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코리아, 21세기 우주강국을 향해

#장면1
7월 27일 AM 4:43, 한국항공대 우주시스템연구실

“와~”

인터넷 실시간 중계를 통해 카자흐스탄 바이코누르 우주발사장에서 진행되는 ‘한누리 1호’의 발사 장면을 보고 있던 장영근 교수(항공우주기계공학부)팀은 일제히 함성을 질렀다. ‘한누리 1호’가 발사체 ‘디네플’에 실려 성공적으로 우주를 향해 솟아올랐기 때문.

하지만 기쁨도 잠시, 환호성을 뒤로한 채 모두의 시선은 다시 컴퓨터 화면에 모아졌다. 한누리 1호가 발사체에서 분리된 후 보내는 첫 전파를 확인해야 하기 때문. 만약 전파가 확인되지 않으면 발사는 실패한 것으로 봐야한다. 그러나 1분… 5분… 10분… 20분이 지나도 기다리는 전파는 잡히지 않았다. 급기야 37분이 지난 오전 5시 10분 컴퓨터 화면에 ‘로켓 이상으로 발사에 실패했다’는 발사장의 공식 발표가 타전됐다.





“아~!”

연구실은 곧바로 아쉬운 탄성에 휩싸였다.

‘한누리 1호’는 한국항공대학 장영근 교수와 대학·대학원생 10여명이 2년여에 걸쳐 만든 인공위성. 무게 1kg, 가로·세로·높이가 각각 10cm인 초소형이다. 1년간 지구상공 511km의 저궤도를 돌면서 GPS(위치확인시스템) 수신기를 사용하는 인공위성의 위치정보 수집, 태양 전지판 전개 메커니즘 시험, 태양센서 검증 등의 임무를 수행할 예정이었다.

장 교수는 “운송수단 실패로 인해 우주에서 위성의 기능을 검증하지 못한 게 못내 답답하고 안타까웠다”며 “‘한누리 1호’를 통해 얻은 경험을 바탕으로 지금 개발하고 있는 ‘한누리 2호’는 꼭 성공할 수 있도록 최선을 다할 것”이라고 말했다.

초소형 인공위성을 쏘아 올리는 것은 우주 선진국에서는 이미 흔한 일. 하지만 국내 대학이 독자적으로 제작한 인공위성을 수백 km 상공의 우주궤도에 진입시키려는 시도는 처음이다. 또한 세계의 우주기관과 많은 대학에서는 한누리 2호 초소형위성에 시도되는 새로운 기술에 비상한 관심을 보내고 있다. 특히 초소형위성을 가장 활발히 개발 중인 미국의 스탠포드 대학은 한누리 위성 개발 시 얻어낸 해석 기술을 활용하고 있으며, ‘팔콘셋(FalconSat)’ 위성을 시리즈로 개발하고 있는 미국 공군사관학교에서도 공동연구 및 협의를 제안하고 있다.




#장면2
7월 28일 PM 4:05, 러시아 플레세츠크 우주기지

“쓰리, 투, 원, 제로!”

‘아리랑 2호’가 발사체 ‘로콧’에 실려 빗속을 뚫고 우주를 향해 솟구쳤다. 붉은 화염을 뿜으며 솟아오른 로켓은 순식간에 짙은 먹구름 속으로 사라졌다. 그제야 위성 발사 참관단 30여명은 두 손을 번쩍 쳐들고 환호성을 터뜨렸다. 부둥켜안고 눈물을 글썽이는 사람들도 있었다. ‘아리랑 2호’ 위성 개발을 총괄했던 백홍열 항공우주연구원장도 그 중 한 명이었다.





7월 28일 PM 10:58, 대덕연구단지 항공우주연구원 지상국 종합관제실

‘찌지지직~’ ‘찌지지직~’

‘아리랑 2호’는 발사된 지 6시간 53분 만에 국내 지상국과 첫 교신에 성공했다. ‘아리랑 2호’의 송신음을 초조하게 기다리던 국내외 연구진 300여명은 일제히 박수를 치며 기쁨을 만끽했다. 한국의 선진 우주기술을 전 세계에 알리는 쾌거였다.

