스마트폰으로 ISS 와 행성 찾아주는 프로그램

하늘을 손바닥 위에: ISS·행성 찾기 웹앱을 소개한다

 

국제우주정거장을 맨눈으로 보고 싶어서 시작했다

스마트폰을 하늘에 비추면 ISS(국제우주정거장)와 행성이 어디 있는지 원과 화살표로 알려 주는 웹앱, 'ISS·행성 찾기'를 만들었다. 설치 없이 브라우저에서 바로 열린다.

아래 링크에서 실행하면 된다. 

https://sciencej.cafe24.com/html5/iss/

ISS·행성 찾기

ISS는 해 진 직후나 해 뜨기 직전에 금성만큼 밝은 점으로 3~6분 동안 하늘을 가로지른다. 문제는 언제, 어느 쪽에서 나타나는지 모르면 그냥 지나쳐 버린다는 것이다. 그래서 처음에는 'ISS가 지금 어디 있는지 알려 주는 프로그램'으로 시작했는데, 쓰다 보니 행성, 3D 천구 모형, 일식·월식 예보까지 기능이 하나씩 늘었다.

열자마자 '다음에 언제 보이는지'부터 알려 준다

앱을 열면 GPS로 내 위치를 잡고, 첫 줄에 지금 ISS 상태와 다음 맨눈 관측 시각을 문장으로 보여 준다. 예를 들면 "ISS는 지금 지평선 아래에 있어요. 다음 맨눈 관측은 오늘 19:11, 서북서쪽에서 나타나 최고 47°까지 올라요" 같은 식이다.

• 하늘 지도: 가운데가 머리 바로 위, 가장자리가 지평선인 둥근 지도에 ISS 통과 경로를 그린다. 굵은 선 구간이 맨눈으로 보이는 구간이다.
• 숫자 정보: 방위각, 고도각, 나와의 거리, ISS 바로 아래 지점, 궤도 높이, 속도가 1초마다 바뀐다.
• 다음 통과 예보: 앞으로 5일 동안의 통과를 시각과 방향으로 정리하고, 맨눈으로 보이는 것만 골라 볼 수도 있다.

맨눈으로 보이는 조건도 자동으로 따진다. 하늘이 충분히 어두워야 하고(해가 지평선 아래 6° 이상), ISS는 햇빛을 받고 있어야 하며, 고도가 10° 이상이어야 한다. 낮에 지나가거나 지구 그림자 속에 들어간 통과는 '안 보임'으로 표시된다.

통과가 하루 중 일정 시간대에만 몰리는 이유도 목록에 표시해 두었다. 통과 사이가 길게 비면 "약 15시간 동안 통과 없음 · 내 위치가 ISS 궤도면에서 멀어지는 시간이라 정상이에요" 같은 구분선이 들어간다.

카메라로 하늘을 비추면 원과 화살표가 길을 알려 준다

'카메라로 하늘에서 찾기'를 누르면 별자리 앱처럼 화면에 하늘이 겹쳐 보인다. 폰의 나침반과 기울기 센서로 지금 어느 쪽을 보고 있는지 계산하는 방식이다.

• 큰 원: 찾는 대상이 화면 안에 있으면 그 주변에 큰 원이 그려진다.
• 화살표: 화면 밖에 있으면 가장자리에 화살표가 나오고, 위쪽에 "오른쪽으로 35°, 위로 12° 움직이세요"처럼 말로도 안내한다.
• 정조준: 대상이 가운데 오면 안내가 "가운데 있어요!"로 바뀌고, 안드로이드에서는 진동도 울린다.
• 경로 미리 보기: 다음 ISS 통과 경로가 분 단위 시각과 함께 하늘에 그려져서, 떠오르기 전에 미리 조준해 둘 수 있다.
• 사진·동영상: 화면 그대로 찍을 수 있고, 원과 날짜·방향 정보를 함께 넣을지 고를 수 있다.

