지난 7월 28일 다목적 실용위성 2호(이하 ‘아리랑2호’)가 발사되었다.
아리랑 2호의 개발로 인해 우리나라는 위성 독자 개발 및 우주 산업화의 초석을 마련했다는 평가를 받고 있다. 우리 손으로 만든 위성을 통해 세계
곳곳의 고해상도 영상을 획득할 수 있는 전기를 마련한 것이다. 99년 쏘아 올린 아리랑 1호는 우리나라 최초의 실용급 위성이지만 국제 공동
개발로 탄생했었다. 항공우주연구원(원장 백홍열,
www.kari.re.kr)은 이후 국내
기술 확보에 주력했고 위성 본체에 대한 설계, 제작, 조립 및 시험 능력을 확보해 이번 2호를 발사했다는데 큰 의의를 두고
있다.
우리나라가 위성 개발에
본격적으로 착수한 것은 불과 10여년 밖에 되지 않는다. 짧은 기간에도 불구하고 국내 기술진이 주도적으로 위성을 설계하고 개발할 수 있는 수준에
이르게 된 것이다. 아리랑 1호에 이어 2기의 실용급 위성을 보유하게 되었으며 우리별 1, 2, 3호, 과학기술 위성 1호, 무궁화 위성 1,
2, 3호, 한별 위성 등 10기의 위성을 가진 국가가 되었다. 또 아리랑 2호 발사 성공으로 우리나라는 세계 10위권의 고정밀 위성 보유국이
되었다.
아리랑 2호, 건물은 물론 자동차까지 식별 아리랑 2호는 아리랑 1호의 후속 위성이다. 1호는
1994년 개발을 시작해 5년 만인 1999년 12월 21일 미국 캘리포니아주 반덴버그 공군기지에서 미국 오비탈사의 토러스 발사체에 실려
성공적으로 발사되었다. 발사 후 13분 48초 만에 상공 685km 궤도에 진입하면서 발사체에서 분리되었고, 15분 후 미국항공우주국(NASA)
맥머드 지상국과 첫 교신을 가졌다. 원래 아리랑 1호의 예상 수명은 3년이었지만, 아직도 지상 685km 고도에서 하루에 지구를 14바퀴 반
돌면서 6년 이상 맡은 바 임무를 다하고 있다. 아리랑 2호는 2006년 7월 28일 현지 시각 오전 11시 5분, 러시아 북극해 근방의
플레세츠크 발사장에서 발사되어 고도 685km의 태양 동기 궤도에서 활동하고 있다.
총 사업비 2,633억원이 투입된 아리랑
2호는 과학기술부, 산업자원부, 정보통신부 등의 지원을 받아 한국항공우주연구원이 중심이 되어 지난 1999년 12월부터 개발해 온 것이다.
항공우주연구원뿐 아니라 민간 기업들도 아리랑 1, 2호 개발을 통해 위성 본체에 대한 체계 종합 능력을 구축할 수 있었다. 구조계는
(주)대한항공이, 열제어계는 두원중공업(주)이, 자세제어계는 두산인프라코어(주)가, 추진계는 (주)한화, 전력계 및 원격측정명령계는
한국항공우주산업(주)이 주요 부품에 대한 개발 능력을 선보일 수 있었다.
아리랑 2호는 1m급 고해상도 영상 자료를 촬영하고
송신할 수 있는 성능을 지니고 있다. 이 과학 관측용 고해상도 카메라(Multi-Spectral Camera)는 이스라엘 ELOP사와 국제 공동
개발했으며, 건물은 물론 자동차까지도 식별할 수 있다. 촬영된 고해상도 영상은 대규모 자연재해의 감시, 각종 자원의 이용 실태 조사, 지리 정보
시스템, 지도 제작 등과 같은 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대된다.
아리랑 2호의 가장 큰 자랑거리는 영상 해상도다. 아리랑
2호에는 지상을 정밀하게 촬영할 수 있는 과학 관측용 고해상도 카메라가 탑재되어 있다. 고해상도 카메라는 흑백 1채널, 칼라 4채널로 이루어져
있는데, 1호에 비해 해상도가 대폭 향상되었다.
예를 들어 아리랑 2호로는 한강 다리를 지나는 자동차 대수는 물론 차 종류가
버스인지 승용차 인지까지 구분할 수 있다. 게다가 고해상도의 컬러 영상 촬영도 가능하기 때문에 바닷물의 색깔을 찍어 적조 등 환경오염 정도를
측정할 수 있고, 농작물의 색깔을 보고 병충해 여부도 알아낼 수 있다.