80%가 순수 국내기술로 만들어진 ‘아리랑 2호’는 지구관측위성이다. 외부기술 20%는 이스라엘과 공동으로 개발한 카메라 정도다. 현재 제작중인 ‘아리랑 3호’는 100% 순수 국내기술이다. ‘아리랑2호’의 무게는 800kg이다. 태양전지판이 펼쳐진 상태의 위성체 크기는 직경이 2m, 높이가 2.8m, 폭이 6.9m다. 운용 수명은 3년이다.

현재 ‘아리랑 2호’는 685km의 고도에서 하루에 지구를 14바퀴 반 돌며 1m급의 고해상도 영상을 보내오고 있다. 이 정도면 도로의 중앙선까지 식별할 수 있는 수준. 이런 영상은 전 세계적으로 미국의 ‘이코노스(Ikonos)’, ‘퀵버드(QuickBird)’, ‘옵뷰(Orbview)’ 등 상용위성만 제공하고 있을 뿐이다. ‘아리랑 2호’는 지난 8월말 처음으로 백두산 천지와 남아프리카공화국의 케이프타운, 미국 샌프란시스코공항을 촬영한 영상을 보내왔다.




‘우리 땅’에서 ‘우리 로켓’으로 ‘우리 위성’ 발사
민간과 정부의 연구소에서 올 7월 잇달아 발사한 ‘한누리 1호’와 ‘아리랑 2호’는 우리의 위성기술이 세계적인 수준에 올라섰음을 알린 신호탄이었다. 한국은 이 같은 기술을 바탕으로 우주 역사에 새 장을 열 프로젝트를 추진 중이다. 2008년 ‘우리 땅’에서 ‘우리 로켓’으로 ‘우리 위성’을 발사하겠다는 것.

우리나라는 1996년 ‘우주개발중장기기본계획’을 수립하면서 본격적으로 우주개발에 뛰어들었다. 2005년 5월 발표된 ‘우주개발중장기기본계획 수정안’에 따르면 우리나라는 2007년까지 우주발사체(KSLV-1) 및 우주센터 건설을 완료해 우리 땅에서 자력으로 인공위성을 발사할 수 있는 능력을 갖추게 된다.

그러나 최근 언론 보도에서 밝혀졌듯 ‘2007년 우주발사체(KSLV-1) 완료’는 사실상 어렵게 됐다. 기술을 이전해주기로 했던 러시아와의 기술보호협정(TSA) 체결이 1년여 지연됨에 따라, 한국 최초의 위성 발사체인 ‘KSLV(Korea Space Launch Vehicle)-1’의 완성 시한도 그만큼 늦어지게 된 것이다.





한국과 러시아는 2004년 9월 로켓 기술을 이전하는 ‘우주기술협력협정’을 체결했다. 그러나 러시아가 다음 단계인 TSA를 의회에서 승인 받아야 한다고 주장하면서 기술이전이 장기간 지체돼 왔다. 한국과 러시아는 지난 10월 17일에야 TSA을 정식으로 체결했다. TSA는 러시아가 위성발사체 등의 핵심 기술을 제공할 경우 우리나라가 이를 제3국에 넘기지 않겠다고 약속하는 것으로 기술이전에 꼭 필요한 절차다.

백홍열 한국항공우주연구원장은 “2007년에 우리 발사체로 우리 위성을 쏘아 올리는 계획은 사실상 어렵게 됐다”며 “러시아로부터 기술 이전이 늦어진 만큼 불가피하게 발사 계획도 늦어질 수밖에 없다”고 말했다.

따라서 2007년 발사예정이던 100㎏급 저궤도 위성인 ‘과학기술위성 2호’는 1년을 늦춰 2008년 전남 고흥 외나로도 우주센터에서 KSLV-1에 실려 우주로 날아갈 예정이다. 늦어지긴 했지만 이 계획이 성공하면 우리나라는 명실상부한 세계 10위권의 우주강국에 진입하게 된다.




