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한국항공우주연구원과 KAIST 인공위성연구센터가 지난 1월 30일 성공적으로 발사된 나로과학위성이 궤도 정상 진입 후 촬영한 적외선 및 열영상을 공개했습니다.

이번에 공개된 영상은 나로과학위성의 성능 점검을 위해 촬영한 적외선탑재체의 시험영상으로 2013년 2월 17일 촬영한 우리나라 상공 영상과 2월 21일 촬영한 중국 상공 영상입니다.

※ 아래 모든 사진은 한국항공우주연구원 및 KAIST 인공위성연구센터에서 제공한 것입니다.

대한민국 상공, 2013.2.17중국 상공, 2013.2.21

2월 17일자 우리나라 영상은 약 500km 고도에서 촬영된 것으로, 정지궤도(고도 36,000km) 천리안위성 적외선영상과 비교할 때 센서가 정상적으로 동작함이 확인되었습니다.

적외선 영상센서의 해상도는 고도 300km에서 360m, 고도 1500km에서는 1800m 입니다.

나로과학위성에 탑재된 적외선 영상 센서는 지상용으로 사용되는 국산 적외선 검출기 소자 기술을 나로호탑재위성개발사업을 통해 우주급으로 개발한 것입니다.

나로과학위성과 천리안 위성 영상 비교(2.17일자)

 
적외선영상은 지표면의 온도추정이 가능해 적외선영상의 처리 및 실용화 기술 개발을 통한 산불탐지, 도시 열섬현상 및 홍수 피해지역 관측, 화산활동 감시 등과 기상ㆍ기후변화 대응, 재해재난 감시 등 다양한 분야에 활용이 가능합니다.

2.17일자 촬영영상의 온도 분포 변환 영상

 
나로과학위성은 2013년 1월 31일 03시 28분 KAIST 지상국과의 최초 교신에 성공한 후, 1개월의 초기 운용을 성공적으로 수행하고 3월부터는 정상운용을 시작합니다

초기운용기간 동안은 위성의 본체 기본 기능 점검과 탑재체의 기능 시험, 적외선 영상 센서를 이용한 지구 열 영상 자료 수집, 반작용 휠을 통한 자세제어 수행, 이온층 관측센서와 방사선량 측정 센서를 통한 초기 관측 자료 수집, 펨토초 레이저 발진기의 우주 시험 등을 성공적으로 진행됐습니다.

나로과학위성은 앞으로 1년 간의 정상운용 기간 동안 지구 타원궤도(300×1500km)를 하루에 14바퀴 돌며, 탑재된 이온층 관측센서와 우주방사선량 측정센서로 지구 주변의 우주환경을 관측하는 한편 이번 시험영상 촬영에 성공한 적외선탑재체를 이용하여 지구의 열 영상 자료 수집하여 기초연구를 지원할 예정입니다.

또한 펨토초 레이저, 자세제어용 반작용 휠, 적외선영상센서, 태양전지판과 전개용 힌지 등 국산기술의 우주환경 검증을 수행하여 펨토초 레이저 발진기를 통한 우주환경에서의 절대거리 측정기술, 세계 최초의 우주 레이저 광원 기술 등을 확보할 예정입니다.

<나로과학위성 개요>

□ 사업개요
 ○ 사업기간 / 사업비 : '11.2~'13.2 / 20억원
 ○ 주관연구기관 : KAIST 인공위성연구센터
 ○ 주요추진경과
   - 사업착수('11.2), 시스템 요구사항 검토('11.3), 상세설계('11.5), 종합 기능 시험('11.11), 위성체 총조립('12.1), 선적 전 최종점검('12.7), 나로우주센터 이송('12.8), 발사장 시험 및 발사체 접속('12.9~)

□ 주요 제원
 ○ 무게 / 수명 : 100kg / 1년
 ○ 궤도 : 타원궤도 (300km × 1,500km) / 경사각 : 80도
 ○ 임무
   - 위성의 궤도진입 확인을 통한 나로호 발사 성공 여부 확인
   - 타원궤도의 장점을 활용할 수 있는 우주환경 관측임무
   - 우주기초?핵심기술개발의 국산화 우주 기술의 검증

