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  1. 2009.07.01 한국의 우주관문, 나로우주센터 탄생기 (1)
  2. 2009.01.28 미래를 쏘아 올리다 - KSLV
우리나라 최초로 우주발사체(로켓)을 쏘아올릴 나로우주센터가 6월 11일 공식적인 준공을 마치고 첫 출항을 준비하고 있다. 나로우주센터는 우리나라 첫 우주발사장으로서 우리나라 위성을 우리 땅에서 발사할 수 있는 발판을 마련하였다는 점에서 의미가 매우 크다.

우주선진국으로 진입하기 위해서는 인공위성 및 발사체 자력개발 능력, 그리고 자국 내 발사장 구축 등 3박자가 갖추어져야 한다. 현재 우리나라 우주개발 프로그램의 궁극적인 지향점이 바로 이러한 3박자를 모두 갖춰 우주개발의 자주성을 확보하는 것이다.

우주기술 선진국들은 지난 50여 년 동안 수천 개의 위성을 발사해 왔다. 이들의 우주개발 역사에서 중요시 되는 것이 바로 각 국의 발사장, 즉 우주센터다. 우주센터가 우주개발을 수행하기 위한 전초기지이기 때문이다.

세계적으로 발사장을 가장 많이 보유하고 있는 나라는 미국으로 1949년 설립된 플로리다의 ‘케이프 케너버럴’ 발사장을 비롯해서 현재 10개의 우주센터를 가지고 있다. 신흥 우주강국 중국의 추격도 만만치 않다. 유인우주선 선저우호 발사로 유명한 주천발사장을 1958년 설립한 데 이어 총 3곳을 운영하고 있으며, 현재 또 다른 발사장 한 곳을 건설하고 있는 중이다. 일본도 1963년 건설된 가고시마 발사장을 비롯하여 현재 3번째 발사장을 구축하고 있다.

1990년대 들어 우주개발을 시작한 우리나라는 우리별위성, 무궁화위성, 아리랑위성 등 우리의 위성을 보유하면서 우리 위성의 자력 발사를 위한 소형위성발사체(KSLV-I) 개발사업에 본격적으로 나섰다. 우주발사체 개발은 물론 독자적인 우주개발과 우리 기술 보호를 위해 우리나라 안에 우주센터를 건설해야 한다는 필요성이 대두되다 1998년 과학기술장관회의를 통해 우주센터 건설이 확정됐다.

<나로 우주센터가 들어설 전남 고흥 외나로도 전경. 동아일보 자료사진>

우주센터를 만들 때 가장 중요한 것은 ‘어디에 세우느냐’이다. 우주발사체가 대기권을 벗어나 정상적으로 궤도에 진입하기까지 보통 2단계 이상의 단 분리가 이루어진다. 우주발사체 비행궤적에 인구가 많은 지역이나 다른 나라의 영공을 비행하는 경우에는 안전이나 외교적인 문제를 야기할 소지가 있다.

나로우주센터를 세울 때도 그랬다. 우주센터 건설자문위원회에서 11개 후보지를 선정했고, 이어서 지방자치단체가 추천한 인사가 포함된 우주센터추진위원회가 각각의 후보지를 정밀 검토했다.

비행궤적과 각 단 낙하지역의 안전영역을 우선 고려하여 일본이나 중국을 지날 수 있는 동해와 서해 지역은 제외했으며, 전남 고흥과 경남 남해 두 곳이 후보지역으로 압축됐다.

이렇게 대상이 압축되면 다시 종합 검토에 들어가야 한다. 나로우주센터도 발사장 주변 안전영역, 발사각도, 건설 용이성 및 주민 이주보상 등 종합적인 검토를 거쳤다. 발사대 중심으로 최소 2km 이내에 사람이 거주할 수 없기에 이주대상이 적은 곳을 찾았다. 발사장 및 부대시설 건설이 용이하고 도로, 항만, 전기, 용수 등의 기반시설이 확보되어 있는지 여부 그리고 해당 지역의 자치단체 및 주민의 의견도 수렴했다.

그 결과 최종적으로 전라남도 고흥군 외나로도가 우주센터 건설부지로 선정됐다. 고흥군은 우주발사체를 발사할 수 있는 각도가 다른 후보지보다 최대 4배나 높다는 장점도 있었다.

우주센터 건설이 시작되면 ‘부지 넓이와 목적에 맞는 설계’가 중요해 진다. 외나로도 동남단 지역을 중심으로 총 부지면적 약 500만㎡, 시설부지 약 37만㎡ 규모를 갖춘 우리나라 최초의 우주센터인 나로우주센터는 2007년 상반기에 주요시설 건설공사를 마무리하고, 우주발사체 발사에 필요한 다양한 추적 및 통제장비들의 구축도 완료했다. 모의비행시험을 통해 모든 장비 간 통합운용시스템도 구축 완료된 상태이다.