지리정보시스템, 경제 성장에도 기여
아리랑 2호는 발사 중량이 약 800kg이며 발생 전력은 약
1KW, 운용 수명은 3년으로 설계되어 있다. 운용 궤도는 1호와 같은 고도 685km의 태양 동기 궤도이다. 태양 전지판이 펼쳐진 상태의
위성체 크기는 직경, 높이, 폭이 각각 2m, 2.8m, 6.9m다. 아리랑 2호의 역할은 여러 가지가 있으나 크게 다음 네
가지로 나누어 설명할 수 있다. ▲한반도 지리정보시스템 구축 ▲자연 및 환경 변화 감시 ▲재난 및 재해 지역 탐지 ▲농·어·임업 자원 정보 제공
등이 바로 그것이다.한반도 지리정보시스템 구축이라는 측면에서는 혁신적인 국토 개발 체계를 확립하고 이를 통해 지역 균형 발전에
기여한다. 자연 및 환경 변화 감시라는 측면에서는 지속적인 국토 변화 감시를 통해 자연 재해 가능성을 조기에 예측함으로써 천재지변에 따른 재난
재해를 조기에 예방한다. 재난 및 재해 지역 탐지라는 측면에서는 재해 지역의 신속한 정보 제공을 통해 국가 재난 안전 관리 체계를 조기에
구축하고 이에 대한 대비책을 신속히 강구한다. 또 농작물 생산량, 산림 및 어 자원 분포 정보를 신속히 제공함으로써 국민 경제에도 한몫할 것으로
보인다. 아리랑 2호 발사로 인해 항공우주연구원의 지상국에서는 관제 및 수신 업무를 수행한다. 관제는 인공위성이 원하는 궤도,
고도상에 위치하는지, 정상적인 성능을 발휘하고 있는지, 고해상도 영상 촬영을 위한 자세를 제대로 유지하고 있는지를 확인하고 필요할 경우 이를
조정하는 역할을 한다. 또 촬영한 고해상도 영상 자료를 지상에서 수신해 처리하고 배포하기도 한다.
첫 위성체 국내 주도 개발
우리나라는 선진국에 비해 많이 늦은 1990년에 들어서면서 본격적으로
우주개발 사업을 시작했다. 하지만 오늘날 우리나라의 우주개발 기술 수준은 국내 주도 개발에서 기술 자립화 단계로 나아가는 등 비약적인 성과를
이루어 나가고 있다.
특히 인공위성의 경우, 우주개발 분야에서 가장 먼저 추진되어 92년 우리나라 최초의 인공위성인 우리별 1호가
발사되었고 93년 우리별 2호, 95년 방송 통신위성 무궁화 1호, 96년 무궁화 2호, 99년 우리별 3호, 무궁화 3호 그리고 우리나라
최초의 다목적실용 위성인 아리랑 1호가 발사되었다. 그러나 국내에 축적된 위성 기술은 일부 부품의 국내 제작 정도였다. 1999년
아리랑 1호 개발을 통해 실용급 위성 개발이 본격화 되었을 정도다. 아리랑 1호 발사 후 위성체의 국내 주도 개발이라는 거창한 꿈을 안고
1999년부터 2호 개발에 들어갔으나 곳곳에 어려움이 산적해 있었다. 부품 도입의 어려움에 따라 부품 개발 일정을 맞출 수 없어 철야 작업을 할
수 밖에 없는 등 기술력이 부족한 우리의 현실이 안타까울 뿐이었다. 또 고해상도 카메라의 경우 국제 공동 개발을 추진했으나 예술 작품과 다름없는
고도의 정밀성으로 인해 개발 일정이 지연되었다. 그러나 발사 일정을 맞추기 위해 2교대, 3교대 및 주말 근무 등을 통해 위성체 총 조립 및
시험을 수행하는 등 참여 연구원 모두가 우리나라의 ‘눈’을 만든다는 신념 아래 불철주야 노력한 것으로 알려졌다.
아리랑 2호가
성공적으로 개발된 지금, 그 동안 외국에서 인공위성 개발 기술을 배우며 부러움과 서러움으로 고생하던 우리나라 연구원들은 이제 당당히 우리나라에
인공위성 시험동을 갖추고 시험실마다 태극기를 걸고 연구 개발에 몰두하고 있다.
이렇게 탄생한 아리랑 2호는 우주로 올라가 지구
주위를 돌면서 우리나라의 눈으로서의 역할을 수행해 나갈 것이다. 아리랑 1·2호는 정부를 포함한 총 113개 기관에 도움을 주고 있으며, 한반도
지역에서 발생할 수 있는 대규모 자연재해를 감시하고 각종 자원의 이용 실태, 지리정보시스템에 활용 가능한 고해상도 지구 관측 영상을 제공할
예정이다.
우리나라 위성 산업의 중추 항공우주연구원
한국항공우주연구원(원장 백홍열, www.kari.re.kr)은 우리나라 항공우주산업 발전을
위해 1989년 10월 10일 설립된 항공 우주 전문 연구 기관이다. 다목적 인공위성 외에도 통신 해양 기상 위성, 과학 로켓 및
우주 발사체 개발 등 항공 우주 전 분야의 업무를 하는 중추적인 역할을 맡고 있다.