<나로과학위성 적외선 영상 센서 시험 영상>

□ 적외선 영상 센서(IRS) 개요
 ○ 개요
   - 군사용으로 사용되는 국산 적외선 검출기 소자 기술을 나로호 탑재위성 개발사업을 통해 우주급으로 개발한 것으로 중파장 대역의 적외선(MWIR; 3~5μm) 감지 가능
 ○ 주요임무
   - 우주궤도 환경에서의 적외선 영상 획득을 통해 우주환경에서 운영 가능한 국산 적외선 센서에 대한 기술 검증
   - 지표면 또는 해수면에 대한 주, 야간 적외선 영상 획득

□ 대한민국 영상 개요
 ○ 촬영시기 : '13.2.17(일) 오후 1시 37분    
 ○ 촬영 시 위성 자세


 ○ 촬영 영상(좌에서 우로 연속 촬영된 영상임)


 ○ 2013년 2월 17일 (일) 오후 1시 37분에 촬영된 열 영상

 ○ 처리영상

IRS 영상 Gray 역상IRS 영상 Gray

IRS 영상 RainbowIRS 영상 Rainbow 역상

  
- 적외선 영상을 이용한 온도 분포 변환 영상


 ○ 적외선 영상 촬영 시점의 나로과학위성과 천리안 영상 비교

□ 중국상공영상 개요
 ○ 촬영시기 : '13.2.21(목) 오후 1시 49분
 ○ 촬영영상


 ○ 천리안 위성 적외선영상과의 비교


<나로과학위성 초기 교신 및 기능 점검 결과>

□ 초기교신 결과
 ○ 비콘 신호 수신
   - 나로호와 분리('13.1.30, 오후 4시 9분)된 후 노르웨이 지상국(트롬소)을 이용하여 1차 비콘 신호를 1월 30일 오후 5시 26분부터 5시 37분까지 수신 하였으며, 총 3번의 패스 기간 동안 성공적으로 수행
 ○ 초기접속
   - KAIST 인공위성연구센터 지상국에서 '13년 1월 31일 오전 3시 28분부터 3시 43분까지 초기 교신 성공
   - 위성의 주 컴퓨터 상태와 배터리의 전압, 태양전지판의 전력 생성 정보, 유닛별 전류 소모량 등 전력계의 상태와 열 제어계의 각 위치별 온도 분포 정보와 자세제어계의 상태정보 등 위성의 상태 정보(SOH)를 수신하여 위성이 정상상태임을 확인

□ 초기 운용 및 기능 점검 결과
 ○ 초기운영 : 1개월 간
   - 1주차 : 위성의 각 유닛별 기능 점검
   - 2주차 : 탑재체의 성능을 확인 (교신시간 실시간 운용)
   - 3주차 : 시나리오 기반의 운용 점검과 데이터 보정
   - 4주차 : 임무 계획 수립 절차에 의한 운용시험

□ 나로과학위성 탑재체 기능 시험 결과
  나로과학위성의 탑재체에 대한 기능 점검을 성공적으로 수행하였으며, 향후 임무 수행 계획에 따라 탑재체 운용을 수행할 예정임
 ○ 이온층관측센서(LP) : 랑뮈어 탐침(Langmuir Probe)을 이용하여 전자 밀도 및 전자 온도 등 이온층의 변화를 관측하는 센서로 1차, 2차 실시간 상태정보 수신 및 우주환경 관측 자료를 수신함
 ○ 우주방사선량 센서(SREM) : 위성의 궤도면 상에 존재하는 우주방사선에 의한 반도체 오류 및 누적 방사선량 측정하는 센서로 초기운용 기간 중 실시간 상태정보 수신 및 센서의 초기 관측자료를 수신함
 ○ 펨토초 레이저 발진기(FSO) : 광섬유를 이용한 펨토초(10-15초 : 1000조 분의 1초) 레이저의 클럭 발진 시험을 위한 탑재체로 초기운용 기간 중 실시간 상태정보 및 레이저 안정화 시험을 수행함
 ○ 적외선 센서(IRS) : 국산 적외선 소자로 구성된 센서로 한반도를 포함하여 지구의 열 영상 관측을 수행함(관측 영상 별첨)
 ○ 반작용 휠(RWA) : 모터의 회전자에 의한 모멘텀 회전 효과(Torque)를 이용해서 위성의 자세를 조정하는 구동기로 1차 회전속도(Speed) 제어 와 토크(Torque) 제어 동작 여부를 확인, 2차 휠을 이용한 위성의 자세제어 시험을 수행함



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한국항공우주연구원이 2013년 2월 18일 자 연합뉴스 "민주통합당 박홍근 의원은 18일 최근 북한 핵실험 당시 한반도 정밀관측 위성인 아리랑 3호가 국가정보원이 잘못된 좌표를 알려준 탓에 엉뚱한 곳을 찍은 것으로 드러났다고 밝혔다."는 기사에 대해 사실과 다르다고 해명했습니다.