우주센터를 운용하는데 필요한 필수 시설은 어떤 것들이 있을까? 나로우주센터의 주요시설로는 우주발사체의 성공적인 발사를 지원하기 위한 발사대시스템을 비롯해 발사통제동, 위성시험동, 발사체종합조립동, 고체모터동, 추적레이더동, 광학장비동, 우주과학관 등이 설치돼 있다.

우주기지에서 반드시 필요한 두 가지 시설이 있다. 로켓의 발사상황을 한눈에 살펴보고, 모든 상황을 지휘 할 수 있는 ‘발사지휘소’와 로켓의 상황을 속속들이 통제할 수 있는 ‘발사통제센터’가 그것이다. 대개 발사체 통제센터는 발사장 인근 지하에, 발사지휘소는 이보다 떨어진 위치에 짓는 것이 관례다. 발사체는 강한 폭발력을 지닌 연료를 갖고 있는 데다 발사 순간 섭씨 3000도가 넘는 열을 뿜어내기 때문에 통제센터는 보통 발사대 인근 지하에 벙커를 만들어 세워야 한다.

하지만 나로우주센터는 발사체 통제센터와 발사지휘소가 발사통제동에 함께 있다. 같은 건물에 두가지 기능을 합쳐 설계한 경우는 나로우주센터가 세계에서 처음이다. 발사통제동은 발사대에서 2km나 떨어져 있는데, 먼 곳에서도 전자제어장비와 실시간 화상으로 모든 업무를 처리할 수 있기 때문이다. 우리나라의 뛰어난 IT 기술이 이룩한 성과라고 할 수 있다.

<완공된 나로우주센터 로켓 발사대. 동아일보 자료사진>

그 외에 우주기지에 필요한 시설은 어떤 것이 있을까? 우주발사체의 비행정보를 수신하고조종하기 위한 추적시스템이 필요하다. 일단 발사된 로켓이 어디로 날아가고, 어떻게 움직이는지를 판단해 조작해야 하기 때문이다.
추적시스템에는 레이더와 원격자료수신장비, 광학추적장비 등 첨단장비가 동원된다. 이런 시설은 나로우주센터 및 제주추적소에 만들어진다. 또 순조로운 발사 운용에 필요한 각종 기상 데이터를 확보하기 위한 기상관측소가 우주센터 인근 마복산에 위치하고 있다.

한국의 우주개발 역사는 미국, 러시아, 유럽연합, 일본, 중국, 인도 등에 비하여 매우 짧다. 비록 후발주자이지만, 지금껏 자체적인 우주센터를 보유하지 않은 상황에서도 우주기반기술 확보에 있어서 비약적인 성과를 이뤄 왔다. 이번 나로우주센터 준공과 첫 위성발사를 통해 앞으로 우리나라의 우주기술 개발이 훨씬 더 탄력을 받을 것으로 기대하고 있다.

우주를 향한 대한민국의 꿈이 우리 위성에 실려 우리 땅에서 우리 발사체로 출항을 알릴 역사적 순간이 이제 멀지 않았다. 남해바다가 내려다보이는 우리의 땅에서 우리의 기술력이 생산해 낸, 태극마크 선명한 우주발사체 KSLV-I이 붉은 빛을 내뿜으며 힘차게 도약하는 장관을 그려본다.

글 : 민경주 한국항공우주연구원 나로우주센터장


ndsl링크 <출처 : 한국과학기술정보연구원 >

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<영화 신기전>은 한국의 신무기를 막아야 하는 명나라와 지켜내야 하는 조선을 소재로 삼아 공전의 히트를 기록했다. 수많은 로켓포가 하늘을 뒤덮고 명과 여진족의 연합군은 세상에서 처음 보는 신무기에 속수무책이다. 영화 속 통쾌한 반전을 이룬 최첨단 무기는 바로 조선시대 실재했던 신기전이다. 세계우주학회 IAF가 인정한 세계 1호 로켓의 기록을 가지고 있는 신기전은 당시 우리 과학의 우수성을 보여주는 흥미로운 역사다.

신기전 이후 600여 년 잠자고 있던 한국형 로켓이 이제 부활을 준비하고 있다. 전남 고흥반도 외나로도의 나로우주센터에서 우리나라 최초의 위성발사체 KSLV(Korea Space Launch Vehicle)-1을 타고 과학기술위성 STSAT-2호가 발사된다. 이는 곧 우리나라가 독자적으로 위성을 쏘아 올리는 능력을 갖춘 우주선진국의 모임 ‘스페이스 클럽에 가입하는 폭죽이다. 비교적 열악한 환경을 가진 한국의 현실에서 스페이스 클럽 가입은 월드컵 4강만큼이나 벅찬 감동이 될 것이다.

