[나로호 발사] 오는 29일! 드디어 나로호 재발사 추진

지난 10월, 나로호(KSLV-I) 발사가 연기된 이후 많은 사람들이 올해 안에 나로호가 발사될 수 있을지 우려와 걱정의 시선을 보냈었습니다. 하지만 그러한 가운데서도 연구진들은 나로호의 성공적 발사를 위해 준비에 최선을 다하고 있습니다. 현재 3차 발사를 준비하는 연구진들의 각오는 남다릅니다. 교육과학기술부는 러시아 흐루니체프사와 최대 3차 발사까지만 계약된 상태로 이번이 마지막이기 때문입니다.  

나로호 발사가 연기된 이유는?
지난 10월 나로호 3차 발사 연기의 원인은 바로 어댑터 블록의 문제였습니다. 정밀검사 결과 나로호 발사체 하부와 발사대 사이에 위치한 어댑터 블록의 중앙체결부의 문제를 발견했고, 이 때문에 연료 공급라인 결합부에 틈이 발생하고 실이 파손된 것이죠.

어댑터 블록

새로운 실로 교체하고 수행한 기밀시험(헬륨가스 공급 압력/시간 : 220bar/6시간)에서, 헬륨가스 공급 후 약 3시간이 지난 시점에 어댑터 블록이 분리되는 현상이 발견되었으나, 어댑터 블록의 중앙체결부를 기존 지상검증용기체(GTV, Ground Test Vehicle) 부품으로 교체하여 수행한 추가 기밀시험에서는 6시간 동안 이상현상(어댑터 블록 분리, 헬륨가스 누설 등)이 일어나지 않았습니다. 이를 통해 지난 10월 26일에 사용한 중앙체결부에 문제가 있었음을 확인하였습니다.

한편, 파손된 실에 대한 러시아 현지 분석 결과, 실은 기술적 요구조건에 맞게 제작되어 이상이 없는 것으로 확인되었고, 나로호 1단 상태에 대한 점검 결과 어댑터 블록을 제외한 나로호 1단에는 아무런 이상이 없는 것을 확인하여, 한‧러 연구진은 문제가 생긴 어댑터 블록을 교체한 후 나로호 3차 발사를 재추진하기로 결정했습니다.

발사체 조립동 기밀시험

나로호 발사가 지닌 의미
나로호 발사 성공 여부에 국민적 관심이 쏠리는 이유는 우리나라가 개발한 최초의 우주발사체를 국내 발사장에서 쏘아 올리기 때문입니다. 나로호 발사가 성공하게 되면 우리나라는 자국 발사장에서 자국 발사체를 이용해 자국 위성을 발사한 세계 10번째 국가가 됩니다. 현재 러시아, 미국, 프랑스, 일본, 중국, 영국, 인도, 이스라엘, 이란이 유일한 성공 국가입니다. 우리나라가 우주강국으로 가는 시발점이 될 나로호는 100kg급 인공위성을 지구저궤도(300~1,500km)에 진입시킬 수 있는 우주발사체로, 140톤 규모의 총 길이 약 33m, 직경 2.9m의 2단형 로켓입니다. 1단 액체엔진은 러시아에서 들여왔지만 2단 고체엔진은 순수 국내 기술로 개발되었습니다. 3차 발사 시 나로호에 탑재돼 우주로 발사되는 나로과학위성(STSAT-2C)은 과학실험과 우주환경 관측 임무를 담당하게 됩니다. 
 

우주 공간의 나로과학위성 그래픽(http://www.kslv.or.kr/include/fullsize.asp?file_path=/uploads/tab_pbrl_phto/&file_name=p46_1.jpg , 한국항공우주연구원)

경제적 파급효과는?
나로호와 같은 우주발사체 개발을 통해 거두는 경제적 파급 효과는 매우 큽니다. 우주발사체 사업은 전 제조업에서 요구되는 기술이 종합·결집되는 융합기술로 타 산업의 기술 발전을 견인할 뿐만 아니라 산업의 전후방 연관 효과가 높아 국가 경쟁력 강화에 중요한 산업으로 꼽히기 때문입니다.
현재 나로호 발사체에는 15만여 개에 달하는 부품이 사용됐으며 국내 약 150여 개 업체가 참여하고 있다고 합니다. 자동차가 약 2만 개 부품이 된다는 점을 비교해 보면 그 규모를 가히 짐작할 수 있습니다. 경제적 효과를 수치로 따져보면, 나로호 개발에 투입된 총 예산은 나로호 3차 발사 비용까지 포함하면 5,205억 원이지만 직·간접 효과는 최대 약 3조 원에 달할 것으로 추산되고 있습니다. 특히 나로호는 우리 땅에서, 우리가 만든 발사체로, 우리 위성을 쏠 수 있다는 희망 메시지를 국민에게 전달했다는 점에서 그 가치는 돈으로 환산하기 어렵다고 볼 수 있습니다.