해당기사에는 "국정원이 통보해준 장소가 실제 핵실험 장소와 10.08km 떨어진 곳이어서 아리랑 3호의 촬영범위(반경 8.5km)를 벗어났다"고 나옵니다.

그러나 한국항공우주연구원에 따르면 북핵 실험 당시 아리랑 3호는 핵실험장 전 지역에 대한 촬영이 가능하도록 중심 좌표가 설정되어 있던 상태였습니다.

촬영범위는 68km(길이)×15km(폭)으로, 기상청이 통보한 진앙지 역시 촬영 지역 내에 포함되어 성공적으로 촬영됐습니다.

핵실험 직후 아리랑위성 3호 촬영 영상 범위


그러나 촬영 당일 북한 핵실험 지역의 구름으로 촬영영상으로 지상관측은 불가능한 상황이었다고 한국항공우주연구원 측은 해명했습니다.

‘13.2.12. 13:15 함북 길주군 주변 기상영상(천리안 위성)


광학렌즈를 장착한 아리랑 3호는 야간 또는 구름 등의 기상 상태에서는 영상 확보가 불가능합니다.

한국항공우주연구원은 이를 보완하기 위해 레이더 촬영 위성인 아리랑 5호를 제작했지만, 현재 발사체를 맡은 러시아 측의 사정으로 발사가 지연되고 있는 상황입니다.

<관련글>
대한민국 인공위성, 아리랑 위성 시리즈   
http://daedeokvalley.tistory.com/51
아리랑 3호 소개                                 http://daedeokvalley.tistory.com/491
아리랑 3호 촬영 영상                          http://daedeokvalley.tistory.com/516
아리랑 3호 발사 순간                          http://daedeokvalley.tistory.com/495 

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2013년 1월 28일 오전 7시 15분 나로호가 조립동을 출발해 오전 8시 25분경 발사대로 이동을 완료했습니다.


이송된 나로호는 상단의 온도제어를 위하여 MTU(Mobile Thermostating Unit)를 이용해 공기 공급을 받고 발사대와 케이블마스트 연결 작업을 마쳤습니다.

MTU(Mobile Thermostating Unit)는 이동형 온도제어 장치로 발사체 1단 및 상단으로 온도와 습도에 맞는 공기를 공급하는 시스템입니다.

또 케이블마스트(Cable Mast)는 발사체와 발사대시스템의 전기적 연결, 가스 공급 등을 위해 설치된 기둥 모양의 구조물로, 발사체 이륙 시 발사체와 분리됩니다.

나로호와 발사대 케이블마스트의 연결은 이날 오후 12시 40분경 완료되었습니다.
  

이어 오후 나로호는 오후 2시 41분부터 이렉터를 이용하여 기립을 시작, 오후 3시 5분  완료했습니다.

나로호는 1월 29일 오전 9시 30분경부터 발사리허설을 수행합니다.

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나로호 3차 발사가 2013년 1월 30일로 정해졌습니다.

교육과학기술부는 1월 24일 열린 '나로호 3차 발사 관리위원회'에서 발사준비 상황과 기상예보 등을 고려할 때 이날 발사를 추진하기로 결정했습니다.

발사 예정 시간은 15시 55분부터 19시 30분 까지이며, 정확한 발사 시간은 당일 13시 30에 공개됩니다.

기상청에 따르면 30일 전남지방에는 비나 눈 예보가 없는 상태입니다.

만약 기상상황이 발사 준비에 차질을 줄 것으로 예상되거나, 발사 준비 과정에서 이상이 발생할 경우 최종 발사일은 변경될 수 있습니다.


□ 나로호는
현재 상단과 1단의 결합을 완료하고 상태 점검과 연계 시험 등을 정상적으로 진행 중입니다.

24일에는  발사운용 예행연습(Dry-run)이 실시되고 있습니다.

나로호에 탑재될 나로과학위성은 1월 16일부터 KAIST 인공위성연구센터에서 지상국 운용 리허설을 실시해 위성과의 교신 과정을 점검 중입니다.

