최성봉 한국항공우주연구원 통신해양기상위성사업단장
1990년대 초, 한국의 인공위성사업이 막 시작되기 시작할 무렵, 우리의 기술로 인공위성을 제작해 우주공간에 띄운다는 계획에 대하여 개인적으로 간절한 바람이었지만 그것은 꿈이라고 생각했다. 15여년이 지난 지금 우리나라는 어느덧 11기의 위성을 띄워 올린 위성 강국이 되었고 무엇이든 할 수 있다는 자신감을 갖게 됐다.
국내의 위성기술은 계속 발전해 왔고 매번 위성이 발사될 때마다 새로운 기술이 적용됐으며, 새로운 의미를 가지며, 이를 위해 수많은 기술자들이 밤낮을 가리지 않고 땀을 흘린다.
이러한 위성 기술발전의 중심에 2009년 6월 발사예정인 통신해양기상위성이 있다. 통신해양기상위성은 지금껏 국내에서 발사된 위성과 비교해 여러 기술적인 면에서 차별화 된 의미를 가지며 프로그램의 성공은 국내 인공위성 역사에 새로운 획을 긋는 것을 의미한다.
그 첫 번째 의미는 통신해양기상위성은 국내의 기술진이 대거 설계에 투입되고 국내에서 조립된 국내 최초의 정지궤도위성이라는 점에 있다. 정지궤도위성은 지구의 자전속도와 동일한 속도로 지구 주위를 공전하기 때문에 하루 24시간 지속적으로 일정지역의 지구를 관찰하고 통신, 방송 등의 서비스를 제공할 수 있는 위성이다.
이를 위해 저궤도 위성보다 더 높은 고도인 3만6000km에 위성을 위치시켜야 한다. 또한 정밀 궤도 및 자세 제어기술을 요구하며 24시간 연속 서비스를 위하여 더 높은 안정성을 요구한다.
저궤도 위성의 경우는 우리별 위성 및 아리랑 위성의 개발을 통하여 상당한 기술적인 성과를 이룬 것이 사실이고 독자적 모델의 보유에 성공했다. 하지만 정지궤도위성의 경우는 상황이 매우 열악하다. 무궁화위성 1, 2, 3 호와 2006년 8월 발사된 민군공용 통신위성인 무궁화위성 5호가 있지만 이들 위성의 경우는 해외업체를 통해 구매를 했기 때문에 국내의 독자적인 모델을 확보하는데 까지는 미치지 못했다.
지금까지 우리기술로 만들어진 위성은 모두 저궤도 위성인 것이다. 이러한 아쉬운 시기에 통신해양기상위성 프로그램을 통하여 많은 국내 기술진들이 설계에 직접 투입됨으로써 국내 독자적 정지궤도위성 모델을 보유할 수 있는 기반을 마련한 것으로 매우 의미 있는 일이라 하겠다.
두 번째로 통신해양기상위성은 전통적으로 `정지궤도위성은 통신위성이다' 라는 틀을 벗어버렸다. 통신탑재체 뿐만 아니라 지구관측을 위한 광학탑재체를 장착하고 있다. 그것도 두 개의 서로 다른 광학탑재체, 즉 해양탑재체와 기상탑재체를 장착한 복합정지궤도위성이다. 정지궤도위성에 여러 개의 통신탑재체를 장착하는 것은 기술적으로 그다지 문제가 될 것이 없다. 문제는 정지궤도위성에 광학탑재체를 장착하거나 더 나아가 다른 기종의 광학탑재체를 동일 플랫폼에 장착하는 경우에 발생한다.
정지궤도용 광학탑재체는 고정밀 지향을 요구하는 반면, 내부적으로 섭동을 유발하는 기계적 구동부를 포함하고 있기 때문에 이 기종의 광학탑재체를 같은 플랫폼에 장착할 경우 상호 기계적 간섭으로 인하여 영상품질의 저하가 나타난다.
또한 이들 광학 탑재체는 24시간 연속적으로 임무를 수행해야 하기 때문에 두 광학탑재체간의 기계적 간섭을 해소하기 위해 교대로 운용하는 개념은 절대적으로 용납이 되질 않는다.
