[나로호 오늘 우주로] 시속 2만8800㎞ 위성, 천문연구원서 레이저 쏴 추적한다

중앙일보

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나로호에 탑재되는 과학위성에는 지름 20㎝의 반구형 레이저반사경(왼쪽 사진·점선)이 달려 있다. 26일 나로호가 발사되면 대전의 한국천문연구원 우주물체추적사업단에서 레이저를 쏘아 반사경에 맞고 되돌아오는 시간을 측정해 위성 위치와 궤도를 ㎜ 단위까지 확인할 수 있다. 오른쪽 사진은 지난 8일 우주물체추적사업단에서 위성 추적용 레이저를 야간에 시험 발사하는 모습. [대전=프리랜서 김성태], [한국천문연구원]

오늘 발사 예정인 우주 발사체 나로호(KSLV-1)는 25일 사전 점검을 마무리했다. 전남 고흥 나로우주센터에서 진행된 예행연습 결과 이상 징후는 발견되지 않았다. 홍일희 한국항공우주연구원 기술경영팀장은 “통신과 유공압 배관시험 등 모든 부분의 작동이 정상적이었다”고 말했다. 우주센터 주변은 26일 구름이 끼겠지만 발사에 큰 영향이 없을 것으로 기상청은 예보했다. 나로호에 대한 궁금증을 알아본다.

　- 나로호를 왜 쏘나.

　위성을 싣고 올라가는 우주 로켓의 기술을 배우기 위해서다. 선진국이 기술을 팔지 않아 러시아로부터 나로호 1단 로켓은 사오고, 발사장은 설계도까지 받는 등 기술을 이전받았다. 나로호는 과학위성을 지상 300~1500㎞의 타워궤도에 올려 놓는 것이 임무다.

　- 나로호는 어떻게 구성됐나.

　크게는 하단과 상단 등 2단으로 구성됐다. 하단의 부품은 약 12만 개, 상단은 약 3만 개가 들어갔다. 하단은 러시아제로 상단을 우주까지 올려주는 역할을 하며, 발사체의 핵심이다. 상단은 인공위성과 그 인공위성을 제 궤도에 넣을 수 있는 킥 모터(고체 로켓)가 달려 있다.

　- 나로호가 싣고 가는 과학위성의 역할은.

　우주 방사선과 이온층 측정, 정밀 우주 궤도 측정을 한다. 또 영상센서, 반작용 휠, 펨토(1000조 분의 1)초 레이저 부품의 우주 검증도 한다. 인공위성에서 측정한 데이터는 대전 KAIST 인공위성센터로 전송된다. 이 위성의 관제도 이곳에서 맡는다. 위성이 우주 궤도에 정상적으로 진입하면 KAIST 인공위성센터와 첫 교신은 나로호 발사 뒤 12시간이 지나서 이뤄진다. 나로호에 아무것도 싣지 않고 발사하기가 그래서 몇 가지 기초적인 시험 기능을 하도록 설계한 위성이다. 수명은 1년이다.

　- 궤도에 진입한 과학위성의 속도는.

　시속 2만8800㎞다. 이보다 더 높으면 우주로 날아가 버리고, 더 낮으면 땅으로 떨어진다. 100㎏의 과학위성을 올리기 위한 나로호의 연료 중량은 130t(나로호 전체 무게는 140t) 정도다. 위성의 속도를 그처럼 빠르게 가속하기까지는 나로호 발사 뒤 9분 걸린다.

　- 초고속으로 날아가는 나로호를 어떻게 추적할 수 있나.

　 저속으로 발사대를 막 이륙할 때는 3000㎜ 줌렌즈를 장착한 초고속 카메라가 1초에 480장의 사진을 촬영하면서 이상 유무를 판독한다. 그 다음은 우주센터가 가동 중인 레이더 시스템에 넘긴다. 올해는 10월부터 한국천문연구원에서 가동에 들어간 우주물체 추적용 레이저 시스템이 가세한다. 이 시스템은 위성까지의 거리를 몇 ㎜ 단위까지 정확하게 측정이 가능하다.

　- 나로호가 정상궤도를 따라 비행했는지는 어떻게 알 수 있나.

　 나로호에도 내비게이션이 있다. 음성 안내나 지도는 나오지 않지만 자신의 위치를 GPS(위성위치확인시스템) 신호로 파악해 지상으로 실시간 전송한다. 관제소에서 이 정보를 분석해 제 궤도로 비행했는지를 알게 된다.

　- 위성체를 쏘려면 ‘하늘 문(Launching Window)’이 열려야 한다는데.

　발사체를 쏠 수 있는 시간대를 말한다. 발사체인 나로호가 위성을 제 궤도에 성공적으로 올려놓았을 때 위성의 태양전지판이 태양을 정면으로 바라봐 전기를 잘 생산할 수 있는 시간대다.