현재 한국은 위성개발능력 보유한 B그룹
통상 우주개발 국가의 기술 수준은 네 그룹으로 나뉜다. 자체로켓 발사능력 및 위성개발 능력을 보유한 A그룹에는 미국, 러시아, 유럽(영국, 프랑스, 독일, 이탈리아 등), 중국, 일본, 인도, 이스라엘 등이 속해 있다. 위성개발 능력을 보유하고 있으나 발사체 능력을 보유하고 있지 못한 B그룹에는 캐나다, 브라질 등이 있다. 한국, 대만과 같이 부분적인 로켓기술 및 위성개발 능력을 보유한 C그룹이 있고, 최근 연구 개발에 착수한 태국, 싱가포르, 대다수의 중동 국가 및 아프리카 등은 D그룹이다.

현재 우리나라는 B-C 그룹에 속해 부분적인 위성체 개발 및 로켓개발 기술을 보유하고 있다. 위성체기술은 선진국과 비교해 70~80% 수준에 도달했고, 고정밀 탑재체 분야는 40~50% 수준의 기술을 보유하고 있다. 위성발사체용 로켓개발기술은 아직 미흡한 상태지만 현재 개발 중인 KSLV-1으로 위성을 자력 발사하는 데 성공하면 A그룹 수준의 기술력을 갖추게 된다.




우주강국 면모 보여줄 위성 잇달아 발사
우리나라는 1992년 ‘우리별 1호’를 발사한 이후 지금까지 총 11개의 인공위성을 쏘아 올렸다. 우리별 1, 2, 3호와 과학기술위성 1호는 과학 시험용이다. ‘과학기술위성 1호’는 우리별 1, 2, 3호를 개발하며 축적한 기술을 바탕으로 독자적으로 만든 국내 최초의 우주천문 관측 위성이다. 1998년 10월 착수해 2003년 9월 27일 러시아 플레세츠크 기지에서 성공적으로 발사됐다. 무궁화 1, 2, 3, 5호와 한일(韓日) 공동으로 개발한 한별위성은 방송통신용이다. 다목적 실용위성 ‘아리랑 1, 2호’는 한반도 지형을 촬영하는 것이 주요 임무다.

2008년경에는 3만5786km의 적도 정지궤도에 위치하는 ‘통신해양기상위성’과 저궤도위성인 다목적실용위성 ‘아리랑 5호’가 발사된다. ‘아리랑 5호’에는 ‘아리랑 2호’가 탑재하고 있는 전자광학카메라(MSC) 대신 전천후 관측시스템인 합성개구레이더(SAR)가 장착된다. 이 센서의 특징은 구름이 끼거나 어두운 밤에도 관측이 가능하다는 점이다. 2009년경에는 다목적실용위성 ‘아리랑 3호’가 발사된다. ‘아리랑 3호’에는 우리나라가 자체 개발하는 70cm급 전자광학카메라가 장착된다. 2010년경에는 아리랑 6호와 7호, 과학기술위성 3호의 개발이 시작된다. 현재는 적외선광학관측위성인 ‘아리랑 3A호’ 개발도 검토 중에 있다.





한편 2008년에는 한국 최초로 ‘우주인’이 배출된다. 과학기술부와 한국항공우주연구원은 우주인 후보 두 명을 뽑고 있다. 선발된 두 명은 내년 초부터 러시아 가가린 우주인 훈련센터에서 기초훈련, 우주적응훈련, 우주과학실험 수행을 위한 임무훈련 등을 받게 된다. 이후 최종 선발된 한 명이 2008년 4월 러시아 소유즈 우주선에 탑승하게 된다.




인터뷰 - 이기성 과학기술부 우주기술개발과장
“우리의 위성개발 능력은 세계적 수준”


한국의 우주개발 정책을 현장에서 이끌고 있는 이기성 과학기술부 우주기술개발과장은 6일 동아닷컴과의 인터뷰에서 우주정책 전반에 대해 소개하며 ‘제2의 우주전쟁 시대’에 결코 뒤처지지 않을 것임을 자신했다.