나로호는 발사 준비 작업이 정상적으로 진행되면 1월 28일 발사체조립동에서 발사대로 이송되고, 1월 29일 발사리허설을 거친 후, 1월 30일에 발사가 이루어지게 됩니다.


<관련글>

2012년 11월 나로호 발사 중단 원인 http://daedeokvalley.tistory.com/576

 

 

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세번째 도전에 나서는 나로호 3차 발사 시간이 29일 오후 4시로 확정됐습니다.

교육과학기술부와 항공우주연구원은 29일 오후 1시 30분 전남 고흥 나로우주센터에서 공식 브리핑을 통해 나로호 발사 시간을 공개했습니다.

교과부는 앞서 오전 11시 발사관리위원회를 열고 기술적 준비가 문제 없이 끝났고, 기상 상황도 발사에 지장 없을 것으로 판단한 바 있습니다.

또 28일 한·러 비행시험위원회(FTC)는 이날 실시된 발사 리허설 분석 결과 특이사항이 없어 나로호 발사가 기술적으로 가능함을 확인했습니다.

이제 남은 절차 중 가장 중요한 것은 나로호 1단에 추진제를 주입하는 작업입니다.

발사가 확정되면 나로호에는 헬륨을 비롯해 케로신, 엑체산소 순으로 연료가 주입됩니다.

특히 발사 2시간 전 영하 183℃의 극저온 엑체산소를 공급하기 위해서는 연료관과 연료탱크를 미리 냉각시켜야 합니다.

이 작업이 끝나면 발사 15분 전부터 자동 카운트다운에 돌입하게 됩니다.

아침까지 짙은 구름이 끼면서 우려가 되었던 기상 상황은 크게 호전되고 있습니다.

29일 오후 1시 30분 현재 전남 고흥 나로우주센터 기상은 오전 내내 두터웠던 구름이 걷히는 중이며, 오후 4시에는 기온 5℃, 풍속은 초속 5m로 예상되고 있습니다.

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교육과학기술부가 26일 오후 3시 전남 고흥 나로우주센터에서 긴급 기자회견을 열었습니다.

지금까지 파악한 바로는 헬륨은 로켓에 가장 먼저 주입돼 로켓의 각종 벨브를 구동시키는 역할과, 연료탱크를 내부를 가압시켜 원활한 작동을 돕는 역할을 하는데, 이날 발사 준비 작업 중 헬륨가스 공급 압력(220bar)를 견디지 못한 고무 실링이 파손됐다고 합니다.

일단 이날 이주호 교육과학기술부 장관과 포포브킨(Popovkin) 러시아 연방우주청장이 환담을 통해 철저하게 준비한 후 발사를 다시 추진하는 것으로 의견을 나눴다고 합니다.

나로호 3차 발사 일정이 크게 늦춰질 전망입니다.

나로호 재발사는 절차 상 카운트를 고려할 때, 이번 이상이 단순 부품 교환으로 처리된다고 가정해도 최소 오는 31일 이후에나 가능합니다.

그러나 다른 주변 부위 점검과 고무 실링 원인 파악 등을 할 경우 발사 시기는 더욱 오래 연기될 수도 있습니다.

26일 오후 3시 현재 나로호는 기립 상태에서 다시 눕혀져 조립동으로 이동 중입니다.

조립동 도착 예정 시간은 이날 오후 7시, 그리고 곧 조사에 착수할 예정입니다.

이날 한·러 기술진이 파악한 결과 나로호 1단부와 발사대를 잇는 연료공급 포트에서 헬륨가스 주입부의 이상이 확인됐습니다.

자세한 결과는 조립동에서 기술적 분석을 거쳐야 합니다.

일단 한국항공우주연구원은 발사체 내부의 문제가 아니고 발사체와 발사대를 연결하는 접촉 부위에서 일어난 현상이기 때문에 그것을 교체하면 될 것으로 판단하고 있습니다. 

<조광래 나로호발사추진단장과의 1문 1답>

 

-손상 부위와 정도는 어떤가?
“나로호에는 산화제와 케로신 포트가 하나씩 있는데, 여기에 헬륨과 질소 공급 배관이 함께 있다. 이 중 헬륨을 공급하는 포트에서 누설이 생겨서 기밀 유지가 안된 것이다. 이 부분은 조립동에서도 누차 점검을 했었고, 오늘 오전 점검에서도 이상이 없었다. 그러다가 엑체 핼륨을 220기압으로 공급하는 과정에 갑자기 압력이 저하됐다. 현장에 접근해서 확인해보니 기밀 유지하는 공급 실링이 손상됐다. 이는 현장에서 작업이 불가능해 조립동으로 이송을 해야 한다.”