나침반이 틀려도 달 하나로 맞춘다

폰 나침반은 10~20°쯤 틀어지는 일이 흔하다. 대상으로 달을 고르고 '달 자동 보정'을 누른 뒤 달을 화면 가운데 근처에 비추면, 앱이 카메라 영상에서 달(주변보다 훨씬 밝은 작은 점)을 직접 찾아 1초 안에 방향과 기울기를 맞춰 준다. 낮달처럼 인식이 어려울 때는 십자선에 달을 맞추고 누르는 방식도 있다. 낮에 미리 보정해 두면 저녁 ISS 통과 때 원이 훨씬 정확하게 맞는다.

밤에 눈이 어둠에 익은 상태를 지키도록 화면을 빨갛게 바꾸는 '적색 야간 모드'도 있다.

ISS뿐 아니라 태양·달·행성도 같은 방식으로 찾는다

화면 위쪽에서 ISS, 태양, 달, 수성부터 해왕성까지 9개 중 하나를 고르면, 카메라 화면의 원과 화살표가 그 천체를 가리킨다. 고른 천체에 따라 숫자 정보도 바뀌어서 밝기(등급), 지금 있는 별자리, 뜨고 지는 시각이 나온다.

• 태양·달·행성 목록: 각 천체가 지금 보이는지, 지평선 아래면 몇 시에 뜨는지, 망원경이 필요한지를 한눈에 보여 준다.
• 태양과 이루는 각: 이각(태양–지구–행성 각)과 위상각(태양–행성–지구 각)을 위에서 내려다본 그림과 함께 보여 준다. 금성이 해의 동쪽에 있어 저녁 하늘에서 보인다거나, 목성이 충 무렵이라 밤새 보인다는 설명이 자동으로 붙는다.
• 황도·백도: 해가 1년 동안 지나는 길(황도)과 달이 한 달 동안 지나는 길(백도)을 하늘 지도와 카메라 화면에 선으로 그린다. 백도에는 날짜별 달 위치가 점으로 찍힌다.
• 선택한 천체만 보기: 다른 천체를 숨기고 고른 천체 하나만 남길 수 있다.

태양을 고르면 화면 곳곳에 "절대 직접 보지 마세요" 경고가 함께 나온다.

3D 천구 모형으로 하늘 전체를 돌려 본다

하늘 지도 위의 '3D 천구 모형' 버튼을 누르면, 과학 시간에 쓰던 천체의 일주 운동 모형과 같은 형식의 3D 화면으로 바뀐다. 지평면 위에 관측자가 서 있고, 그 위로 반투명한 천구가 덮여 있다. 손가락으로 돌리고 두 손가락으로 확대할 수 있다.

• 실제 위치: ISS, 태양, 달, 행성이 지금 이 시각의 실제 방향에 놓이고, 고른 천체에는 주황색 일주 운동 궤적이 화살표와 함께 그려진다.
• 관측자 시점: 사람 눈높이로 들어가 고개를 돌려 가며 하늘을 둘러볼 수 있다.
• 실제 천체: 검은 밤하늘에 북두칠성, 카시오페이아, 오리온, 여름철 대삼각형 등 19개 별자리를 실제 별 좌표로 보여 준다.
• 날짜·시각 슬라이더: 오늘을 가운데로 30일 전부터 30일 뒤까지, 10분 단위로 하늘을 옮겨 볼 수 있다. 해가 지면 하늘이 어두워져 낮과 밤이 구분된다.
• 일주 운동 재생: 1초에 30분씩 시간이 흐르며 별과 행성이 동쪽에서 떠서 서쪽으로 지는 모습을 보여 준다.
• 크게 보기: 3D 모형만 화면 가득 띄워서 수업 화면이나 태블릿에서 보기 좋다.

특별한 순간은 따로 예보한다

평소 관측 말고도, 몇 년에 한 번 오는 장면을 놓치지 않도록 예보 칸을 따로 만들었다. 모두 내 위치 기준으로 계산하고, 화면에서는 접힌 채로 시작해서 필요할 때 펼쳐 보면 된다.