나로호 제원(http://www.kslv.or.kr/images/kslv/kslv_in.jpg 한국항공우주연구원)

 이처럼 거대한 파급 효과를 몰고 올 나로호 발사의 예정일이 오는 29일 4시로 잠정 결정된 가운데, 과연 이번에는 성공적으로 발사될 것인지 관심이 집중되고 있는데요, 교육과학기술부와 항공우주연구원에 따르면 지난 10월 26일 나로호 3차 발사 운용 과정에서 이상이 발생한 어댑터 블록이 지난 11월 17일에 국내로 이송되었으며, 이에 발사 준비 과정의 작업상 나타날 수 있는 행정적 변수가 해소되었다고 밝혔습니다. 단, 어댑터 블록을 철저하게 점검하고 발사 준비 소요시간을 감안하여 오는 29일이 적합하다고 결정했다고 하네요.

현재 한,러 연구진은 나로호 발사체에 대한 전기시험을 시작하며 발사 재추진을 위한 작업을 진행하고 있는데요, 정확한 나로호 발사기준일은 22일에 있을 ‘나로호 3차 발사 관리위원회’에서 기술적 준비 상황, 기상 예보, 우주환경 예보 등을 고려하여 결정된다고 합니다.

나로호 점검(http://www.kslv.or.kr/)

우리나라는 제1차 우주개발 기본계획(’07~’11)을 추진하면서 인공위성 개발, 발사체 개발과 우주센터 구축 등에 약 1조 2,416억 원을 투자해 왔습니다. 이어 우주개발의 흔들림 없는 정책 추진을 위해 2011년 12월에는 제2차 우주개발(5개년) 기본계획(’12~’16)을 확정하고 1조 5,449억원이 투입되었습니다. 이를 통해 2021년까지 1.5톤 위성을 탑재해 발사할 수 있는 200t 이상의 한국형발사체 개발이 완료되고, 향후 20~30년간 지속적인 우주개발을 추진하게 됩니다.

우리나라의 로켓 추진과정(http://www.kslv.or.kr/kslv/kslv_04.asp?mn=1&sn=4 한국항공우주연구원)

우리나라는 발사체 기술을 확보하기 위해 이미 1990년대부터 KSR 시리즈(Korea Sounding RocketⅠ, Ⅱ, Ⅲ) 개발을 시작해 왔고, 나로호 개발을 통해 한국형발사체 개발에 가까이 다가갔습니다. 발사체 개발이 완료되면 우리나라는 발사체, 위성, 우주센터를 모두 보유한 우주 강대국이 됩니다. 위성을 만드는 기술, 위성을 운영하고 자료를 수신하는 기술에 이어 위성을 우주에 올리는 발사체 기술까지 보유하게 되는 것이죠. 나로호 3차 발사가 성공적으로 진행되기를 희망하며.. 덧붙여 과학과 기술을 사랑하는 여러분의 국민적 관심과 응원을 부탁드립니다.

[사진 및 참고자료]
-한국항공우주연구원 보도 자료 편집
-교육과학기술부 꿈나래21 10월호 편집
-이병길 前항공우주연구원 아리랑위성 관제자 구두 참고 인터뷰

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우리 생활 속 과학이야기

날아라, 2전3기 나로호!

나로호 발사가 이제 하루 앞으로 다가왔습니다. 3번째 도전인만큼 많은 사람들의 기대와 관심을 한몸에 받고있는 나로호 발사! 그래서 오늘은 나로호의 구성과 발사과정, 그리고 나로호 발사의 의미 등 나로호의 모든 것에 대해 소개해드리려합니다.

About 나로호(KSLV-I), 그리고 나로과학위성(STSAT-2c)!

100Kg급의 인공위성을 지구 저궤도에 진입시킬 수 있는 한국 최초의 우주발사체인 '나로호(KSLV-I)’는 1단 액체엔진(러시아 개발)과 2단 고체 킥모터(국내 개발)로 구성되는 2단형 발사체입니다.

1단 발사체는 액체상태의 연료 및 산화제를 연소실로 각각 분사한 후 혼합시켜 연소하며, 대형 발사체의 주엔진으로 많이 사용됩니다. 2단 발사체는 연료와 산화제가 혼합된 고체형태의 추진체를 사용하는데, 발사작업이 비교적 간단하기 때문에 신속성이 있어 군사용으로 많이 사용된다는 특징을 갖고 있습니다.