통신해양기상위성은 기계적인 간섭에 대한 영향을 초단위로 면밀히 분석하고 이 문제를 제거하기 위한 설계를 완료하여 적용했다. 이러한 복합정지궤도위성의 설계기술은 단지 설계상의 난이도나 기술상의 우월성에 그 의미가 있는 것이 아니라 앞으로의 수요나 현재 관련기술의 희귀성을 생각해 볼 때 더 큰 의미가 있을 것으로 전망된다.
마지막으로 통신해양기상위성의 외형을 살펴보자. 많은 사람들이 말하는 위성의 날개가 하나밖에 없는 것이다. 통상적으로 정지궤도위성의 경우 남북 대칭형으로 두 개의 태양전지판을 장착한다. 이는 태양풍에 의한 자세교란을 상쇄시키기 위한 목적에서다. 하지만 광학탑재체를 장착한 정지궤도위성의 경우는 탑재체가 좋아하는 저온의 열적환경을 제공하기 위해 광학탑재체와 같은 면에 태양전지판을 장착할 수 없다. 태양전지판의 복사열이 탑재체에 유해한 영향을 미치기 때문이다.
통신해양기상위성의 경우는 구조를 단순화하기 위해 강력한 자세제어 시스템을 적용하여 태양풍의 영향에 능동적으로 대처하도록 설계하였다. 이러한 고정밀 광학탑재체를 장착한 정지위성의 고성능 자세제어기술은 국내의 위성 자세제어설계 기술을 한 단계 높이는 전환점이 될 것이며 세계적으로도 GOES 위성에 이어 또 하나의 중요한 사례로 기록될 것이다.
이러한 기술적 가치로 통신해양기상위성에 대하여 긍지를 가져도 좋을 것이다. 그러나 이러한 기술적인 차별성 뒤에 위험요소가 도사리고 있음을 잊지 말아야겠고 이에 대처하기 위해 더 많은 준비와 노력이 요구된다.
1990년대 초, 한국의 인공위성사업이 막 시작되기 시작할 무렵, 우리의 기술로 인공위성을 제작해 우주공간에 띄운다는 계획에 대하여 개인적으로 간절한 바람이었지만 그것은 꿈이라고 생각했다. 15여년이 지난 지금 우리나라는 어느덧 11기의 위성을 띄워 올린 위성 강국이 되었고 무엇이든 할 수 있다는 자신감을 갖게 됐다.
국내의 위성기술은 계속 발전해 왔고 매번 위성이 발사될 때마다 새로운 기술이 적용됐으며, 새로운 의미를 가지며, 이를 위해 수많은 기술자들이 밤낮을 가리지 않고 땀을 흘린다.
이러한 위성 기술발전의 중심에 2009년 6월 발사예정인 통신해양기상위성이 있다. 통신해양기상위성은 지금껏 국내에서 발사된 위성과 비교해 여러 기술적인 면에서 차별화 된 의미를 가지며 프로그램의 성공은 국내 인공위성 역사에 새로운 획을 긋는 것을 의미한다.
그 첫 번째 의미는 통신해양기상위성은 국내의 기술진이 대거 설계에 투입되고 국내에서 조립된 국내 최초의 정지궤도위성이라는 점에 있다. 정지궤도위성은 지구의 자전속도와 동일한 속도로 지구 주위를 공전하기 때문에 하루 24시간 지속적으로 일정지역의 지구를 관찰하고 통신, 방송 등의 서비스를 제공할 수 있는 위성이다.
이를 위해 저궤도 위성보다 더 높은 고도인 3만6000km에 위성을 위치시켜야 한다. 또한 정밀 궤도 및 자세 제어기술을 요구하며 24시간 연속 서비스를 위하여 더 높은 안정성을 요구한다.