이 과장은 우리의 위성개발 수준에 대해 “‘아리랑 2호’는 세계에서 일곱 번째로 1m급 해상도 카메라를 장착한 위성”이라며 “우리의 위성개발 능력이 세계적인 수준임을 증명해주는 것”이라고 평가했다.

그는 정부의 우주정책 기조에 대해서 “우리 자체의 독자적인 우주기술을 확보해 2015년까지 세계 10대 우주강국에 도달하는 게 목표”라며 “이를 위해 발사장, 발사체, 인공위성 개발을 주축으로 우주개발 사업을 진행하고 있다”고 밝혔다.




이 과장은 향후 중점 추진 사항으로 ‘다양한 기능을 지닌 인공위성 확보’를 들었다. 그는 “광학 카메라가 장착된 ‘아리랑 2호’는 구름이 끼거나 날씨가 좋지 않으면 좋은 영상을 찍지 못한다”며 “기능이 보강된 위성을 많이 개발해야 필요한 영상을 제대로 확보할 수 있다”고 강조했다.

그는 정책 추진의 최대 걸림돌로 ‘예산확보’를 일순위로 꼽았다. 그는 “우리나라 우주기술 개발 관련 예산은 미국의 300분의 1, 일본의 20분의 1밖에 안 된다”며 “큰 목표를 향해 가기 위해서는 재원이 많이 필요한데 예산 확보가 어렵다”고 털어놨다.

이 과장은 최근 국정감사에서 정치인들이 “아리랑 2호로 왜 북한 핵실험 지역을 찍지 못했느냐”고 추궁한 데 대해 서운함을 내비치기도 했다.

그는 “북한의 핵실험 같은 국가비상 사태가 발생하면 국가안보기관에서 인공위성을 운용한다”며 “과기부와 항공우주연구원은 직접 관여하지 못한다”고 해명했다.





다음은 이 과장과의 일문일답.

-우리나라 ‘우주정책’의 핵심 축은 무엇인가.

“우리 자체의 독자적인 우주 기술을 확보해 2015년까지 세계 10대 우주강국에 도달하는 게 목표다. 이를 위해 발사장, 발사체, 인공위성 개발을 주축으로 우주개발 사업을 진행하고 있다. 2010년까지 13기의 인공위성을 개발하고, 2015년에는 실용급 위성을 쏘아 올릴 수 있는 발사체를 갖게 될 것이다. 지금 전남 고흥 외나로도에는 우주센터를 건설하고 있다. 우리 능력으로 인공위성을 쏘아 올리기 위해서는 발사장이 꼭 필요하다.”

-지금까지의 결실 중 가장 돋보이는 것은 무엇인가.

“1999년에 쏘아 올린 ‘아리랑 1호’는 우리가 기술이 없었기 때문에 미국과 공동으로 만들었다. 하지만 올 7월 29일 발사한 ‘아라랑 2호’는 우리의 기술로 개발해서 발사하는 데 성공했다. 현재 영상도 잘 보내오고 있다. ‘아리랑 2호’는 세계에서 일곱 번째로 1m급 해상도 카메라를 장착한 위성이다. 우리의 위성 개발 능력이 세계적인 수준임을 증명해주는 것이다.”





-앞으로 어떤 사항을 중점적으로 추진해갈 계획인가.

“여러 인공위성을 지속적으로 개발해야 한다. 광학 카메라가 장착된 ‘아리랑 2호’는 구름이 끼거나 날씨가 좋지 않으면 영상을 찍지 못한다. 기능이 보강된 다른 위성을 많이 개발해야 필요한 영상을 제대로 확보할 수 있다.”

-정책을 실현하는 데 어려운 점은 없나.

“우리가 우주기술 개발에 첫발을 내디딘 건 1990년대다. 미국과 러시아는 60년대, 일본과 중국은 70년대에 우주개발에 착수했다. 초창기에는 예산이 많이 필요하다. 다른 예산에 비해 많기는 하지만 전체적으로 봤을 때 미국의 300분의 1, 일본의 20분의 1밖에 안 된다. 우주기술은 민감한 기술이기 때문에 외국과 기술협력을 통해 이전받는 데 한계가 있다. 큰 목표를 향해 가기 위해서는 자금이 많이 필요한데, 예산 확보가 어렵다.”