● 통신 해양 기상 위성 통신 해양 기상 위성 개발 사업은 국내의 정지궤도
통신위성 수요 충족을 위한 정지 궤도 위성 기술 확보와 독자적인 기상, 해양관측의 필요성이 늘어남에 따라 2008년 발사를 목표로
2003년 9월 착수했다. 통신 해양 기상 위성의 발사 중량은 약 2.5~3.0톤으로 예상되고 있으며 위성의 수명은 7년으로 계획되고
있다. 주요 탑재체로는 국가 재난 관리 체계의 구축을 위한 기상 관측 탑재체, 해양자원 관리 및 해양 환경 보전을 위한 해양 관측
탑재체, 광대역 위성 멀티미디어 시험 서비스 및 우주 인증을 위한 통신 탑재체 등이다.
● 과학기술 위성 과학기술 위성 개발 사업은 100kg급 저궤도 인공위성의
국내 개발, 국제적 수준의 첨단 우주 과학 탑재체 기술 개발 및 운용 등을 목표로 한다. 과학기술 위성 1호는 지난 2003년 9월
27일 발사에 성공해 현재 정상 궤도 운영 중이다.
● 우주 발사체 KSLV-I은 2007년 전라남도 고흥 외나로도에 있는 우주 센터에서
과학기술 위성 2호를 발사할 우리나라 최초의 우주 발사체다. 2002년 성공적인 액체 추진 과학 로켓(KSR-III)발사를 통해
확보한 기반 기술을 토대로 현재 개발 중이다.
● 우주 센터 우주 센터 개발 사업은 시설
부지 8만평을 포함 총 150만평 규모로 2007년까지 전라남도 고흥군 외나로도에 건설하는 국책 개발 사업이다. 우주 센터에서는 각종
장비의 성능 시험과 모의 발사 시험 등이 이루어진다. 항공우주연구원에서 개발한 KSLV-I 발사체를 이용해 과학위성 2호(탑재중량
100kg)를 우주로 발사시킬 예정이다.
항공우주연구원 최석원 우주시험그룹장 “2010년까지 총 13기 인공위성 개발”
■
아리랑 2호 개발 중 어려운 점은 아리랑 2호는
시스템 설계, 예비 설계 및 상세 설계를 거쳐 핵심 부품, 부분체 및 위성 본체가 개발되었다. 위성 본체는 고해상도 카메라와 결합되어 최종
조립, 기능 시험 및 환경시험을 통해 최종적으로 위성체로 완성하게 되었다.
중요한 것은 이 과정에서 아주 사소한 문제점도 발생하지
않아야 하며 발생되는 문제점은 반드시 해결되어야만 다음 과정으로 넘어가게 된다. 궤도상에서 인공위성이 운용되고 있을 때에는 수리 및 조정이
불가능하기 때문에 고도의 신뢰성을 갖는 위성의 개발이 반드시 필요했다. 물론 이러한 과정은 인공위성의 비용을 높이는 요소가 되기는 하지만,
고도의 신뢰성만이 실패 없는 위성 개발을 위한 핵심 조건이기 때문이다.
■ 아리랑 2호 성공 발사 의의는 우주산업은 현대 첨단산업의 결정체다. 또 타 산업으로의 기술
파급 효과가 크고, 국가 안보에 있어서도 중요한 산업이다. 따라서 전 세계적으로 우주산업은 국가의 주도적인 역할 하에 성장해 왔으며, 우리나라도
국가 우주 개발 중장기 기본 계획을 통해 정부의 의지를 구체화시키고 있다. 우리는 이러한 우주개발 계획을 바탕으로 일관되고 체계적인 우주개발을
추진함으로써 21세기 선진국으로 진입할 수 있는 기반을 확고하게 다져야 할 것이다. 또 이제까지 축적된 우주 기술이 산업화될 수 있는 계기를
마련해 궁극적으로 국내 산업 발전으로 이어져야 한다.아리랑 2호를 성공적으로 개발함에 따라, 우리나라는
국내 위성 개발 인프라를 갖추게 되었다. 개발 담당 기업 역시 전문화된 위성 부품 개발 업체로 인정받게 되었다. 세계 우주 시장 진입을 위한
초석을 마련다는 점에서 큰 의미를 지닌다.
■ 앞으로의 계획은 현재 2009년 발사를 목표로 아리랑 3호, 2008년 발사를 목표로
5호를 개발 중이다. 2005년 5월에 수정된 국가 우주 개발 중장기 기본 계획에 따르면 1996년부터 2010년까지 착수 4기를 포함해 총
13기의 위성을 개발하도록 되어 있다. 이는 민간에서 개발, 발사하는 위성은 제외한 수치다. 2010년까지 13기 인공위성 개발을 통해 저궤도 실용위성의 국내
독자 개발 능력을 구축하고, 위성 자료 수신 처리 및 위성 영상 활용 능력을 확보할 계획이다. 또 아리랑 위성을 통해 세계 위성 영상 시장 진출
등을 꾀하고 있다.
