나로호 2차·다목적실용위성5호 등 발사… 한국 우주과학 역사의 이정표
![[Science] 올해는 우리나라가 인공위성을 3개나 쏘아 올린다](https://img.hankyung.com/photo/201004/2010042203231_2010042302531.jpg)
올해는 한국 우주과학기술 역사의 이정표가 되는 해다.
6월 초 한국형 첫 우주발사체 나로호 2차 발사에 이어 통신해양기상위성(천리안)과 다목적 실용위성 5호 발사가 예정돼 있다.
한 해에 인공위성을 3개나 쏘아올리는 전례 없는 도전을 하게 된 것이다.
인공위성의 성공적인 발사 및 운영은 한 나라의 과학기술 발전 정도의 판단 기준이 되며 나아가 암묵적인 국력의 판단 기준으로 여겨진다.
전기 · 전자공학, 항공공학, 기계공학, 화학공학, 재료공학 등 모든 과학기술 지식이 망라돼 있기 때문이다.
한국항공우주연구원을 통해 인공위성의 원리와 역사를 알아보자.
⊙ 현대 국가 필수품 인공위성
큰 질량을 가진 물체가 당기는 인력과 회전에 의한 원심력이 평형을 이뤄 큰 질량의 물체 주위를 도는 작은 물체를 위성이라 한다.
달은 자연적으로 존재하는 지구의 위성이다. 반면 인간이 특수한 목적을 위해 만들어 지구 주위를 일정한 주기를 갖고 도는 위성을 '인공위성'이라 한다.
세계 최초의 위성은 1957년 10월 4일 구소련(현 러시아)에서 발사된 '스푸트니크'다.
직경 58㎝，무게 83.6㎏의 이 작은 인공위성은 이른바 '스푸트니크 충격'으로 불리며 세계 과학기술 분야 판도를 바꾸는 계기가 됐다.
미국과 구소련의 경쟁을 촉발시켜 본격적인 우주개발시대가 열린 것이다.
이후 인공위성은 방송 통신 기상예보 원격탐사 항법 군사안보 등 국가 운영의 대부분 분야에서 활용되고 있으며 현대 사회에서 역할이 갈수록 커지고 있다.
현재까지 전 세계적으로 발사된 인공위성 개수는 총 6000개에 달한다.
TV 기상예보에서 볼 수 있는 구름 사진, 자동차 안의 내비게이션, 국제전화 등부터 월드컵 · 올림픽 경기를 실시간으로 볼 수 있는 것도 인공위성 덕분이다.
인공위성을 만든 후 지구 주위의 예정된 궤도를 돌게 하기 위해서는 발사체의 역할이 중요하다.
발사체는 인공위성이 우주에서 동작할 수 있도록 필요한 속도를 제공하며 위치를 지정한다.
인공위성이 지구 주위를 회전하기 위해서는 지구 중력을 극복할 수 있는 속도로 초기 회전을 시켜야 한다.
이를 위해서는 발사체 마지막 단의 추력 또는 위성체의 자체 추력으로 초속 약 8㎞ 이상 11.2㎞ 미만의 초기 속도가 제공돼야 궤도가 생성된다.
⊙ 위성 종류는
인공위성 궤도는 지속적으로 변하지만 몇 가지 방법으로 구분할 수 있다.
고도에 따라 저궤도(LEO:Low Earth Orbits) 위성，중궤도(MEO:Medium Earth Orbits) 위성, 정지궤도(GSO:Geostationary Orbits) 위성 등으로 분류할 수 있다.
또 임무에 따라서는 기상위성, 지구관측위성, 통신방송위성, 과학위성 등으로 구분하기도 한다.
저궤도 위성은 관측 목적으로 많이 사용된다.
중궤도 위성으로는 약 2만200㎞ 상공에 위치한 미국의 GPS 위성을 들 수 있다.
정지궤도 위성은 지구 적도면 상공 3만 5786㎞ 고도의 원궤도에서 지구 자전과 동일한 주기로 회전한다.
따라서 지구에서 볼 때 고정된 위치에 있는 것처럼 보여 이름이 붙여졌다.
이는 주로 방송통신이나 기상위성의 용도로 사용된다.
구조적으로 볼 때 인공위성은 탑재체(Payload) 부분과 위성본체(Spacecraft，Bus 또는 Platform)로 구성된다.
탑재체는 위성의 임무를 달성하기 위한 카메라 레이더 등 임무장비를 지칭한다. 본체는 탑재체가 궤도에서 임무를 수행하는 데 필요한 각종 기능을 지원해 주는 서비스 모듈이다.
본체는 기능에 따라 구조계, 열 제어계, 자세 제어계, 전력계, 원격 측정명령계, 추진계, 비행소프트웨어 등의 부체계(Subsystem)로 나눌 수 있다.
인공위성의 무게는 현재 대형 방송통신위성의 경우 수천㎏에 달한다. 미국의 첩보위성은 무게가 15t에 이르는 경우도 있다.
하지만 위성의 소형화 및 경량화 추세도 병행되고 있어 10~100㎏의 마이크로위성, 1~10㎏의 나노위성, 1㎏ 미만의 피코위성 등 초소형 위성도 제작되고 있다.
