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[우주강국의 꿈①] "위성의 명당 '정지궤도'를 선점하라"…천리안 2호 발사 준비 '착착'

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등록 2016-07-11 07:00:00  |  수정 2016-12-28 17:20:43
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【대전=뉴시스】함형서 기자 = 지난 1일 오후 대전 유성구 한국항공우주연구원 대형위성 조립실에서 연구원들이 정지궤도 복합위성 천리안 2호를 조립 및 시험을 하고 있다. 2016.07.11. foodwork23@newsis.com
기상·우주기상 관측용 천리안 2A호…2018년 5월 발사 해양·환경 관측용 천리안 2B호…2019년 3월 발사

【서울=뉴시스】 이진영 기자 = 지난 1일 대전 유성구에 있는 항공우주연구원의 위성시험동. 국내 두 번째 정지궤도위성 '천리안 2호'의 개발이 이뤄지고 있는 현장이다.

 10여명의 연구원들이 머리끝부터 발끝까지 방진복을 입고 한 작업장 탁자 위에서 천리안 2호 본체의 전력을 생성하고 배분할 전력계 부품들을 테스트하고 있다. 국내 유일의 인공위성 조립 시설인 위성시험동에 들어가기 위해 이들 연구원들은 매번 방진복으로 온몸을 감싼 후 강한 바람으로 먼지를 떨어내는 '에어샤워'를 한다.

 수년간 우주 공간에서 임무를 수행할 위성에는 작은 먼지조차 허용되지 않기 때문이다. 이뿐만 아니라 상시적으로 청진시설을 가동해 먼지 발생을 최소화하고 있다.    

 위성 구성품들의 조립 중간 단계마다 극한의 우주 상황을 재현한 점검이 수천번씩 이뤄지는 곳도 바로 이 위성시험동이다. 우주로 쏘아올라질 때 발생하는 엄청난 진동과 소리를 감당할 수 있는지를 점검하는 가진기, 태양이 비추는 곳과 그렇지 않은 곳의 온도 격차(-180~+120도)를 이겨낼 수 있는지를 체크하는 열진공시험방 등 세계 6~7위권의 인공위성 개발 기술력을 보유한 국가의 위성기술 요람답게 각종 첨단 시설이 완비돼 있다. 

 우리나라는 1996년 국가 우주개발계획인 '우주개발중장기기본계획'을 처음 수립, 선진국보다 50년가량 늦게 우주사업에 뛰어든 후 이제는 '선진국형 위성'이라고 할 수 있는 정지궤도위성의 국산화율을 단계적으로 높이며 우주강국의 꿈 실현을 앞당기고 있다.

 앞서 우리나라는 2010년 6월 통신·해양·기상 관측용인 천리안위성 1호를 발사, 미국, 유럽, 일본, 인도, 중국, 러시아에 이어 세계에서 7번째 정지궤도위성 보유국이 됐다. 국내에서 개발된 최초의 정지궤도 위성이라고 불리지만 프랑스 상업위성업체 아스트리움과 공동으로 개발해 '메이드 인 코리아'(made in Korea)라고 하기엔 무리가 있다.

◇1호와 달리 총기술 책임져…핵심기술 자립화 의의

 총 7200억원의 대규모 개발비가 투입된 천리안위성 2호는 2011년 7월부터 개발을 시작해 지난 5월 설계를 마치고 총조립 및 시험 단계에 들어갔다.

 천리안위성 2호는 핵심기술 개발 자립도를 한 차원 더 끌어올린 것이 특징이다. 항우연 이상률 정지궤도복합위성사업단장은 "현재 가장 주력으로 개발하고 있는 천리안위성 2호는 1호와 달리 우리가 최종 기술책임을 지고 있어 사실상 첫 자립 정지궤도위성이라고 할 수 있다"라며 "관측 업무를 직접 수행하는 탑재체는 미국, 독일 등과 공동으로 만들고 있지만 탑재체가 업무를 수행하기 위한 모든 서비스를 제공하는 '본체'(bus)와, 탑재체와 본체를 총괄하는 '위성시스템'은 우리가 독립적으로 제작하고 있다"고 설명했다.

 하지만 천리안위성 2호도 여전히 탑재체(관측카메라, 통신방송중계기, 과학실험장비 등 임무를 직접 수행하는 부분)와 발사체는 해외에 의지하고 있다. 위성기술의 완전한 자립화까지는 갈 길이 멀다.

 절반의 국산화에도 천리안위성 2호의 발사가 시급한 이유는 천리안위성 1호의 수명이 다하고 있기 때문만이 아니다. 