-왜 경미하다고 판단하는가?
“우선 발사체 내부의 문제가 아니고, 발사체와 발사대를 연결하는 접촉 부위에서 일어난 현상이기 때문이다. 실링은 접착면의 기밀을 유지하는 것인데, 그것은 교체하면 될 것으로 판단된다. 그러나 실링의 손상 원인을 분석하기 위해 시간이 필요하다. 혹시 알지 못하는 원인으로 파손됐다면 좀 더 구체적으로 조사할 시간이 필요하다.”

-오전에는 발사체의 문제가 아니라고 했는데, 점검은 발사체를 점검한다고? 파손된 부위가 발사체에 붙어있는 것인가?
“문제가 된 부분은 발사체와 지상설비를 연결하는 중간부위로, 이륙하면 분리되면서 발사대로 수거된다. 이번에 가스가 새는 부분은 발사체와 지상설비가 만나는 점이다.”

-언제부터 분석이 가능한가?
“현재 눕혀진 상태로 오늘 오후 7시에 조립동에 도착하면, 늦게부터 점검에 들어갈 것이다.”

-다른 부품에서도 같은 문제가 발생한다면?
“이 부분은 고압에 대비해 이중으로 구성되어 있는데, 이 부분이 터지면서 접합면이 돌출될 수 있다. 같은 여러 종류의 부품을 우리도 여러 개 가지고 있다. 부품의 수급에는 문제는 문제가 없다. 현재는 한 부위가 삐져 나와 있는데, 실제 포트를 열어 봐야 몇개가 터졌는지 알 수 있다.”

-실링 재질은? 이번 조사에는 우리 연구진도 확인이 가능한가?
“실링 재질은 고무다. 실링의 제조는 러시아 측이다. 그러나 이는 일반 산업체 등에서도 많이 사용하는 것이다. 이번 작업은 한국과 러시아 기술진이 같이 수행한다.”

-오전 브리핑 때는 우리나라 연구진 볼 수 없다고 했었는데?
“기술보호 협정에 따라 우리나라 연구진이 접근할 수 없는 것은 엔진이다. 지금 사고가 난 부분은 접촉 가능하다. 처음 보고 때는 상황 파악이 완벽하게 되지 않았었다.”

-러시아 쪽의 점검 부실인가?
“이 물건을 제작한 것은 러시아지만, 실제로는 우리나라 인원과 설비가 함께 작업을 했고, 기밀 실험도 같이 했다. 체크하는 센서도 우리 것이다. 작업을 공동으로 했기 때문에 러시아에 모든 책임이 있다고는 볼 수 없다. 발사 전600단계를 거치는데. 한 단계마다 만족하지 않으면 넘어갈수 없다. 오늘은 240단계 무렵 중단 된 것이다.”

-이번 사고의 원인이 된 헬륨가스의 역할은?
“헬륨은 발사체 내부의 여러가지 벨브를 구동시키고, 또 연료 산화제나 터보펌프 탱크를 가압시켜 펌프가 받는 부담을 줄여주는 역할을 한다. 그래서 로켓에 연료를 주입하는 순서도 헬륨, 케로신, 엑체산소 순이다. 이는 먼저 추진제를 공급하고 나면 상황을 되돌리기 어렵기 때문이다. 때문에 이번 상황에서 추진제는 아예 들어가지 않은 상황이다.”

-헬륨은 넣고 빼어도 문제가 없나?
“로켓 내부의 헬륨 탱크는 비교적 작다. 또 고압탱크 개발 규격 상 사용 횟수도 매우 높다.”

-문제 발견이 10시 1분인데 다시 눕히기 시작한 시간이 늦지 않았나?
“수직상태에서 문제가 발생하면 발사체의 CT를 홀드시켜 기능 정지시키고 문제가 생긴 그 상태에서 관찰을 해야 한다. 또 다른 문제가 있는지도 확인하고 점검을 한다.”

-배관 등 다른 부분에서의 문제 가능성은?
“지금 나타난 현상으로 볼 때 배관엔 문제가 없다. 발사체 요소마다 센서를 설치해 놨는데 특이 현상 없었다.”

