2009년, 우리나라는 한국 최초 우주발사체 ‘나로호(KSLV-Ｉ)에 과학기술위성 2호를 실어 발사함으로써 세계의 다른 우주선진국과 같이 우리땅에서 우리 위성을 발사할 수 있는 우주개발국으로서 한 단계 성장하게 된다.
세계의 많은 나라 중 자국의 땅에서 인공위성을 발사한 나라는 러시아, 미국, 프랑스, 일본 등 불과 9개의 나라 밖에 없다.
그만큼 우주발사체를 발사하기 위한 발사시설은 우주센터와 발사대, 우주발사체, 인공위성을 개발하는데는 많은 노력과 시간, 비용이 필요하다.
우리나라도 최초로 우주발사체 ‘나로호(KSLV-Ｉ)를 쏘아올리는 역사적인 순간을 앞두고, 과연 ’나로호(KSLV-Ｉ)의 주된 임무와 ’나로호(KSLV-Ｉ)가 성공적으로 발사되었다고 판단하는 기준은 무엇일까?
일반적으로 발사체 및 인공위성의 발사 성공 여부는 발사체와 인공위성을 기획하고 제작할 때 의도했던 성능을 제대로 내고, 원하는 임무를 정확히 수행했을 때 그 발사가 성공했다고 말한다.
그렇다면 우선 ‘나로호(KSLV-Ｉ)와 과학기술위성 2호’의 성능과 주된 임무에 대해서 알아보자.
‘나로호(KSLV-Ｉ)는 우주발사체로써 나로호에 탑재된 과학기술위성 2호’를 원하는 궤도에 안전하게 올려놓는 것이 주 임무이다.
위성을 우주공간에 올려놓기 전까지의 나로호의 비행과정을 살펴보면, 나로호는 발사 24시간 전, 나로우주센터 발사대에 거치된 후, 약 3,000℃의 불꽃을 내뿜으며 하늘로 치솟게 된다.
이후 25초간 900m를 수직으로 솟구친 후, 남쪽으로 몸을 살짝 기울이며서 속도를 더해 음속을 돌파하게 된다.
‘나로호(KSLV-Ｉ) 발사 후, 3분 30초가 지나면 약 180km의 고도에 이르게 되는데, 여기서 위성보호 및 공기저항감소용 덮개인 페어링(발사체 위쪽의 뾰족한 부분)과 1단 액체연료 로켓이 약 15초 간격을 두고 차례로 분리된다.
1단을 분리시킨 ’나로호(KSLV-Ｉ)는 이후 160초 정도 엔진의 추력 없이 비행을 하다 발사 후 6분 30초 무렵 고도 300 km에 다다르면 상단고체연료 로켓을 점화하여 목표 궤도로 향한다.
상단로켓은 점화된 후 약 1분 정도 연소되며, 연소가 끝나고 1분 30초 뒤에는 초속 약 8km의 속도로 비행하던 상단로켓에서 과학기술위성 2호가 최종 분리되어 안정적인 궤도비행을 하게 되면서 지상국과 교신을 하게 되면 ‘나로호(KSLV-Ｉ)의 발사 임무 종료된다.
‘과학기술위성 2호’ 역시 ’나로호(KSLV-Ｉ)와 완전히 분리된 후, 태양전지판을 펼치며 본격적인 임무수행준비에 나선다.
대기와 해양의 수분량 측정과 위성이 정밀궤도 측정 임무를 맡은 ‘과학기술위성 2호’는 각종 센서를 사용해 위성의 정밀 자세제어의 필수적인 기능을 하는 별감지기와 펄스형 플라즈마 추력기, 정밀 디지털 태양센서 등을 활용하여 지구와 위성간의 간격을 측정하면서 정확한 궤도를 유지하게 된다.
‘과학기술위성2호’는 발사 13시간 후, 한국과학기술원(KAIST) 인공위성연구센터와 첫 교신을 할 예정이다.
다시 말하면, ‘나로호(KSLV-Ｉ) 의 발사성공은 발사체가 순조롭게 발사되어 정해진 궤도를 이탈하지 않고 우주공간까지 무사히 도착하여 발사체에 탑재된 ’과학기술위성 2호‘를 우주공간에 분리시키는데 성공하면 ’나로호(KSLV-Ｉ)는 발사에 성공한 것이고, 이후, ‘과학기술위성 2호’가 본궤도에 진입한 다음, 지상국과의 첫 교신에서 문제가 없고, 이후 정상적으로 임무수행을 할 수 있어야 임무가 성공했다고 볼 수 있다.
‘나로호(KSLV-Ｉ) 뿐 아니라 세계 각국의 모든 위성과 발사체는 어떠한 상황에서도 확실하게 작동, 임무를