나로호 1단
은 크게 5개 부분으로 구성되어 있습니다. 전방 동체부, 1단 탑재체부, 산화제 탱크부, 엔진을 포함한 연료탱크부, 공력핀을 포함한 후방동체부가 바로 그것인데요, 상단은 2단 탑재체부와 킥모터부, 페이로드 페어링, 탑재 어댑터, 위성 등으로 구성되어 있습니다.
이중 페이로드 페어링은 나로호 가장 앞쪽에 위치한 원뿔 모양의 보호덮개를 말하는데 비행중에 발생하는 공력가열 및 소음 등으로부터 과학기술위성 2호를 보호하는 역할을 합니다.

나로호에 실리는 나로과학위성(STSAT-2C)저궤도 인공위성으로, 지구를 103분에 한바퀴씩, 하루에 약 14바퀴 정도 돌게 됩니다. 발사 11시간 27분 뒤에 지상국과 첫 교신을 하게 되고 궤도에 진입한 후 비콘 송출 및 레이저 반사경을 이용한 위성 레이저 레인징등 정밀 궤도 측정 기술을 연구하고, 300~1,500km를 갖는 타원궤도 주변의 전자밀도와 우주방사선량 측정 등 우주환경 관측 임무를 1년동안 수행하게 됩니다.

나로호 과학위성 그래픽

나로호 2전3기의 기록!

드디어 내일 한국 최초의 우주발사체 나로호가 전남 고흥 나로우주센터에서 발사됩니다. 현재까지의 준비 상황은 매우 순조로운데요, 현재 당일 전남 해안에 비 예보가 나와있기는 하지만 밤늦게부터 비가 내릴 것으로 예상되어 발사에 지장은 없을 것으로 보입니다. 참고로 나로호 발사 최적의 기상조건은 상공 3km 이내 풍속 30m/s 이하이고 주변 50km 이내 비구름이 없어야한다고 하네요.

이번 나로호 발사는 교육과학기술부와 한국항공우주연구원(KARI)가 우주개발진흥기본계획에 의거하여 진행되는 것으로, 국내 최초로 나로우주센터에서 100kg급의 '나로과학위성(STSAT-2c)'을 한국 최초 우주발사체 ‘나로호(KSLV-I)’에 실어 지구 저궤도(근지점 고도300km, 원지점 고도 1,500km)에 쏘아 올리는 의미있는 작업입니다.

나로우주센터 우주과학관


나로호 발사는 지금까지 2번 시도되었는데요, 지난 2009년 8월 25일 첫번째 발사 시도가 이루어졌으며, 2010년 6월에 두번째 시도되었지만 아쉽게도 모두 실패로 돌아갔습니다. 1차 발사 때는 위성 보호덮개(페어링) 한쪽이 분리되지 않아 발사 216초 만에 실패했고, 2차 발사 당시에는 발사대와 연결한 후 전기점검을 하던 중 1단 지상관측시스템에서 전기신호 불안정 현상이 발견되어 기립 작업이 5시간 지연되었으며, 발사 137초 후 고도 70km에서 공중 폭발했기 때문이죠.

나로호, 그 새로운 도전의 막이 열리다

어제 오전 나로호를 발사대로 이송하여 설치작업이 진행되었으며, 오늘은 1단과 2단 발사부터 발사체와 발사대, 추적시스템까지 발사리허설이 이뤄지게 됩니다. 그리고 발사일인 내일은 오전 9시에 나로호3차발사관리위원회가 개최되는데요, 이곳에서 발사 당일 기상상황, 우주환경상황, 우주물체와의 충돌 가능성 분석 결과 등을 종합적으로 검토하여 발사여부가 결정되고 오후 1시 30분쯤 발사 시각이 공개될 예정입니다. 발사 시간은 가능한 시간대가 한정되어 있으므로 오후 3시 30분에서 7시 사이가 될 것으로 예상하고 있습니다.

발사 시퀀스

발사시간이 정해지면 발사 4시간 전부터 연료와 산화제 주입이 시작됩니다. 그리고 발사준비 작업이 종료된 후에는 최종 발사를 위한 카운트다운이 시작됩니다. 나로호는 자동발사프로그램인 자동시퀀스에 의해 우주로 향해 발사되는데, 이 자동시퀀스는 PLO(Prelaunch Operation)로 불리며 1단 및 2단의 발사관제시스템에 의해 진행돼 발사체를 발사시킵니다. 발사 후 54초에 이르면 나로호는 음속을 돌파하게 되고, 200여초 뒤 위성을 감싸고 있던 페어링이 떨어져 나가며, 발사체 2단이 분리됩니다. 고도 300km쯤에서 2단 킥모터(고체연료 엔진)가 연료를 다 태우고 난 뒤, 100여초 후 나로과학위성이 분리됩니다.
발사 성공여부는 과학위성이 궤도에 정상 진입해야 판정하는데요, 최종 성공 여부는 발사 12시간 뒤 한국과학기술원(KAIST) 인공위성연구센터와의 교신으로 확인하게 됩니다
만약 날씨나 기기 이상이 발생할 경우 발사 절차가 바로 중단되기 때문에 항우연에서는 31일까지를 발사 예비일로 잡고 있습니다.