⊙ 국내 인공위성 역사 한 획
![[Science] 올해는 우리나라가 인공위성을 3개나 쏘아 올린다](https://img.hankyung.com/photo/201004/2010042203231_2010042302521.jpg)
우리나라는 1992년 8월 우리별 1호를 성공적으로 발사하면서 최초의 인공위성을 보유하게 됐다.
현재 우리는 과학기술위성, 무궁화위성, 다목적실용위성 등 10여개의 인공위성을 발사한 국가로 자리매김했다.
과학기술위성(STSAT)은 우리별 위성시리즈 이후 우주과학 연구와 기술개발을 목표로 하는 위성이다.
나로호에는 과학기술위성 2호가 탑재돼 있다. 나로호의 1단은 러시아가 만들었지만 2단과 과학기술위성2호는 국내 기술로 개발됐다. 그래서 '첫 한국형 우주발사체(KSLV-1)'라 불린다.
현재 전남 고흥 나로우주센터는 작년 10월 한 차례 경험한 실패를 반복하지 않기 위해 전력을 다해 최종 점검을 진행 중이다.
김영식 교육과학기술부 과학기술정책실장은 "나로호 전체 무게가 140t, 즉 80㎏ 쌀가마니로 1750가마다. 이를 시속으로 따지면 KTX 열차의 100배로 쏘는 기술"이라며 "이번에는 기필코 성공적으로 발사하는 모습을 보이겠다"고 말했다.
한편 모든 발사과정을 자력으로 해결하는 한국형 우주발사체(KSLV-2) 개발도 곧 착수할 예정이다.
다목적실용위성(KOMPSAT)은 지구 관측을 위해 개발된 저궤도 실용급 관측위성이다.
1999년 1호, 2006년 2호 발사로 2기의 위성 개발이 완료됐다.
현재는 고해상도 광학카메라를 탑재한 다목적실용위성 3호, 이것의 기능을 향상시켜 적외선 채널을 추가한 다목적실용위성 3A호, 그리고 국내 최초 전천후 고해상도 영상레이더 탑재위성'다목적실용위성 5호'등 3기의 위성이 개발되고 있다.
다목적실용위성 5호는 올해 말께 발사가 예정돼 있다.
최초의 정지궤도 위성인 통신해양기상위성(통해기:COMS)은 기상과 해양을 관측하기 위한 센서와 통신모듈을 탑재한 위성이다. 통해기 명칭은 최근 공모 결과'천리안'으로 정해졌다.
천리안은 현재 남미 프랑스령 기아나 '쿠루 발사장'에서 발사 대기 중이다. 원래는 4~5월께 발사될 예정이었으나 타국에서 만든 선행 발사체 발사가 지연되면서 발사 시점이 계속 연기되고 있다.
이해성 한국경제신문 기자 ihs@hankyung.com
6월 초 한국형 첫 우주발사체 나로호 2차 발사에 이어 통신해양기상위성(천리안)과 다목적 실용위성 5호 발사가 예정돼 있다.
한 해에 인공위성을 3개나 쏘아올리는 전례 없는 도전을 하게 된 것이다.
인공위성의 성공적인 발사 및 운영은 한 나라의 과학기술 발전 정도의 판단 기준이 되며 나아가 암묵적인 국력의 판단 기준으로 여겨진다.
전기 · 전자공학, 항공공학, 기계공학, 화학공학, 재료공학 등 모든 과학기술 지식이 망라돼 있기 때문이다.
한국항공우주연구원을 통해 인공위성의 원리와 역사를 알아보자.
⊙ 현대 국가 필수품 인공위성
큰 질량을 가진 물체가 당기는 인력과 회전에 의한 원심력이 평형을 이뤄 큰 질량의 물체 주위를 도는 작은 물체를 위성이라 한다.
달은 자연적으로 존재하는 지구의 위성이다. 반면 인간이 특수한 목적을 위해 만들어 지구 주위를 일정한 주기를 갖고 도는 위성을 '인공위성'이라 한다.
세계 최초의 위성은 1957년 10월 4일 구소련(현 러시아)에서 발사된 '스푸트니크'다.
직경 58㎝，무게 83.6㎏의 이 작은 인공위성은 이른바 '스푸트니크 충격'으로 불리며 세계 과학기술 분야 판도를 바꾸는 계기가 됐다.
미국과 구소련의 경쟁을 촉발시켜 본격적인 우주개발시대가 열린 것이다.
이후 인공위성은 방송 통신 기상예보 원격탐사 항법 군사안보 등 국가 운영의 대부분 분야에서 활용되고 있으며 현대 사회에서 역할이 갈수록 커지고 있다.
현재까지 전 세계적으로 발사된 인공위성 개수는 총 6000개에 달한다.
TV 기상예보에서 볼 수 있는 구름 사진, 자동차 안의 내비게이션, 국제전화 등부터 월드컵 · 올림픽 경기를 실시간으로 볼 수 있는 것도 인공위성 덕분이다.
인공위성을 만든 후 지구 주위의 예정된 궤도를 돌게 하기 위해서는 발사체의 역할이 중요하다.