예보살펴보는 범위알려 주는 것

ISS가 태양·달 앞을 지나감	앞으로 10일, 반경 100 km	초 단위 시각, 통과 경로까지의 방향·거리, 지도 링크
수성·금성의 일면 통과	다음 수성 4번, 금성 2번	날짜, 시작~끝 시각, 내 위치에서 보이는 구간
일식	앞으로 30년, 내 위치에서 보이는 것	가려지는 비율, 시작·최대·끝 시각, 100 km 안 개기·금환일식 띠
개기일식	앞으로 50년, 반경 1000 km	띠 가장자리·중심선까지 거리, 추천 관측 위치, 개기 시간
월식	앞으로 6번	반영·부분·개기 구분, 단계별 시각, 내 위치에서 보이는지

ISS가 태양이나 달 앞을 지나가는 장면은 폭 5~20 km의 좁은 띠 안에서만, 1초 안팎으로 보인다. 그래서 "통과 경로가 남동쪽 68 km에 있어요. 그쪽으로 약 62 km 이상 이동하면 보여요"처럼 어디로 가야 하는지까지 알려 준다.

개기일식도 같은 방식이다. 예를 들어 2035년 9월 2일에는 개기일식 띠가 한반도 중부를 지나가는데, 경기 남부에서 보면 띠 가장자리까지 북쪽으로 약 160 km라고 알려 주고, 중심선 위 추천 위치와 그곳의 개기 시간(약 2분 15초)도 보여 준다.

화성이 태양 앞을 지나가는지 궁금할 수 있는데, 화성처럼 지구 바깥쪽을 도는 행성은 지구와 태양 사이로 들어올 수 없어서 일면 통과가 일어나지 않는다. 태양 앞을 지나가는 행성은 수성과 금성뿐이다.

수업과 관측에서 이렇게 써 볼 수 있다

• ISS 관측 숙제: '다음 통과 예보'에서 맨눈으로 보이는 저녁 통과를 골라 주고, 카메라 화면으로 방향을 미리 확인한 뒤 동영상으로 찍어 오게 한다. ISS는 깜빡임 없이 빠르게 움직이는 밝은 점이라 비행기와 구분하기 쉽다.
• 일주 운동 수업: 3D 모형에서 관측자 시점으로 들어가 '일주 운동 시작'을 누르면, 별자리가 북극성을 중심으로 도는 모습을 실제 오늘 밤 하늘로 보여 줄 수 있다.
• 행성의 위치 변화: 날짜 슬라이더로 한 달을 앞뒤로 움직이며, 달이 백도를 따라 하루 약 13°씩 옮겨 가고 행성이 황도 근처에 있는 것을 확인한다.
• 이각과 위상 수업: 금성이나 달을 고르고 '태양과 이루는 각' 그림을 보면, 이각이 커질수록 달이 차오르는 관계를 바로 설명할 수 있다.

꼭 지켜야 할 안전 수칙

• 태양, 일식, 일면 통과, ISS의 태양 통과는 반드시 일식 안경이나 태양 필터로만 본다. 부분일식 때도 맨눈, 선글라스, 필터 없는 쌍안경으로 보면 눈을 크게 다친다.
• 밤에 관측할 때는 적색 야간 모드를 켜고, 어두운 곳에서 이동할 때는 발밑을 조심한다.

사용 방법

1. 스마트폰 브라우저(아이폰은 사파리, 안드로이드는 크롬)로 앱 주소를 연다.
2. 위치 권한을 허용하면 내 위치가 자동으로 잡힌다. 허용하지 않으면 설정에서 위도·경도를 직접 넣을 수 있다.
3. '카메라로 하늘에서 찾기'를 누르고 카메라와 동작(방향 센서) 권한을 허용한다.
4. 처음 쓸 때 달이 떠 있으면 '달 자동 보정'을 한 번 해 둔다.

ISS 궤도는 자주 조정되기 때문에, 며칠 이상 지난 예보는 몇 분씩 틀릴 수 있다. 인터넷에 연결되어 있으면 최신 궤도 데이터를 자동으로 받아 오고, 예보마다 '정확도 높음·보통·낮음'을 함께 표시한다.

맺음말

하늘은 매일 같은 것 같아도 ISS는 하루에도 몇 번씩 머리 위를 지나가고, 행성은 날마다 자리를 조금씩 옮긴다. 이 앱이 "오늘 저녁 7시에 서쪽 하늘을 보면 ISS가 지나간다"고 말해 줄 수 있는 작은 계기가 되면 좋겠다. 써 보고 불편한 점이나 더 있었으면 하는 기능이 있으면 댓글로 남겨 주길 바란다.