이번 발사가 성공하게 되면 우리나라로서는 10번째로 우주클럽에 가입하게 됩니다. 우주클럽이란 자국 우주기지에서 자체 기술로 개발한 로켓으로 자국의 위성을 성공적으로 쏘아올린 나라를 지칭하는 말인데요 현재까지 우주클럽에 가입된 나라는 러시아·미국·프랑스·일본·중국·영국·인도·이스라엘·이란 등 9개국입니다.

우주클럽은 우주개발 기술분류(A~D그룹) 중 A그룹에 속하는 나라들로, 현재 우리나라는 인공위성 개발 기술을 보유한 나라를 지칭하는 B그룹에 속해있습니다. 우리나라가 이번 발사에 성공하게 되면 인공위성 개발, 로켓 발사 기술을 보유한 A그룹에 속하게 되는 것입니다.

미래 우리나라 우주기술개발계획


교육과학기술부에서는 나로호 3차 발사 이후에는 발사 성공이나 실패에 상관없이 2021년 발사를 목표로 1.5톤급 실용위성을 국내기술로 지구저궤도(600∼800km)에 투입할 수 있는 한국형발사체 개발사업이 가속화 될 예정이라고 밝혔습니다. 나로호 개발사업은 독자적인 우주발사체 개발을 위한 준비과정으로 이번 3차 발사를 끝으로 종료되나, 2010년 기 착수한 한국형발사체 개발사업은 나로호 개발과정을 통해 습득한 기술과 경험을 바탕으로, 7톤 및 75톤 액체엔진 등을 포함해 최종적으로 국산 독자 발사체를 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다.

또한, 2021년 한국형발사체개발사업이 완료되면 75톤 중형엔진의 신뢰성 및 경제성을 높여 위성의 수출산업화와 함께 ‘외국 위성을 국내에서 수주‧생산하여 국산발사체로 국내에서 발사’하는 등 상업용 발사체 시장에도 적극적으로 진출할 계획이라고 하네요.


2전3기! 마지막 도전을 준비하고 있는 나로호 발사. 오랜 노력이 빛을 발해 이번에는 기필코 성공할 수 있기를 간절히 바라봅니다.

자료 및 이미지 출처: 나로호 홈페이지(http://www.kslv.or.kr), 교과부 보도자료 등

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

이공계 학생들의 연합과 소통의 첫 출발!!
이공계 대학생 과학캠프를 다녀오다!!
 

                                                                 두번째 이야기

 

스마트무인기

우주복 모형

전시물을 둘러보는 학생들


캠프의 둘째 날 아침이 밝았습니다! 
 
창밖에는 비가 추적추적 내리고 있었지만 모두들 재빨리 짐을 챙겨 버스에 올랐습니다. 둘째 날의 첫코스는 어제 둘러보지 못한 항우연 견학! 인공위성 관측실과 인공위성을 만드는 제조실도 보았는데, 항우연의 연구실은 다른 공장이나 연구실과 다르게 스케일이 커서 매우 흥미로웠습니다.
특히 영화에서만 보던 커다란 장비들을 실제로 보니 너무나 신기하다는 생각이 들었습니다.

위성종합관제실


항우연 견학이 끝난 후 국가과학기술위원회의 임기철 상임위원님의 강연이 시작되었습니다.
임기철 상임위원님 또한 이공계에 몸을 바친 공학도이신데요. 공학뿐만 아니라 정책과 경영도 겸한 이 시대가 원하는 융합형 인재라고 할 수 있습니다. 상임위원님께서는 '대한민국 청년이 스스로 찾는 희망 로드맵'이란 주제로 진행된 강의에서도 이순신 장군의 리더십을 예로 들어 융합형 리더에 대해 강조하셨는데요, 개인적으로는 어떤 강의보다도 매우 감동적이었습니다.

임기철 상임위원님의 강의


상임위원님은 예전 육군대위 시절 미 해군사관학교를 방문하였는데 그 곳에 이순신 장군의 거북선이 전시되어 있는 것을 보고 무척 신기하셨다고 합니다. 하지만 더욱 놀라웠던 것이 있었으니! 바로 그곳의 해군장교가 한국인인 자신보다 이순신 장군에 대해 더 많은 것을 알고 있다는 사실이었습니다. 그 사실을 안 순간 매우 부끄럽기도 하셨다고 하시더라고요.