저궤도 위성의 경우는 우리별 위성 및 아리랑 위성의 개발을 통하여 상당한 기술적인 성과를 이룬 것이 사실이고 독자적 모델의 보유에 성공했다. 하지만 정지궤도위성의 경우는 상황이 매우 열악하다. 무궁화위성 1, 2, 3 호와 2006년 8월 발사된 민군공용 통신위성인 무궁화위성 5호가 있지만 이들 위성의 경우는 해외업체를 통해 구매를 했기 때문에 국내의 독자적인 모델을 확보하는데 까지는 미치지 못했다.
지금까지 우리기술로 만들어진 위성은 모두 저궤도 위성인 것이다. 이러한 아쉬운 시기에 통신해양기상위성 프로그램을 통하여 많은 국내 기술진들이 설계에 직접 투입됨으로써 국내 독자적 정지궤도위성 모델을 보유할 수 있는 기반을 마련한 것으로 매우 의미 있는 일이라 하겠다.
두 번째로 통신해양기상위성은 전통적으로 `정지궤도위성은 통신위성이다' 라는 틀을 벗어버렸다. 통신탑재체 뿐만 아니라 지구관측을 위한 광학탑재체를 장착하고 있다. 그것도 두 개의 서로 다른 광학탑재체, 즉 해양탑재체와 기상탑재체를 장착한 복합정지궤도위성이다. 정지궤도위성에 여러 개의 통신탑재체를 장착하는 것은 기술적으로 그다지 문제가 될 것이 없다. 문제는 정지궤도위성에 광학탑재체를 장착하거나 더 나아가 다른 기종의 광학탑재체를 동일 플랫폼에 장착하는 경우에 발생한다.
정지궤도용 광학탑재체는 고정밀 지향을 요구하는 반면, 내부적으로 섭동을 유발하는 기계적 구동부를 포함하고 있기 때문에 이 기종의 광학탑재체를 같은 플랫폼에 장착할 경우 상호 기계적 간섭으로 인하여 영상품질의 저하가 나타난다.
또한 이들 광학 탑재체는 24시간 연속적으로 임무를 수행해야 하기 때문에 두 광학탑재체간의 기계적 간섭을 해소하기 위해 교대로 운용하는 개념은 절대적으로 용납이 되질 않는다.
통신해양기상위성은 기계적인 간섭에 대한 영향을 초단위로 면밀히 분석하고 이 문제를 제거하기 위한 설계를 완료하여 적용했다. 이러한 복합정지궤도위성의 설계기술은 단지 설계상의 난이도나 기술상의 우월성에 그 의미가 있는 것이 아니라 앞으로의 수요나 현재 관련기술의 희귀성을 생각해 볼 때 더 큰 의미가 있을 것으로 전망된다.
마지막으로 통신해양기상위성의 외형을 살펴보자. 많은 사람들이 말하는 위성의 날개가 하나밖에 없는 것이다. 통상적으로 정지궤도위성의 경우 남북 대칭형으로 두 개의 태양전지판을 장착한다. 이는 태양풍에 의한 자세교란을 상쇄시키기 위한 목적에서다. 하지만 광학탑재체를 장착한 정지궤도위성의 경우는 탑재체가 좋아하는 저온의 열적환경을 제공하기 위해 광학탑재체와 같은 면에 태양전지판을 장착할 수 없다. 태양전지판의 복사열이 탑재체에 유해한 영향을 미치기 때문이다.
통신해양기상위성의 경우는 구조를 단순화하기 위해 강력한 자세제어 시스템을 적용하여 태양풍의 영향에 능동적으로 대처하도록 설계하였다. 이러한 고정밀 광학탑재체를 장착한 정지위성의 고성능 자세제어기술은 국내의 위성 자세제어설계 기술을 한 단계 높이는 전환점이 될 것이며 세계적으로도 GOES 위성에 이어 또 하나의 중요한 사례로 기록될 것이다.
이러한 기술적 가치로 통신해양기상위성에 대하여 긍지를 가져도 좋을 것이다. 그러나 이러한 기술적인 차별성 뒤에 위험요소가 도사리고 있음을 잊지 말아야겠고 이에 대처하기 위해 더 많은 준비와 노력이 요구된다.