한국과 러시아가 공동연구로 만드는 우리 국가대표 KSLV-1은 어떻게 구성될까. 1단과 2단으로 짜이고 2단의 윗부분에 과학기술위성 2호를 탑재해 우주궤도에 오르는 역할을 한다. 1단은 러시아 흐루니체프사가 현지에서 개발해 한국의 발사장인 나로우주센터로 배달해오고, 킥 모터라고 부르는 2단 부분은 항공우주연구원이 설계하고 국내 한 기업에서 국산화한 것이다. 무려 5천여억 원이 투입되는 이 로켓은 과연 수명이 얼마나 될까? 간단히 말하면 채 10분이 되지 않는다. 발사 후 238초 만에 1단이 분리돼 태평양에 떨어져 나가고 관성에 의해 300km까지 날다가 2단 부분이 580초 만에 위성만을 남겨두고 임무를 마치고 생을 마감한다.

위성이나 우주선의 발사체를 흔히 로켓이라고 부르는데 로켓과 미사일은 무엇이 다를까? 크게 다르지 않다. 러시아는 냉전시대 그 많던 대륙간탄도미사일을 폐기하는 대신 우주발사체로 전용시켰다. 2006년 아리랑 2호를 쏘아준 발사체 ‘로콧(ROCOT)’도 원래 군사용 미사일이었다. 북한의 대포동도 마찬가지이다. 2002년 대포동 2호가 올랐을 때 일본은 미사일을 쐈다고 호들갑을 떨었고 북한은 광명성이라는 위성을 탑재한 위성발사체라고 주장했다. 쉽게 말하자면 로켓의 상층부에 탄두가 실리면 미사일, 특히 핵을 실으면 핵미사일이 되고, 위성을 올리면 우주발사체, 즉 로켓으로 봐도 크게 틀리지 않다.

과거에는 고체추진제를 사용했으나 KSLV-1은 액체추진제를 사용했다. 고체추진기관은 흔히 미사일의 엔진으로 사용하는데, 공장에서 한 번 고체추진제를 넣으면 10년은 보관이 가능해 다량으로 보관하고 아무 때나 쓸 수가 있다. 그러나 액체추진로켓은 추진제와 연료를 발사 직전에 넣어야 하고 폭발의 위험도 크지만 대형 로켓을 쏘기에는 적합한 구조다.

발사체는 인공위성을 우주궤도에 올려주는 로켓이다. 로켓이 위성을 궤도에 밀어 넣어주는 힘, 즉 추력에 따라 위성의 성패가 결정된다. 그렇기 때문에 자국 로켓이 없으면 늘 외국에 끌려 다닐 수밖에 없다. 아무리 좋은 위성이 있어도 다른 나라에서 쏘아주지 않겠다고 하면 위성은 고철덩이에 불과하다. 그리고 외국 로켓을 이용할 때 한국위성의 제원과 특징 등의 첨단정보가 자연스럽게 로켓 보유국에 전해질 수밖에 없다. 우리나라도 자국 로켓이 없어서 쓰라린 경험을 한 적이 있다. 지난 2006년 발사한 아리랑 2호라는 해상도 1m급의 세계 최고 정밀도를 갖춘 관측위성을 개발하고도 로켓이 없어 당시 러시아제 ‘로콧’이라는 로켓에 발사를 맡길 수밖에 없었다.

미래를 따지면 자국 로켓은 매우 경제적이다. 만약 위성발사의 성공률을 높이기 위해 세계 최고 성능을 가진 아리안 5호 로켓을 이용한다면 대략 500억 원의 발사비용을 지불해야 한다. 러시아제 ‘로콧’과는 가격 면에서 차원이 다른데 위성 한 번 쏘려고 그 많은 비용을 지불할 수는 없다. 따라서 KSLV-1의 성공이 갖는 의미는 각별하다. 이번에는 비록 100kg급 소형위성이지만 10년 뒤 1톤급 상용위성을 무사히 쏜다면 우리도 다른 나라 위성을 우리 발사체로 대신 쏴주겠노라고 세계 위성시장에 당당히 명함을 내밀 수 있는 것이기 때문이다. 기술 소국의 설움을 떨쳐버리고 우리의 독자적인 하늘을 갖는 첫 걸음이 되는 것이다.

지난 92년 카이스트 인공위성연구소가 첫 한국위성 우리별 1호를 만든 이후, 지금까지 우리별 시리즈와 아리랑 1, 2호, 고체로켓 KSR-3까지 모두 불가능할 것으로 보였던 우주개발작품은 모두 현실화됐다. 한국 우주개발 역사에 있어서 가장 주목할 점은 아직 단 한 번도 실패한 적이 없다는 사실이다. 대덕연구단지에서 시작된 KSLV-1이라는 작지만 큰 뜻을 가진 배는 이제 곧 닻을 올리고 국민에게 희망을 전해주는 항해를 시작할 것이다.

글 : 강진원 기자(TJB 대전방송)


ndsl링크 <출처 : 한국과학기술정보연구원 >

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