-요즘 ‘우주인’ 사업이 화제다.

“우주인 선발 공고를 낸 후 3만6천여 명이 응모했다. 1차에서 500여명을 뽑고, 신체검사에서 250여명을 뽑았다. 최근 30여명이 뽑혔는데, 다시 10명으로 추려진 후 내년 1월에는 두 명을 압축된다. 선발된 두 명은 러시아의 가가린 우주센터에서 실질적으로 우주인이 되는 훈련을 받게 된다. 2007년 4월경이면 한국인 최초의 우주인이 탄생할 것이다.”

-최근 국정감사에서 “아리랑 2호로 왜 북한 핵실험 지역을 찍지 못했느냐”고 추궁을 당했다.

“‘아링랑 2호’는 평상시엔 학술, 국토개발 등에 사용된다. 그러나 1m급 해상도를 지니고 있기 때문에 국가비상 상태 때는 국가안보를 위해 활용될 수 있다. 그러나 그때에는 국가안보기관에서 위성을 운용한다. 지난 10월 3일 북한의 핵실험도 마찬가지다. 국가안보기관에서 영상을 확보하고 분석한다. 과기부와 항공우주연구원은 직접 관여하지 못한다.”





-우주개발 계획을 보면 ‘아리랑 5호’가 ‘아리랑 3호’보다 먼저 개발된다. 또 아리랑 4호는 없다. 이유가 궁금하다.

“당초에는 ‘아리랑 1~5호’까지 순차적으로 개발하는 계획이 잡혀 있었다. 아리랑 1호의 수명은 원래 3년이었는데 7년이 지난 지금도 돌아가고 있다. 아리랑 2호는 올 7월 쏘아 올렸다. 둘 다 광학카메라가 장착돼 있고, 아리랑 3호와 4호에도 광학카메라가 들어간다. 문제는 광학카메라는 구름이 끼면 사진을 못 찍는다는 거다. 효율성을 높이기 위해서는 구름이 껴도 사진을 찍을 수 있는 위성을 먼서 발사해야 한다. 그래서 전천후 관측시스템인 합성개구레이더(SAR)가 장착된 ‘아리랑 5호’가 3호보다 먼저 발사되는 거다. ‘아리랑 4호’는 중첩해서 똑같은 위성을 개발할 필요가 없기 때문에 계획에서 빠졌다.”

-우주기술 개발에 종사하는 연구원이나 관계자들의 고충은.

“우주개발 사업은 그 성과가 발사 성공이나 정상 작동 같은 것으로 가시적으로 드러나야 할 뿐 아니라 정해진 일정에 맞춰야 하기 때문에 부담감이 크다. 또 안정적인 예산 확보, 우주 선진국과의 협력 등 외적인 요인에도 영향을 받는다. 실제 아리랑 2호 개발 때는 이스라엘 회사가 탑재체 카메라 개발을 늦게 했고, 발사체 폭발 사고로 발사가 지연되는 등 난관에 부딪히기도 했다. 우리 땅에서 우리 로켓을 쏘아 올리기 위해 필요한 ‘우주기술보호협정’을 러시아와 체결하는 데에도 어려움이 많았다.”





-우주개발 사업에 민간 부문 참여를 활성화시킬 계획은.

“우주개발 사업에는 막대한 자금이 드는 데 비해 위험이 크다. 다른 산업에 비해 시장도 제대로 형성돼 있지 않기 때문에 민간 분야의 자발적 참여에는 한계가 있다. 그러나 한국항공우주연구원이 주도하는 우주개발 사업에는 각 분야별로 민간업체들이 참여하고 있다. 또 민간 부문의 진출을 활성화하고 연구개발에 투자를 확대할 수 있도록 우수 우주개발 인력의 공급 및 재정상의 지원을 위해 지난 2005년에 우주개발진흥법을 제정했다. 앞으로도 민간 기업의 참여 폭을 확대해 나갈 예정이다.”



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