있다.[5] 사진에선 넓고 긴것. 위쪽이 서멀 센서다. 습도 센서는 2개가 장착되는데, 고고도에서 습도센서는 결빙으로 인한 기능 상실이 발생하는 경우가 많아 나온 해결책이다. 한쪽이 계측하는 동안, 한쪽은 히터를 통해 기능을 복구한다.[6] 일반적인 GPS 안테나는 path 형으로 되어있고 위에서 전파가 내려오는지 솟아나는지 구분할 수 있다. 그래서인지 처음보면 이게 다른 센서인줄 아는데 절대 아니다.[7] http://www.totalsensor.co.kr/system_detail.html?model_idx=128[8] 회수 시스템이 있는 경우 예외로 친다. 그래봐야 본체 자체에는 단가차이 안나지만.[9] 사실, 라디오존데는 은근히 소모전력이 큰 기기라 전리함식 서베이메터를 장착할 수 없다. 그리고 GM-Tube는 지금까지도 옆나라 필립스 에서 기술개발이 꾸준히 되었기에 그걸 장착하여 100mW 이내의 전력으로 계측을 할 수 있게된 것. 그런 의미에서, 중성자선을 계측하는 튜브는 대략 여러분들이 쥐고있는 하이테크 볼펜보다 약 2배 정도 길기때문에 달 수도 없다. 한편, GM-Tube를 단다는 건 정밀도는 다소 희생한단 이야기인데, 여기 에서도 확인해볼 수 있다.[10] http://www.ofcm.gov/fmh3/text/chapter3.htm Preflight Procedures and Success Criteria[11] 위쪽의 협약[12] 기후산업연구소에서 판매.[13] 이외에도 공군기상단에서 오산공항과 광주공항에서 라디오존데를 발사한다.[14] 히트했던 고전 BMS의 리믹스 곡들을 출품하고 그 곡의 원곡을 알아맞추는 BMS 이벤트