뉴스페이스 시대 - 차세대 중형위성과 인공위성

대한민국에서 본격적인 민간 우주시대를 여는 시금석 차세대 중형위성 1호. 오늘은 차세대 중형위성과 함께 인공위성에 대해 배우는 시간을 갖도록 하겠습니다. 국내 인공위성 개발

1992년에 한국 최초 인공 위성인 우리별 1호가 발사된 이후 1990년대 중반부터 국가 주도의 위성 개발이 시작되었습니다.한국 항공 우주 연구원은 정밀한 지구 관측이 가능한 다목적 실용 위성 3호, 3A호, 전천후 지구 관측이 가능한 레이더 위성인 다목적 실용 위성 5호, 정지 궤도 위성으로 기상 관측, 해양 관측이 가능한 천리안 위성 1호, 천리안 2A호를 개발, 운영하고 있습니다.글로벌 민간 기업이 항공 우주 산업에 투자를 확대하고 주도권을 쥐고 가는 것과 달리 한국에서 위성을 제작 기관은 한국 항공 우주 연구원, KAIST, 그리고 우리 별 위성을 만든 KAIST박사들이 창업한 세 트랙 아이 뿐입니다.카이스트와 세 트랙 아이는 주로 소형 위성을 제작합니다.세계 6~7위권의 인공 위성 개발 기술력을 확보했지만 우주 전쟁에 본격적으로 뛰어드에는 아쉬움이 많았습니다.이 때 차세대 중형 위성 1호는 한국 항공 우주 연구원을 중심으로 한국 기업이 참가하고 한국의 기술로 만든 위성이라는 점에서 높은 평가를 받고 있습니다.그동안 국가 주도로 실시되어 온 위성 개발을 향후 민간이 주도할 출발점이라고 평가하는 것입니다.차세대 중형 위성 1호

차세대 중형 위성 1호는 21년 3월 카자흐스탄 바이코누르 우주 센터에서 발사되면서 고도가 약 500㎞궤도에서 2개월 간 통신 점검 등의 초기 운영 과정을 거쳐서 정밀 지상 관측을 실시하고 있습니다.위성에는 흑백 0.5m, 컬러 2.0m급 해상도 광학 카메라가 탑재되고 있습니다.여기서 몇미터 급이라는 것은 해상도가 1미터라고 하면, 세로 1미터의 물체가 위성 사진으로 한점으로 나타난다는 것입니다.숫자가 작을수록 더 선명한 영상을 거둘 수 있습니다.이 정밀 광학 탑재체도 국산 기술로 개발되었습니다.주목할 점은 2015년에 발사된 다목적 실용 위성 3A호와 똑같은 성능을 갖고 있었지만 무게는 100kg이상 덜, 저장 용량은 6배 높아지면서 전력 사용량은 3분의 1로 줄었다는 것입니다.위성에서 보내온 영상은 국토 자원 관리, 재난과 재해 대응 등에 활용되고 있습니다.위성 영상은 태풍의 이동 경로와 강원도의 산불 현장 등의 위성 화상을 제공하고 재난 대응에도 큰 도움이 됩니다.

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인공위성의 현주소

인공위성은 보통 크기와 무게에 따라 대형, 중형, 소형으로 분류됩니다. 보통 발사 무게에 따라 500kg 이하를 소형위성, 500kg에서 1톤까지를 중형위성, 1톤 이상을 대형위성으로 분류합니다. 그러나 최근에는 위성에 들어가는 부품의 성능이 향상되고 작게 만들어짐에 따라 소형 위성은 더욱 세분화되어 부르기도 합니다. 10kg에서 100kg까지는 초소형 위성, 1kg에서 10kg까지는 나노 위성, 100g에서 1kg까지는 피코 위성, 더 작게는 10g에서 100g까지의 펨토 위성도 있습니다. 보통 100kg 이하의 위성을 통칭해서 초소형 위성이라고 부르기도 합니다. 인공위성이라고 하면 엄청 큰 것 같은데 이렇게 10g 정도밖에 안 되는 위성도 있다는 게 신기하죠? 위성이 어떤 역할을 하느냐에 따라 필요한 장치와 부품이 달라지고 크기와 무게도 달라집니다.