발사체는 인공위성이 우주에서 동작할 수 있도록 필요한 속도를 제공하며 위치를 지정한다.
인공위성이 지구 주위를 회전하기 위해서는 지구 중력을 극복할 수 있는 속도로 초기 회전을 시켜야 한다.
이를 위해서는 발사체 마지막 단의 추력 또는 위성체의 자체 추력으로 초속 약 8㎞ 이상 11.2㎞ 미만의 초기 속도가 제공돼야 궤도가 생성된다.
⊙ 위성 종류는
인공위성 궤도는 지속적으로 변하지만 몇 가지 방법으로 구분할 수 있다.
고도에 따라 저궤도(LEO:Low Earth Orbits) 위성，중궤도(MEO:Medium Earth Orbits) 위성, 정지궤도(GSO:Geostationary Orbits) 위성 등으로 분류할 수 있다.
또 임무에 따라서는 기상위성, 지구관측위성, 통신방송위성, 과학위성 등으로 구분하기도 한다.
저궤도 위성은 관측 목적으로 많이 사용된다.
중궤도 위성으로는 약 2만200㎞ 상공에 위치한 미국의 GPS 위성을 들 수 있다.
정지궤도 위성은 지구 적도면 상공 3만 5786㎞ 고도의 원궤도에서 지구 자전과 동일한 주기로 회전한다.
따라서 지구에서 볼 때 고정된 위치에 있는 것처럼 보여 이름이 붙여졌다.
이는 주로 방송통신이나 기상위성의 용도로 사용된다.
구조적으로 볼 때 인공위성은 탑재체(Payload) 부분과 위성본체(Spacecraft，Bus 또는 Platform)로 구성된다.
탑재체는 위성의 임무를 달성하기 위한 카메라 레이더 등 임무장비를 지칭한다. 본체는 탑재체가 궤도에서 임무를 수행하는 데 필요한 각종 기능을 지원해 주는 서비스 모듈이다.
본체는 기능에 따라 구조계, 열 제어계, 자세 제어계, 전력계, 원격 측정명령계, 추진계, 비행소프트웨어 등의 부체계(Subsystem)로 나눌 수 있다.
인공위성의 무게는 현재 대형 방송통신위성의 경우 수천㎏에 달한다. 미국의 첩보위성은 무게가 15t에 이르는 경우도 있다.
하지만 위성의 소형화 및 경량화 추세도 병행되고 있어 10~100㎏의 마이크로위성, 1~10㎏의 나노위성, 1㎏ 미만의 피코위성 등 초소형 위성도 제작되고 있다.
⊙ 국내 인공위성 역사 한 획
현재 우리는 과학기술위성, 무궁화위성, 다목적실용위성 등 10여개의 인공위성을 발사한 국가로 자리매김했다.
과학기술위성(STSAT)은 우리별 위성시리즈 이후 우주과학 연구와 기술개발을 목표로 하는 위성이다.
나로호에는 과학기술위성 2호가 탑재돼 있다. 나로호의 1단은 러시아가 만들었지만 2단과 과학기술위성2호는 국내 기술로 개발됐다. 그래서 '첫 한국형 우주발사체(KSLV-1)'라 불린다.
현재 전남 고흥 나로우주센터는 작년 10월 한 차례 경험한 실패를 반복하지 않기 위해 전력을 다해 최종 점검을 진행 중이다.
김영식 교육과학기술부 과학기술정책실장은 "나로호 전체 무게가 140t, 즉 80㎏ 쌀가마니로 1750가마다. 이를 시속으로 따지면 KTX 열차의 100배로 쏘는 기술"이라며 "이번에는 기필코 성공적으로 발사하는 모습을 보이겠다"고 말했다.
한편 모든 발사과정을 자력으로 해결하는 한국형 우주발사체(KSLV-2) 개발도 곧 착수할 예정이다.
다목적실용위성(KOMPSAT)은 지구 관측을 위해 개발된 저궤도 실용급 관측위성이다.
1999년 1호, 2006년 2호 발사로 2기의 위성 개발이 완료됐다.
현재는 고해상도 광학카메라를 탑재한 다목적실용위성 3호, 이것의 기능을 향상시켜 적외선 채널을 추가한 다목적실용위성 3A호, 그리고 국내 최초 전천후 고해상도 영상레이더 탑재위성'다목적실용위성 5호'등 3기의 위성이 개발되고 있다.
다목적실용위성 5호는 올해 말께 발사가 예정돼 있다.
최초의 정지궤도 위성인 통신해양기상위성(통해기:COMS)은 기상과 해양을 관측하기 위한 센서와 통신모듈을 탑재한 위성이다. 통해기 명칭은 최근 공모 결과'천리안'으로 정해졌다.
천리안은 현재 남미 프랑스령 기아나 '쿠루 발사장'에서 발사 대기 중이다. 원래는 4~5월께 발사될 예정이었으나 타국에서 만든 선행 발사체 발사가 지연되면서 발사 시점이 계속 연기되고 있다.
이해성 한국경제신문 기자 ihs@hankyung.com