멋진 강의를 해주신 임기철 상임위원님


해서, 귀국 후 이순신 장군에 대해 연구를 하셨고 그 결과를 이번 강연 시간을 통해 저희 이공계 학생들에게 전해 주시게 된 것입니다. 힘들고 천대받는 현실에서도 자신이 직접 일어나 성공하는 스토리와 육지전에서 사용한 학익진 전술을 해상에서 적용하는 융합전력까지.. 이순신 장군은 진정 이 시대에 필요한 융합형 인재였던 것이죠.

마지막으로 임기철 상임위원께서는 이러한 융합형 인재가 되기 위해 병서와 같은 책을 많이 읽고 인터넷의 가십보다는 미래 트렌드 분석 자료를 읽는다면 미래를 보는 눈과 트렌드를 읽는 능력을 향상시킬 수 있을 것이라고 당부의 말을 전하시며 강의를 마무리 하셨습니다.

항우연에서 임기철 상임위원님과 기념사진 찰칵!

항우연 견학이 끝나고 저희는 청주로 이동하여 LS산전을 방문했습니다. LS산전은 Living Solution이라는 약자로 LG에서 분리된 회사입니다. LS산전은 주로 전기와 관련된 제품을 만들며, 그린비즈니스를 토대로 미래형 자동차 전장품과 전기설비보호 감시제어 시스템, 상분리모선, XGT, MASTER, GLOFA와 같은 장비를 만들고 있습니다. 용어가 좀 생소하고 어렵나요? 쉽게 말해 공장에서 작동하고 있는 자동화 기계들을 지칭한다고 보시면 됩니다. 또한 그 외에도 교통SOC와 같은 하드웨어 제품을 만드는, 굉장히 큰 하드웨어 회사라고 보시면 됩니다.

LS산전에서 견학일정을 듣는 모습


이곳은 공장이다 보니 소음이 매우 심해 이어폰을 끼고 설명을 들었는데요, 인솔자가 가까이 있지 않아도 이어폰을 통해 생생하게 설명을 들을 수 있어 다른 곳보다 더 자세히 기기나 시스템 등을 이해할 수 있었습니다. 처음 겪어보는 견학체험이었던지라 다른 학생들도 무척 흥미로워하고 관심을 보이더군요.

공장을 둘러보는 모습


 이렇게 LS산전 견학을 끝으로 이번 과학캠프가 종료 되었습니다.
이번 과학캠프를 통해 많은 이공계 학생들이 느낀 것이 있을 것이라 생각됩니다. 제가 느낀 이번 과학캠프의 핵심은 바로 ‘융합’이었던 것 같습니다. 우유철 사장님, 김승조 원장님, 임기철 상임위원님. 이 세분의 강연의 공통점이기도 했었고요.

자, 이쪽으로 오세요~

이공계 학생들은 자신의 전공을 사랑하고 이를 토대로 나아가는 것이 당연하지만, 그 외에도 인문학이나 경영학과 같은 새로운 학문을 접해보는 것도 두려워해서는 안된다고 생각합니다. 그러기 위해서는 많은 책을 읽어 보아야하고 다양한 분야의 사람들을 만나봐야겠죠. 이젠 하나만 가지고는 발전할 수 없는 사회가 도래한 것 같다는 생각이 드는데요. 저도 우물안 개구리가 되지 않도록 다양한 분야의 학문을 접해봐야겠습니다. 

그리고, 다음에도 이런 강연과 캠프가 또 마련되어 이공계 학생들의 단합과 소통의 자리가 되었으면 좋겠습니다.

 


LS산전에서 다같이 모여 찰칵!



 

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우리 생활 속 과학이야기


                한국항공우주연구원(KARI)의 아리랑5호, 아리랑3호를 만나다

한국항공우주연구원(KARI)은 대한민국의 항공우주 전문 연구기관으로, 짧은 역사에 비해 항공우주기술에 있어 단기간에 많은 성장과 발전을 해왔습니다.

이번에는 그 중에서도 가장 최신 기술이 집약되어 발사대기 중인 아리랑 5호와 아리랑 3호를 만나러 떠나볼까합니다!

한국항공우주연구원

하지만 그전에 앞서! 먼저 인공위성의 분류부터 알아볼까요?

인공위성은 크게 방송을 목적으로 한 방송위성, 통신을 목적으로 한 통신위성, 기상 관측을 목적으로 하는 기상위성, 군사 방위를 목적으로 한 군사위성 및 아마추어 무선용 인공위성인 AMSAT이 있습니다.

이 중 우리나라가 보유하고 있는 인공위성들의 종류 및 목적, 그리고 개발 및 소유기관을 나열해 보면, 아래와 같이 정리할 수 있습니다.