-1차 발사 때도 고압탱크 압력 저하가 있었다. 지금과 어떻게 다른가?
“발사체 내부에 있는 헬륨 탱크가 일정 압력을 유지해야 하고, 마지막 발사 15분 전 자동카운트 시작 후 -8초까지 헬륨탱크 규정압력을 유지해야 한다. 1차 발사 때는 이륙 전 헬륨가스 압력을 유지하면서 엔진 구동에 따라 소모되는 양을 이륙 직전까지 보충했는데, 이 때 일시적으로 220bar가 유지되지 않아서 스톱됐다.”

-당시 나로호관리위원회가 열리고 있었나?
“이날 오전 10시경 열려서 회의를 하던 중에 연락을 받았다.”

-31일 발사 가능성?
“지금 정확한 원인이 밝혀지지 않았기 때문에 단정적으로 말하기 어렵다. 또 모 언론에서 나로호는 겨울에 발사가 안된다고 했는데, 나로호가 사용하는 액체산소 온도가 영하 183℃도다. 겨울에 못 쏠 이유가 없다.”

-나로호관리위원회 일정은?
“이는 정부에서 결정할 일이다. 지금 상황으로 보면 내일중 한러 기술시험위원회가 열리지만, 나로호관리위원회는 열리기 어렵다. 일단 조립동으로 들어가면 그 때부터 카운터를 다시 해야 한다.”


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한국항공우주연구원이 다목적실용위성 아리랑 3호가 7월 23일 촬영한 2012년 올림픽개최지 영국 런던 올림픽파크 영상을 공개했습니다.

이번애 공개된 위성영상은 해상도 0.7m의 고해상도로 올림픽 스타디움과 각 종목 주요경기장, 선수촌 아파트 등을 확인할 수 있습니다.

아리랑 3호는 지난 5월 18일 일본 다네가시마 우주센터에서 미쓰비시 H2A 로켓에 실려 궤도에 올라갔습니다.

<관련글>

아리랑 3호 영상 http://daedeokvalley.tistory.com/516

아리랑 3호 발사 연속 촬영 http://daedeokvalley.tistory.com/495

아리랑 3호 개발 과정 http://daedeokvalley.tistory.com/493

아리랑 3호 개발 에피소드 http://daedeokvalley.tistory.com/494

 

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<한국항공우주연구원 제공>

나로호 3차 발사가 오는 10월로 확정됐습니다.

교육과학기술부는 19일 제5차 ‘국가우주위원회’를 열고 한국항공우주연구원이 제출한 ‘나로호 3차 발사 계획서’에 대해 원안대로 심의·의결했습니다.

그동안 한국항공우주연구원은 지난 나로호 1, 2차 발사 실패 원인을 분석해 나로호 상단부의 보완 조치를 완료했습니다.

또 지난 5일 이송준비 검토회의를 갖고 나로호 상단부를 전남 고흥 나로우주센터로 이송하기 위한 최종 점검을 완료한 상태입니다.

나로우주센터의 발사대 시스템은 지난 5월부터 성능확인 시험을 수행 중입니다.

아래 사진은 지난 1차 발사 때 한 쪽 덮개가 전개되지 않았던 것을 보완한 페어링 분리 시험입니다.

<한국항공우주연구원 제공>

■ 이번 나로호 3차 발사에 탑재되는 위성은 '검증위성'입니다.

원래 나로호 실릴 위성은 과학기술위성 2호로, 만약의 경우에 대비해 동일한 규격의 2A호와 2B호가 함께 제작됐습니다.

그러나 두 차례의 발사 실패로 모두 사라졌고, 이후 3차 발사 준비까지 동일한 위성을 다시 만들 시간이 부족해 약간의 기능이 축소된 검증위성을 싣게 된 것입니다.

하지만 성능은 당초 계획된 과학기술위성 2호와 대부분 동일하다고 합니다.

현재 이 위성은 KAIST 인공위성연구센터에서 최종 조립을 마치고 성능 검증작업이 진행 중입니다.

<한국항공우주연구원 제공>

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우리나라는 선진 우주개발 국가들보다 40년가량 늦은 1990년에 본격적으로 우주개발 사업을 시작했습니다.

그러나 현재 우리나라의 우주기술 수준은 국내 주도 개발에서 기술자립화 단계로 나아가며 비약적인 성과를 이뤄나가고 있습니다.

우리나라 최초의 위성개발은 KAIST 인공위성연구센터의 우리별 1호가 1992년 8월 11일 남미 꾸르우주센터에서 아리안 4호 발사체에 실려 발사되면서 시작되었습니다.

