달나라에서는 정말 토끼가 방아쇠를 당기고 있는 것일까요?
우주는 우리에게 미지의 세계입니다.우주의 기원과 구조 등 아직 많은 부분이 베일에 휩싸이고 있습니다.그러나 최근 몇년 동안 뉴스와 신문 기사를 통해서 우주의 신비와 아름다움을 간접적으로나마 체험할 수 있게 되었습니다.과학 기술의 발전과 함께 여러 분야에서 우주 연구가 활발히 진행된 결과입니다.한국 최초의 인공 위성은 “우리별 1호”입니다.1992년 8월 11일 발사됐으며 1993년 9월 26일에 임무를 종료했습니다.이후 끊임 없는 연구 결과 우리별 2호, 3호 및 다양한 위성을 개발합니다.
우리별 1호 우리별 1호 발사 장면(1992년 8월 11일 오전 8시 8분한국시간) <출처: KAIST 인공위성연구센터> 한국의 위성 개발은 1992년 8월 우리별 1호의 궤도 진입 성공으로 시작됐다. 이후 지속적인 연구 개발에 힘입어 우리별 2호와 3호가 탄생하였고 과학기술위성, 다목적위성, 통신위성인 무궁화위성, 해양 및 기상 관측 위성인 천리안위성까지도 개발하기에 이르렀다. 이처럼 한국의 위성 개발은 지금까지도 끊임없는 발전을 이루고 있다. 그럼 우주 분야의 불모지였던 한국이 왜 이런 사람… terms.naver.com
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인공위성이란? 인공위성 원리위성은 중력에 의해서 행성과 달의 같은 천체의 궤도에 오른 물체입니다.”인공 위성”은 지상에서 일정한 고도(지상 약 600km)에서 지구 주위를 돌고 있는 물체의 일입니다.통신, 항해, 과학 연구, 기상 관측, 군사 감시 등의 다양한 목적 때문에 우주로 발사된 천체 주위의 궤도에 배치됩니다.인공 위성은 일반적으로 로켓을 사용하고 우주로 발사된 의도된 목적으로 크기, 모양, 기능이 바뀌기도 합니다.센서 카메라, 통신 장비, 과학 장비, 그리고 지정된 임무를 수행하기 위한 다른 기술을 갖추고 있습니다.위성은 다양한 고도와 속도로 지구를 공전하고 그 궤도는 특성과 요구 사항으로 정지 궤도, 저궤도의 같은 타입으로 분류합니다.정지 궤도 위성은 적도 상공 36,000km지점에서 지구 자전 속도와 같은 속도로 회전하며 항상 한 지점에 고정된 반면 저궤도 위성은 타원 궤도를 그리는 지구 표면 근처 또는 멀리 떨어지고 회전하게 됩니다.우주공간에서는 공기가 없어 마찰열이 발생하지 않기 때문에 로켓엔진과 같은 추진장치 없이 중력만으로 날아갑니다.그래서 연료 소비량이 적고 속도도 매우 빠릅니다.하지만 대기권 밖으로 나가면 온도가 급격히 상승하기 때문에 지상과의 통신은 할 수 없습니다.이때 태양전지 패널을 이용해 전기를 생산하면 다시 지상과 통신이 가능합니다.이렇게 계속 날아가면 결국 수명이 다합니다.그러면 인공위성의 원리를 알기 전에 어떻게 만들어지는지 먼저 살펴보겠습니다.인공 위성은 보통 몇가지 단계를 포함한 복잡한 프로세스에 의해서 작성됩니다.첫번째 단계는 설계 및 엔지니어링 단계입니다.기술자와 과학자는 목적, 탑재량 요건, 전력 시스템 추진 통신 시스템, 열 제어 등의 측면을 고려하여 위성을 설계합니다.