<우리나라가 보유하고 있는 인공위성>
- 우리별(KITSAT) : 과학 실험 위성 – KAIST(한국과학기술원)
- 과학기술위성(STSAT) : 과학 실험 위성 – KAIST(한국과학기술원)
- 무궁화(KOREASAT) : 상용 방송 통신 위성 – KT
- 아리랑(KOMSAT) : 다목적 실용 위성 – KARI(한국항공우주연구원)
- 천리안(COMS) : 기상 관측 위성 – KARI(한국항공우주연구원)
- 한누리(HAUSAT) : 교육용 초소형 위성 – KAU(한국항공대학교)
- 한별(MBSAT) : 민간 위성 (DMB용) - 한국 SKT & 일본 MBCo 공동소유 

이 중에서 오늘은 다목적 실용위성인 아리랑 위성에 대해 알아보도록 합시다.

인공위성의 관측의 방법에 따라 분류하면 광학 위성, 레이더 위성, 적외선 위성으로 나눌 수 있습니다.

 * 광학 위성 : 광학 즉, 인간의 눈으로 관측 가능한 가시광선 파장의 빛을 흡수하여 탑재된 광학렌즈를 통해 관측한다. 즉 대형 카메라 라고 보면 된다.
* 레이더 위성 : 전파 (microwave)를 사용하는 위성으로 날씨와 상관없이 탐지가 가능하다. 발사한 전파가 되돌아오는 미세한 시간차를 이용하여 합성해 지형도를 작성하는 방식이다.
* 적외선 위성 : 열추적이 가능한 적외선 파장의 빛을 사용하여 열감지를 하는 위성이다.

이 중에 오늘 살펴볼 아리랑 3호는 ‘광학 위성’에 속하며, 아리랑 5호는 ‘레이더 위성’ 에 속하게 됩니다.

국가마다 주력으로 삼는 위성의 분야는 다릅니다. 우리나라의 경우, 아직까지는 광학 위성 중심의 레이더 위성으로 점차 입지를 넓혀가고 있는 추세지만, 항공우주산업분야의 후발주자로서는 위성분야에서도 괄목할 만한 성과를 이룩해내고 있습니다.   


기자단 일행은 아리랑 위성을 만나러 가기 전에 각종 정전기와 미세먼지 차단을 위하여 특수 제작된 옷을 입고, 클린룸을 통과하고 나서야 아리랑 5호와 만날 수 있었습니다.

발사를 기다리며 각종 점검 및 테스트를 수행중인 아리랑 5호

여기서, 간단히 아리랑 5호에 대하여 살펴봅시다. 이전의 아리랑 1호, 2호와는 달리 SAR(영상레이더)가 탑재되어 있어, 날씨와 밤낮에 상관없이 전천후 지구관측이 가능합니다. 대부분의 기술 및 장비 국산화가 이루어져 있지만, 광학 위성이 아닌 첫 레이더 위성이다 보니 SAR 제작기술이 국내에 확보되어있지 않아서 공동개발사인 유럽의 위성개발업체 ‘탈레스 알레니아 스페이스 이탈리아(TASI)’와 공동개발 했습니다.

또한 SAR 레이더Synthetic Aperture Rader 의 약자로, ‘합성개구레이더’라는 우리말로 번역됩니다. 군용 목적으로 주로 사용되지만, 최근에 정찰기 및 인공위성의 민간 분야로도 확대되고 있으며, 한국에서는 국방과학연구소(ADD)를 통하여 한국형 SAR을 독자 개발한 이력을 갖고 있습니다. 이러한 SAR의 원리는 기본적으로 짧고 강한 전파를 쏘아 그 반사파가 레이더 안테나에 들어오는 시간을 측정하여 2차원 영상을 구성하는 것입니다. 이때 해상도를 높이기 위해서는 전자 빔이 가늘고 예리해야 하는데요, - 주파수는 높고 파장은 짧아야 한다.- 이러한 반사파를 잘 흡수하기 위해 예리한 방향성을 가진, 오목거울과 닮은 포물면 안테나 (parabolic antena)를 사용하게 됩니다.

아리랑 5호는 ‘태양동기궤도(SSO : Sun-synchronous orbit)’를 도는 인공위성으로, 위성이 매번 궤도 회전을 할 때마다 동일한 시각(local time)에 근점을 통과하게 됩니다. 약 1400kg의 중량을 가지고 있지만, 현재 경량화 작업이 진행 중이며, 1m 해상도*의 SAR 레이더를 탑재하고 있습니다.
(* 1m급 해상도는 지표면의 1m x 1m의 물체 까지 식별 가능하다는 의미.) 