우리별 1호 개발은 위성분야 기술인력 양성 및 우주 기초기술 확보 차원에서 KAIST가 영국 Surrey 대학의 기술을 전수받아 42kg급 소형 인공위성을 제작한 것으로, 이 후 1993년에 2호, 1999년에 3호 위성을 자체 개발하는 실적을 거두었습니다.

○ 우리나라는 1995년부터 국가우주개발중장기계획 수립을 위한 기획연구를 시작해, 이를 바탕으로 1996년 4월 '우주개발중장기기본계획'이 수립되었습니다.

이는 앞서 1994년 착수한 다목적실용위성 1호 개발에 약 2000억 원의 예산이 책정되고, 범부처 사업으로 기획된 경험에 미뤄 향후 우주개발사업을 보다 체계적으로 추진하기 위한 조치였습니다.

이러한 계획으로 우주개발이 위성 개발, 발사체 개발, 연구개발과 국제협력 등 부문별 계획에 따라 체계적으로 추진되는 계기가 마련되었습니다.

이후 정부의 우주개발중장기기본계획 중 한 축이라고 할 수 있는 소형과학실험위성인 과학기술위성 1호 개발에 착수하여, 2003년 9월 27일 러시아의 코스모스 발사체를 이용해 발사했습니다.

한편 민간분야에서는 무궁화위성 1호가 1995년 8월 발사되면서 첫 상용위성으로서 통신방송위성 시대를 열었고, 그 후 1996년에 2호, 1999년에 3호, 2006년에 5호, 2010년 12월에 올레1호(무궁화6호)를 발사했습니다.

○ 1994년부터 국내의 실용급 위성수요 충족 및 해외시장 진출의 기반을 구축하기 위해 우리나라 최초의 실용위성인 470kg급 다목적실용위성(아리랑) 1호를 한국항공우주연구원이 미국 TRW사와 기술협력을 통해 개발, 1999년 12월 21일에 미국 반덴버그 공군기지에서 토러스 발사체에 실려 궤도 진입에 성공했습니다.

다목적실용위성 1호는 고도 685km에서 임무기간 3년을 넘겨 8년 이상 운영하였으며, 2008년 2월 임무가 종료되었습니다.

지난 2006년 7월 28일에는 다목적실용위성 1호의 성공적인 개발을 통해 축적된 기술을 바탕으로 국내주도로 개발된 1m급 고해상도 지구관측위성인 다목적실용위성 2호(아리랑 2호)를 러시아 플레세츠크 발사장에서 로콧 발사체로 성공적으로 발사했습니다.

이어 2012년 5월에는 우리나라 최초 서브미터급 관측위성인 다목적실용위성 3호가 일본 미쓰미시 H2A 로켓에 실려 성공적으로 발사되었습니다.

또 레이더 관측위성인 다목적실용위성 5호가 러시아 발사체를 이용해 곧 발사될 예정이며, 또 다목적실용위성 3A호와 과학기술위성 3호가 개발 중입니다.

○ 2010년 6월 27일에는 남미 기아나 쿠루 우주센터에서 국내 최초 정지궤도 위성인 천리안 위성이 발사되었습니다.

천리안 위성은 2003년부터 한국항공우주연구원을 중심으로 ETRI(한국전자통신연구원), 한국해양연구원, 국립기상연구소 등과 함께 프랑스 ASTRIUM사와 공동개발한 위성입니다.

천리안 위성은 고도 3만 6000km의 정지궤도에서 7년간 위성통신, 해양 및 기상관측 임무를 수행하게 됩니다.

우리나라는 천리안 위성 개발 성공으로 세계에서 7번째 독자적인 기상위성 운용국이 되었으며, 기상감시체계를 강화하고 기상자료 수혜국에서 제공국으로의 국제적 위상을 높였습니다.

 


<자료=한국항공우주연구원 제공>

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모든 위성은 자신만의 궤도가 있습니다.

위성의 임무에 따라 궤도의 형태도 다른데, 일반적으로 고도에 따라 저궤도, 중간궤도, 지구정지궤도 등으로 구분됩니다.

또한 특정 목적을 위해 크기나 모양이 특이한 극궤도, 타원궤도도 있습니다.


○ 저궤도(Low Earth Orbit)



저궤도 위성은 대기 밀도가 거의 0에 가까운, 지구 대기의 최 상층부를 도는 위성입니다.