컴퓨터 지원 설계(CAD)소프트웨어와 시뮬레이션을 사용하고 위성의 성능을 모델링 하고 최적화하는 일이 자주 있습니다.한번 설계가 완료되면 인공 위성을 구성하는 부품을 만듭니다.구조 프레임, 태양 전지판, 안테나, 센서, 프랑스 본 다 컴퓨터 및 기타 전자 성분이 포함됩니다.제조 공정은 특정 요건에 의해서 다른 정밀 가공, 3D인쇄 회로 기판 조립 및 기타 특수 기술을 활용합니다.인공 위성은 크게 2종류로 나눌 수 있습니다.첫째는 발사체로부터 분리하여 궤도에 진입했을 때 스스로 자세를 제어해야 할 임무를 맺은 위성에서 두번째는 일정 기간 정해진 궤도를 마친 뒤 독자적인 동력원이 소멸하는 위성입니다.첫번째 타입의 위성은 주로 금속 합금으로 만들었으며 대부분의 부품이 조립식으로 되어 있습니다.한편 2번째 타입은 열 팽창 계수가 작은 탄소 복합재와 유리 섬유 강화 플라스틱(ERP)소재로 제작됩니다.이처럼 각 목적에 맞는 특성을 가진 재료를 선택하는 것이 효율성을 극대화할 수 있습니다.재료가 작성되면 조립 및 통합됐고 위성을 작성합니다.설계에 따라서 재료를 신중하게 조립하는, 응집력 있는 시스템에 통합하는 작업을 합니다.오염을 방지하고, 위성의 신뢰성을 확보하기 위해서 청정실 환경에서 고도로 제어·수행합니다.위성을 조립하면 기능과 신뢰성을 보증하기 위해서 광범위한 테스트가 진행됩니다.열 진공 시험 진동 시험, 전자 호환성 테스트 등의 환경 시험만 아니라 서브 시스템 및 전체 성능에 대한 기능 시험도 포함되는 경우가 있습니다.시험 중에 발견되는 모든 문제는 인공 위성 발사 전에 해결합니다.모든 시험과 품질 검사를 통과하면 발사 준비가 됩니다.통상 로켓을 사용하고 우주에 발사하면서 우주선에서 배치되거나 로켓에서 궤도에 방출되는 일이 있습니다.한번 우주에 도착하면 위성의 전원이 들어가고 시스템이 점검되고 의도된 궤도에 배치됩니다.인공 위성이 궤도를 타면 통신, 지구 관측, 항해 또는 과학 연구와 같은 의도된 기능을 수행하는 작동 단계를 시작합니다.지상국에서 감시 및 제어하고 지속적인 운영을 위하여 정기적인 관리 및 업데이트를 리모트로 실시합니다.인공 위성의 제조는 여러 단계를 포함한 복잡하고 고도로 전문화된 프로세스입니다.전 과정에는 수년 걸릴 가능성이 있고 우주에서의 성공적인 운영을 위해서는 높은 수준의 정밀도, 전문 지식, 품질 관리가 필요합니다.인공위성 원리인공 위성은 궤도에 넣어 초기 속도와 궤도를 돌고 있는 천체에 의해서 발휘되는 중력의 조합으로 우주에 떠오르고 있습니다.이는 “미세 중력”또는”무중력”로 알려진 연속적인 자유 낙하 상태를 초래하고 여기서 위성과 내부의 내용물이 무중력 환경에서 뜨고 있는 듯이 보입니다.인공 위성이 우주로 발사될 때 행성과 궤도를 돌고 있는 다른 천체의 중력을 상쇄하는 궤도 속도와 알려진 충분한 속도가 주어집니다.이에 의한 위성은 안정된 궤도를 유지하면서 중력 때문에 계속 천체 측에 떨어질 뿐 아니라 충돌을 피할 수 있는 충분한 속도로 앞으로 나아갈 수 있습니다.결과적으로 위성은 부유하다는 느낌을 만들어 내는 항구적 자유 낙하 상태로 남아 있습니다.궤도에서 위성이 경험하는 중력은 행성 표면에서 경험하는 중력보다 약하기 때문에 위성을 포함한 우주 단체가 부유하거나 미세 중력을 겪을 것으로 보입니다.