아리랑 5호 앞에서 기자단의 단체 사진

다음으로, 아리랑 3호를 만나러 가 봅시다.

아리랑 3호를 설명 해 주신 연구원

먼저 우리를 맞이한 것은 파란색의 신기하게 생긴 방의 모습이었습니다. 뾰족하게 생긴 파란 물체로 뒤덮인 이 방은 약간 무섭고 음산하기조차 했는데요, 이는 언에코(Unecho) 방으로, 음향의 방음과 무반향 방을 위해 설치했다고 합니다.
RF(radio frequency)를 흡수하여 무반향 공간을 만들기 위한 목적이 더 크다고 할 수 있는데요, 자세히 살펴보니 실제로 상대적으로 더 뾰족한 부분이 있었고, 더 뭉툭한 부분도 존재하고 있었습니다. 뾰족한 부분은 진동수(f)가 큰 RF를 흡수하며, 더 뭉툭한 부분은 진동수가 작은 RF를 흡수하여 결과적으로 방을 무반향으로 만들어 주게 됩니다. 이 물체의 재질은 탄소(C) 가 코팅된 방사성 재질이라고 하네요. 이곳의 원리들을 보며 인공위성에 사용된 각종 최첨단 부품들이 예상보다 훨씬 더 민감하다는 사실을 알 수 있었습니다.

 

 

 




이제 본격적으로 아리랑 3호에 대하여 알아볼까요?

아리랑 3호는 관측용도의 위성으로, 광학 위성입니다. 현재 임무를 수행중인 아리랑 2호에 비하여 향상된 광학 해상도를 가지고 있는데, 흑백의 경우에는 광학 해상도가 70cm, 칼라의 경우에는 2.4m 에 이릅니다. 광학 위성은 쉽게 말해 렌즈의 크기가 어마어마하게 큰 카메라를 탑재한 인공위성을 말합니다. 이는 마치 렌즈 혹은 사람의 눈으로 관찰하는 것과 유사하여, 빛이 적은 밤중이나 기상상태가 좋지 않을 경우에는 관측이 어렵습니다. 아리랑 3호의 궤도는 앞선 아리랑 5호와 같은 태양동기궤도(SSO)입니다.

언에코(Unecho)방 안의 아리랑 3호

이로써 아리랑 5호와 3호에 대하여 살펴보았습니다. 현재 두 위성 모두 막바지 여러 가지 테스트 중이라고 하니, 앞으로 우주에서의 활약 기대 해 보도록 하겠습니다. 연구원에 관련해서는 한국항공우주연구원 홈페이지 (http://www.kari.re.kr/)를 참조하시면 됩니다.

글 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 박 헌 준
사진 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 최형일, 하상윤

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

 

                              하늘로 띄운 꿈, 우주에서 찾는 미래!
                                  한국항공우주연구원을 다녀오다.

 지난 10월 13일 국가과학기술위원회 기자단이 대전역에 모였습니다. 대전역에서 차를 타고 얼마 후 도착한 곳은, 바로 '항공우주연구원'입니다. 넓은 대지에 노오란 은행나무들이 가득해 연구원은 마치 넓은 정원 같았습니다. 도착하자마자 홍보실 노형일 행정원과 만나 점심식사를 하고 간단하게 간식을 먹으며 항우연이 어떤 일을 하는 곳인지 설명을 들었습니다.

한국항공우주연구원 KARI

아리랑 3호

아리랑 3호

항우연은 1989년 설립된 대한민국의 항공우주 전문 연구기관입니다. 우리나라 최고 인재들이 모여 첨단항공기, 인공위성, 우주로켓 등 항공우주과학기술을 연구 개발하고 있습니다.

연구기관으로 설립된 이래 다목적실용위성 개발을 위시한 선진국수준의 위성기술 확보, 나로우주센터 건립과 국내 첫 우주발사체인 나로호 개발, 그리고 한국형 헬기사업과 스마트 무인기 사업까지~! 짧은 역사에 비해 적지 않은 성과를 이루고 있답니다.

 

 

 

 

 

미국 TRW사와 협력해 본격적으로 실용위성을 시대를 연 1999년 ‘다목적실용위성 아리랑1호',  우리나라가 주도적으로 개발한 인공위성 ‘다목적실용위성 아리랑 2호’, 그리고 앞으로 발사 예정인 ‘아리랑 5호’와 ‘아리랑3호’까지, 아마 익히 들으셨으리라 생각됩니다.

이것 외에도 우리나라 인공위성의 역사인 ‘우리별1호’와 민간분야의 첫 상용위성‘무궁화위성1호’ 소형과학실험위성인 ‘과학기술위성1호’까지~ 와! 위성의 종류가 참 많은데요. 이번 국가과학기술위원회 기자단의 견학에는 ‘아리랑 3호’와 ‘아리랑5호’에 집중했답니다! 