소형 위성이 활발하게 개발되면서 우주로 올라가는 위성의 수도 급격히 늘고 있습니다. 2007년부터 2016년까지 10년간 발사된 소형 위성은 890기 정도입니다. 2017년부터 오는 2026년까지 발사되는 소형 위성은 거의 7배에 달하는 6,200기 정도나 된다고 합니다. 스페이스X에서는 소형 위성 1만 개를 띄워 지구에서 인터넷 사각지대를 없애겠다고 했습니다. 30대의 소형 위성을 운영하면 1시간 이내에 주기로 원하는 지역의 영상을 얻을 수 있다고 합니다. 또 화석연료 배출 감시나 허리케인 경로 정보 등 지구 관측이나 기상학 응용 분야에서 큰 위성으로는 하기 어려운 일도 집중적으로 할 수 있어 그 역할이 점점 커지고 있습니다. 우리 과학 기술의 힘

차세대 중형위성은 핵심 부품 대부분을 국산 기술로 개발해 외국 기술로부터 독립했다는 점에서 그 의미가 큽니다. 지금까지는 해외 기술에 크게 의존해 왔고 한국은 우주 개발 분야에서도 후발주자라고 할 수 있습니다. 러시아의 경우 1957년 세계 최초의 우주발사체를 발사했고, 미국은 1969년 달에 사람을 보냈습니다. 그러나 한국이 우주 개발에 본격적으로 뛰어든 것은 1990년대부터였습니다. 우리 나라의 우주 개발은 특히 러시아의 기술적 지원을 많이 받아 왔습니다. 2008년 한국 최초의 우주인 이소연 박사의 경우도 러시아에서 우주인 훈련을 받고 러시아 우주선을 타고 우주로 나갔습니다. 2013년 발사한 나로호도 개발하는 과정에서 러시아의 도움을 받았습니다.

초기에는 외국의 도움을 많이 받았지만 나로호 발사에 성공해 세계에서 11번째로 스페이스 클럽에 가입했고 (스페이스 클럽발사체와 인공위성 자체제작 기술 보유) 위성 분야에서는 세계 6위 수준의 기술력을 보유한 것으로 보고 있습니다. 한국은 정말 신기한 나라인 것 같아요. 전쟁으로 세계에서 가장 가난했던 나라가 70년 만에 세계적인 반도체 수출국이 되고 위성 분야 기술 세계 6위를 달성한다는 게 정말 기적 같은 일이라고 할 수 있는데 실제로 그 일을 이룬 거죠. 그동안 다목적 실용위성이나 정지궤도위성 등을 개발해 축적한 R&D 기술이 지금의 결과로 나타난 것이 아닌가 싶습니다. 또한 국내 과학기술자들이 얼마나 열심히 연구를 해왔는지 되돌아보게 됩니다. 뉴스페이스 시대

세계적으로도 민간기업에 의한 우주개발이 활발하게 이루어지고 있지만, 한국도 관련 기업이 잘 육성되어 세계적인 우주기업과 어깨를 나란히 하여 뉴스페이스 시대에 앞장설 수 있어야 합니다. 또 하나의 우리에게 남겨진 과제는 우주 쓰레기입니다. 수많은 인공위성이 발사되었지만 수명이 다한 인공위성이나 로켓 파편, 부품 같은 것들이 지구를 계속 돌고 있습니다. 따라서 새로 발사되는 위성이나 우주선과 충돌할 위험성도 내포하고 있기 때문에 해결해야 할 문제입니다. 많은 위성을 쏘아 올리는 것도 중요하겠지만 우주 쓰레기를 해결하는 방법도 우리가 앞으로 생각해야 할 문제입니다. 아직 확실한 해결책은 없지만 영화 ‘인터스텔라’의 명대사처럼 우리는 답을 찾습니다. 늘 그렇듯 말이죠.