현재 한국의 인공 위성은 어떨까요?대한민국 항공 우주 산업은 정부 주도로 진행됐으며, 2022년에 누리호와 타느리호 발사에 성공하고 세계적 수준을 보이고 있습니다.한국 최초의 달 탐사기 타느리호는 2022년 8월에 미국에서 발사됐습니다.4개월 뒤인 12월 목표 궤도에 진입한 뒤 달 사진을 찍어 전송했습니다.거기서 한국 최초의 달 궤도선 타느리 발사 성공을 기념 우표도 나왔습니다.또 순수 국내 기술로 설계 및 제작된 누리 호가 5월 24일 3차 발사를 앞두고 있습니다.지금까지는 가짜 위성을 탑재한 시험 발사했다면 이번엔 진짜의 위성을 발사할 것 같아요.누리호 3차 발사는 진짜 위성을 탑재하는 만큼 무게가 1/3로 줄어 발사 목표 고도도 더 낮습니다.정부뿐 아니라 민간 기업도 함께 참여하고 민간 우주 시대가 열리는 것 아니냐는 생각도 합니다.지구 주변을 돈다 인공 위성은 약 5000개로 시간의 경과와 함께 새 위성이 발사되어, 낡은 위성이 해체되면서 변경되고 있습니다.이 중 실제로 영향을 미치는 것은 수백 여개 뿐 나머지는 돌고 사라져위성입니다.위성은 현대 사회에서 중요한 역할을 하고, 다른 애플리케이션 중에서도 글로벌 통신, 내비게이션, 원격 감지를 가능하게 합니다.통신, 일기 예보, 지도 제작, 과학 연구와 같은 분야에 혁명을 일으키면서 지구, 우주, 그리고 우주에 대한 우리의 이해를 크게 확장시켰습니다.인공 위성 발사로 운용에는 많은 비용과 기술적 어려움이 있습니다.또 발사 순서에도 국제적인 룰이 있습니다.”우주 개발 중장기 계획”을 통해서 인공 위성, 우주 비행사 등의 개발 절차를 미리 작성합니다.기관과 과학자의 입장 차이도 있고, 형평성 때문에 참가도 차례로 정할까요.이런 장기 계획을 통해서 우주 기술 발전의 새로운 도약을 이루어 연구 개발을 지속하기로 성공적으로 실현되기를 바랍니다.앞으로도 우리는 더 발전한 인공 위성 시스템을 통해서 더 좋은 미래를 만들어 나가기를 기대하고 마무리하겠습니다.지구 주변을 도는 인공위성은 약 5000개로 시간이 지남에 따라 새로운 위성이 발사되고 오래된 위성이 해체되면서 변경되고 있습니다.이 중 실제로 영향을 미치는 것은 수백여 개뿐이고 나머지는 돌고 사라지는 위성이거든요.위성은 현대 사회에서 중요한 역할을 하며 다른 애플리케이션 중에서도 글로벌 통신, 내비게이션, 원격 감지를 가능하게 합니다.통신, 일기예보, 지도제작, 과학연구와 같은 분야에 혁명을 일으켰고 지구, 우주 그리고 우주에 대한 우리의 이해를 크게 확장시켰습니다.인공위성의 발사와 운용에는 많은 비용과 기술적 어려움이 있습니다.또한 발사 순서에도 국제적인 규칙이 있습니다.’우주개발 중장기 계획’을 통해 인공위성, 우주인 등의 개발 절차를 미리 작성합니다.기관과 과학자의 입장 차이도 있고 형평성을 위해 참여도 순서대로 정합시다.이러한 장기계획을 통해 우주기술 발전의 새로운 도약을 이루고 연구개발을 지속함으로써 성공적으로 실현되기를 바랍니다. 앞으로도 우리는 더욱 발전된 인공위성 시스템을 통해 더 나은 미래를 만들어 나갈 수 있기를 기대하며 마무리하겠습니다.