 우선 항우연 연구원 안에 전시된 모형들부터 살펴보았습니다. 가장 먼저 모습을 드러낸 건, ‘스마트 무인기’군요. 조종사가 타지 않은 이 무인기는 앞으로 재난재해 지역 같은 위험한 곳에서 안전하게 임무를 수행하게 되는데요. 국토의 70% 정도가 산인 우리나라에서는 특히 쓸모가 많을 것이라고 합니다. 1000억 정도의 예산이 쓰인 이 스마트 무인기는 내년에 완성된다고 하네요.

스마트 무인기

스마트 무인기를 살펴보는 기자단

이번에는 여러 가지 위성입니다. 인공위성의 종류에는 지구관측위성, 항법위성, 기상위성, 과학위성, 통신위성이 있는데요. 지금 우주에는 우리나라의 아리랑위성 2호와 천리안위성이 지구를 돌면서 원격탐사와 기상관측을 하고 있습니다. 그 덕분에 우리가 더욱더 편리하고 안락한 생활을 할 수 있는 거겠죠? 우리나라는 앞으로도 아리랑 위성 5호와 3호를 쏘아 올려 더 많은 정보와 혜택을 얻게 될 것입니다.

우리 인공위성을 설명하는 노형일 행정원

자, 그럼 우리 함께 아리랑 위성 5호와 3호를 보러 가볼까요?

잠깐, 아리랑 5호를 보러 들어가기 위해 우리 모두 하얀 옷(?)을 입고 밀폐된 공간에서 바람 같을 것을 쐬었는데요, 바로 전자파를 차단하고 먼지를 털어내기 위해서라고 합니다. 이런 과정을 거쳐, 드디어 아직 공개되지 않은 아리랑 5호를 우리 기자단이 눈앞에서 직접 보게 되었습니다! 아리랑 5호의 웅장함 앞에서 우리들은 귀를 쫑긋 세우고 김진희 다목적실용위성5호 체계팀장의 설명을 듣기 시작했습니다. 아리랑 5호는 영상레이더(SAR)를 달아 밤과 낮, 기상상태 등에 아무 관계없이 전천후로 영상을 얻을 수 있는 위성으로, 이전의 아리랑 2호와 3호가 밝고 맑은 날에만 사진을 찍을 수 있었다면 이 5호는 원하는 때에 지상의 영상을 얻을 수 있는 능력을 가진 위성이랍니다.

아리랑 5호

김진희 다목적실용위성5호 체계팀장

이번엔 아리랑 3호입니다. 헛~! 이 뾰족하게 생긴 것은 무엇일까요? 바로 ‘언에코’라는 건데요. 탄소 코팅되어서 모든 걸 반사하지 않고 흡수한다고 합니다. 아리랑 3호는 2호보다 사진촬영 능력이 높아진, 해상도 70cm급의 고해상도 관측 위성입니다. 이 위성으로 지상의 자전거 정도까지 확인할 수 있다고 하는데요, 지금은 전자파 시험을 하며 위성이 잘 작동하는지와 우주에서 노출되었을 때의 상황을 실험하고 있다고 하네요.




 

벽에 뾰족뾰족 붙어있는 '언에코'


 이렇게 아리랑 5호와 3호를 신나게 구경한 후 위성종합관제실로 발걸음을 옮겼습니다. 관제실 안에서는 실시간으로 영상이 바뀌면서 여러 명의 연구원들이 모니터링을 하고 있었습니다. 백현철 선임연구원의 말씀에 따르면 다목적 실용위성이 한반도 지도제작을 위한 촬영을 100% 완료했고, 또한 국토 모니터링과, 대기와 해양 감시, 재해감시, 북한영상 및 세계주요 도시 영상에 대한 다량의 데이터도 구축했다고 합니다. 이와 같은 위성영상자료들이 앞으로의 연구업무의 중심역할을 수행할 테니, 그 중심축에 자리한 이 위성종합관제실의 역할이 무엇보다 크다는 생각이 들었습니다.

자, 이렇게 항우연 견학을 모두 마쳤습니다. 평소에는 접해보지 못했던 많은 정보를 한꺼번에 보고 들어서인지 다들 머릿속에 과부하가 오기 시작했답니다. 하지만, 항우연이라는 곳에 대해서 속 깊이 들여다 볼 수 있는 좋은 기회였던 것 같습니다.

경험만큼 값비싼 지식과 지혜는 없다고 하죠! 항우연에서 보고 배운 것들을 다른 친구들에게도 알려 우리나라 항공우주연구에 관심이 많아졌으면 하는 바람입니다.

글 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 조선율
사진 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 최형일, 하상윤

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