|괴운잡기| 한국 우주산업과 인공위성 – 권해조 논설위원

지난 2월19일 오전 7시 18분 남미 프랑스령 기아나 우주기지에서 국내 독자기술로 개발한 해양 및 환경 관측 정지궤도위성 천리안 2B호가 프랑스의 아리안 5ECA발사체에 실려 성공적으로 발사되었다.
우리나라는 2018년 12월 4일 오전 3시 34분경 미국 캘리포니아 반덴버그 공군기지에서 미국 스페이스 X의 ‘팰컨9 블록5’ 로켓으로 한국형 차세대 소형 위성 1호가 발사 하는데 성공하고, 다음날인 12월 5일 오전 5시40분경 한국이 독자 개발한 정지궤도위성인 천리안 2A호를 남미의 프랑스령 기아나 우주센터에서 프랑스 발사체 ‘아리안5ECA’ 로켓에 실어 발사에 성공했다.
차세대 소형위성 1호는 국내 첫 표준소형위성으로 향후 2년간 우주방사선을 측정하고, 별을 관측하는 등 과학연구와 우주용 고속처리장치, 위성자세 제어용 반작용 휠 등 KAIST를 포함한 국내대학, 기업이 개발한 핵심 부품들이 제대로 작동하는지의 검증하는 임무를 수행한다. 천리안 2A호 위성은 2010년 6월부터 운용중인 통신해양기상위성 ‘천리안 1호’를 대체한 쌍둥이 위성 2기(2A,2B)중의 하나로 우주기상관측용이고, 2B위성은 해양환경 관측용으로 2019년 말에 발사 예정이었으니 지연되었다.
이번에 성공한 천리안 2A호 위성은 지구에서 3만 6천km 떨어진 상공에서 지구의 자전속도와 비슷한 속도로 주행하면서 앞으로 10년간 하루 10회 한반도 주변 해양환경과 미세먼지 등 대기오염물 농도를 관찰할 예정이다. 앞으로 6개월간 시험비행을 거친 뒤에 천리안 1호에 비하여 해상도가 4배 향상된 고화질 컬러 영상을 18배 빠른 속도로 지상에 전달하여 기상분석의 정확도 향상에 크게 기여 할 것이며, 기상분석에 필요한 강수량, 적설량, 황사와 오존 등 국민생활에 밀접한 다양한 기상정보를 신속 정확하게 제공할 것이다. 한편 이 궤도에는 일본의 히마와리(向日葵) 기상위성과, 북한의 미사일발사를 탐지하는 미국의 조기경계 위성도 같이 있다.
우리나라의 우주산업은 1989년에 개설한 KAIST 인공위성 연구센터가 영국 서리대와 교류 개발한 한국최초 위성인 ‘우리별 1호’를 1992년 8월에 발사하면서 시작되었다. 무게 48.6kg의 책가방 크기의 초소형 위성으로 상업용목적보다 지표면 촬영과 음성자료 교신 등 과학 및 기술실험을 위한 것이었다. 그 기술로 1993년 최초 국내제작위성인 ‘우리별 2호’를 발사했고, 7년 뒤인 1999년에는 국내기술로 설계부터 제작까지 한 고유위성 ‘우리별 3호’를 발사하여 독자적인 인공위성 개발국이 되었다.
그리고 2003년 천문우주관측용 위성인 ‘과학기술위성 1호’를 발사하면서 실용적인 과학위성을 보유하게 되었다. 그리고 2009-2010년 나로호 탑재 최초 국내발사를 시도한 과학기술위성 2호 발사는 실패했으나, 2013년 나로 과학위성 3호 발사는 성공하였다. 또한 2018년 차세대 소형위성 1호를 발사에 성공하였고 2022년 차세대소형위성 2호를 발사할 예정이며, 2020년 말로 예정했던 한국최초 달 탐사선(궤도선)은 설계변경 등으로 발사계획이 2022년 7월로 연기되었다.
한편 발사체도 비슷한 시기인 1990년부터 개발했다. 1993년 두 차례 발사된 ‘KSR-1’발사체는 길이 6.7m, 무게 1.3톤인 소형 1단 고체추진제로 ‘과학로켓(사운딩 로켓)이다. 그 후 1997년과 1998년에 길이 11m 고체추진 2단형 과학로켓 KSR-2 발사에 성공하고, 2003년 길이 14m의 액체추진 로켓 ‘KSR-3’ 개발에 성공했다. 그러나 이것으로는 소형위성에만 사용가능하여, 100kg이상의 소형 인공위성을 지구 저궤도에 올릴 수 있는 발사체인 ‘나로호’를 2002-2013년 러시아와 공동으로 개발하였다. 그러나 2009년 8월과 2010년 6월 두 차례 발사에 실패했으며, 2013년 1월 3차 발사에 성공하였다. 그리고 작년 11월 28일 1.5톤 급 실용위성용 한국형 발사체(KSLV-II) ‘누리호’의 주 엔진 성능 검증을 위한 시험발사에도 성공했다.
그러나 한국형 발사체는 아직 초보단계로 2012년 2월에 위성모형을, 10월에 실제 위성을 누리호로 쏘아 올릴 예정이며, 이를 바탕으로 향후 대형 정지궤도 위성발사체도 개발할 예정이다. 최소 1.5톤인 인공위성을 발사할 수 있는 한국형 로켓의 완성과 5톤 이상 인공위성을 정지궤도에 올릴 수 있는 수준이 되어야 진정한 우주 선진국의 반열에 오를 수 있게 된다. 향후 한국의 우주산업 역량은 2021년 1.5톤 인공위성을, 2040년이 되어야 5톤 이상의 인공위성 발사체에 성공할 것으로 보고 있다. 다음목표는 2021년 1,5톤의 한국형중형위성을 한국형 발사체 ’누리호‘에 실어 발사에 성공하는 것이다.
한편 우리나라는 세계 5번째로 초소형 합성개구(開口) 레이더(SAR) 보유국으로 안테나길이 9.1m, 무게 1.3톤의 SAR위성 아리랑 5호를 운용 중에 있다. 초소형 위성은 대형위성에 비해 성능이 떨어지지만 적은 개발비용으로 위성의 역할을 하는 것이 장점으로 전 세계 1,116대를 발사되었고, 한국은 17대를 발사했다.
천리안 2A와 2B의 본체와 각종 시스템은 한국항공우주연구원과 한국항공우주산업, AP우주항공 등 국내 33개 기업과 경희대 등이 공동 개발하였다. 그리고 조립, 성능시험, 발사준비 등도 모두 국내기술로 이루어졌다. 한국 우주산업 발전에 기여한 기관과 기술진에 감사를 드리며, 조속한 우주선진국의 꿈이 달성되길 기대한다.