이러한 저궤도 위성은 지구와 가까이 돌고 있어 지구의 아름다운 광경들을 볼 수 있는데, 우주에서 찍어오는 아름다운 사진들이 거의 저궤도에서 찍어오는 사진들입니다.

또한 대기 밀도가 거의 0에 가깝기 때문에 천문 관측 시에 대기에 의한 영향을 받지 않습니다.

따라서 허블 우주망원경 같은 관측 장비를 궤도상에 올려서 먼 우주를 촬영하는데 사용한 바 있습니다.

저궤도 위성은 주로 고도 500km~1500km이하의 궤도에서 돌고 있습니다.

500km 안쪽에서는 인공위성이 공기저항으로 1년 내에 추락하게 되고, 1500km이상에서는 밴 앨런대로 인해 지자기의 영향을 받게 되기 때문에 500~1500km의 궤도를 유지하도록 하고 있습니다.

다만 특별한 고해상도 사진 획득을 목적으로 하는 첩보위성은 500km 보다 훨씬 낮은 고도에서 단 단 기간 동안 지구를 돌며 정찰 임무를 하고 추락하기도 합니다.

저궤도는 기상 관측, 지구 관측 등의 목적으로 많이 사용됩니다.

우리나라의 우리별 시리즈, 아리랑 시리즈 등의 인공위성이 저궤도 위성입니다.


○ 극궤도(Polar Orbit)


극궤도 위성은 저궤도 위성의 특별한 형태로, 북극과 남극을 잇는 궤도를 돕니다.

위성이 북극과 남극을 도는 동안 지구가 자전하게 되는 데, 그로 인해 인공위성이 서쪽으로 조금씩 치우쳐가는 현상(인공위성의 서편현상)을 볼 수 있습니다.

지구의 전체표면을 관측할 수 있다는 특징이 있으며 이러한 특징을 이용하여 기상위성, 관측 위성, 군사 위성 등으로 사용됩니다.


○ 정지궤도 (Geo-synchronous Orbit)


정지궤도 위성은 지구의 자전 주기와 동일한 공전주기를 가지고 지구 주위를 도는 위성으로 약 3만 6000km고도에서 지구 주위를 돌게 됩니다.

이 때 지구의 자전 주기와 정지궤도 위성의 공전 주기가 같기 때문에 항상 같은 지역의 위에 떠있는 것처럼 보이게 됩니다.

따라서 우리가 하늘을 볼 때 정지한 것처럼 보이게 되는 것입니다.

이러한 정지궤도 위성은 통신위성, 기상위성 등의 목적으로 사용되며, 우리나라 천리안위성이 정지궤도 위성입니다.


○ 타원궤도(Elliptical Orbit)

극궤도 위성과는 달리 계란 모양의 타원궤도를 그리며 지구를 돕니다.

모든 위성의 궤도는 윈 또는 타원의 형태를 가지고 있습니다.

원형의 궤도는 지구와의 거리, 즉 고도가 일정하고 속도 또한 일정하게 움직이고 있습니다.

반면 타원형의 궤도는 지구로부터의 거리가 일정하지 않아서 고도가 높은 지점과 고도가 낮은 지점이 생기게 됩니다.

이 때 고도가 가장 높은 지점을 원지점 , 고도가 가장 낮은 지점을 근지점이라고 합니다.

타원형 궤도를 도는 위성들은 근지점 근처서는 아주 빠른 속도로 움직이고, 원지점 근처서는 아주 느리게 움직이게 됩니다.

다시 말해서 위성의 고도가 낮을수록 빠르게 움직이고 고도가 높을수록 느리게 움직이게 됩니다.

이러한 원리를 이용한 특수 형태의 궤도를 몰니야(Molniya)궤도라고 하는데, 정지궤도 위성과 통신을 항 수 없는 고위도 지방에서 통신이나 방송용으로 사용하고 있습니다.

즉, 근지점은 남반구에, 원지점은 북반구에 오도록 궤도를 형성하면 위성은 남반구보다는 북반구에 훨씬 더 오래 머무르게 됩니다.

따라서 적도상의 정지궤도 위성을 사용할 수 없는 러시아 같은 고위도에 위치한 국가에서는 이러한 몰니야 궤도상의 위성을 이용해서 통신을 할 수 있습니다.

<자료=한국항공우주연구원 제공>


 


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