 우선 우주에는 총성 없는 정지궤도위성전(戰)이 벌어지고 있다. 지구 적도 상공 3만6000km에 띄우는 정지궤도위성은 지구 자전과 같은 빠르기로 회전한다. 정지궤도위성이라는 명칭처럼 지상에서 보면 정지해 있는 것처럼 보인다. 이렇게 늘 지구의 한 방향을 넓게 바라볼 수 있어 기상관측, 통신, 중계 등에 주로 활용된다.

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【대전=뉴시스】함형서 기자 = 지난 1일 오후 대전 유성구 한국항공우주연구원 대형위성 조립실에서 연구원들이 정지궤도 복합위성 천리안 2호를 조립 및 시험을 하고 있다. 2016.07.11. foodwork23@newsis.com
 그런데 정지궤도는 1000km 미만의 저궤도, 약 1만km 중궤도와 달리 공간의 제약이 크고, 고도도 월등히 높아 이 궤도로 위성을 쏘아올리려면 더 높은 기술력을 요구한다.

 KAI 이창한 우주사업팀장은 "정지궤도위성이 위치하는 궤도는 하나뿐이어서 선착순으로 배정되고 있다"며 "각국에서는 이 골든라인의 명당자리에 쏘아 올리기 위해 치열한 선점 경쟁을 벌이고 있다"고 전했다.

 천리안위성 2호는 미세먼지 등을 볼 수 있는 환경관측 기능이 추가돼 일상생활에 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 천리안위성 2호는 기상·우주기상 관측용 '2A호'와 환경·해양 관측용 '2B호' 두 개를 동시에 개발하고 있다.

 발사 계획 시점이 2018년 5월인 천리안위성 2A호는 태풍, 폭설, 호우, 안개, 우주기상, 화산활동 등을 관측한다. 천리안위성 1호보다 해상도가 4배 이상으로 한반도 기상관측을 통해 기상예보 및 장마철 집중호우 등 기상특보를 더욱 빠르게 제공할 수 있어 국민의 안전에 기여할 것으로 예상된다.

◇ 미세먼지 동향 및 원인 밝히는 데 핵심 기초자료 제공 기대

 2019년 3월에 쏘아 올려질 천리안위성 2B호는 세계 최초의 정지궤도 환경관측위성으로 최근 주변국으로부터 미세먼지 유입 등 대기환경의 급격한 악화에 대해 더 정확하게 사전 예보해 국민건강을 지켜줄 것으로 전망된다. 

 이상률 단장은 "우리나라는 물론 중국과 일본까지도 관측할 수 있는 천리안위성 2B호는 오존, 이산화황, 이산화질소, 에어로졸(미세먼지) 등 오염 물질의 움직임을 24시간 동안 관측할 수 있다"며 "원인 파악에 어려움을 겪는 미세먼지 문제에 주요 기초 자료를 제공할 수 있을 것"이라고 말했다.

 천리안위성 2호는 정부가 중장기 목표로 한 산업체 주도의 우주산업 개발 추진 시기를 앞당겼다는 데서도 의의가 있다. 천리안 2호에는 정부 연구기관인 항우연뿐 아니라 KAI, 두원중공업 등 민간기업 33곳도 함께 개발에 참여했다. 우주산업이 미래 먹거리가 되기 위해서는 정부와 정부 출연 연구기관 주도가 아닌 민간기업 중심의 우주산업 생태계가 형성돼야 한다는 목소리가 높은 상황이다.

 KAI 이재우 우주무인체계개발실장은 "KAI는 위성본체의 전력계 핵심부품, 위성의 뼈대인 구조계, 위성의 두뇌에 해당하는 탑재컴퓨터, 탑재체의 구조물, 위성체 전체에 전력과 명령 데이터들을 실핏줄같이 전달하는 하니스 등 천리안 2호를 국산화하는 핵심 부품 대부분을 담당하고 있다"며 "이번 천리안위성 2호 개발에서 축적한 역량은 향후 정지궤도위성의 후속 위성들을 국내 독자로 개발을 가능하게 하는 밑거름이 될 수 있을 것"이라고 강조했다.

 우리나라는 전략적 위성개발로 국가안보 등 공공수요 대응 및 우주기술 자립화 기반 마련을 위해 천리안위성 2호 외에도 다목적실용위성 6호, 다목적실용위성 7호, 차세대중형위성, 차세대소형위성 등도 지속 개발할 계획이다.

 한편 세계 각국이 지금까지 발사한 인공위성은 6000여기로 현재 850여기 이상이 운용되고 있는 것으로 추정된다. 최근에도 세계적으로 연간 약 150여기 이상의 위성이 발사되고 있다. 한국은 1992년 우리별 1호 발사 후 지속적으로 위성체를 개발 및 발사해 왔다. 국내 운용 중인 위성은 현재 아리랑 2호, 무궁화 5호, 천리안위성 1호, 올레 1호, 아리랑 3호, 아리랑 5호, 과학기술위성 3호, 아리랑 3A 등 총 8대이다. 

mint@newsis.com
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