우주폭풍 연구 특명 '한국 위성 기술 결정체'..국산 발사체 없어 '팰컨9' 이코노미석 탄다
김기범 기자 입력 2018.07.22. 21:18
[경향신문] ㆍ올가을 지구 궤도에 오르는 ‘차세대 소형위성 1호’ 차세대 소형위성 1호가 오는 9월 말이나 10월 초쯤 지구 궤도에 올려진다. 국내 인공위성 기술의 결정체인 차세대 소형위성 1호는 관련 기술이 빠르게 성장했음을 보여주는 한편, 자체 발사체 기 술이 없어 외국 기업에 의존해야 하는 현실을 재확인하는 사례이기도 하다. 국내 인공위성 기술 은 이미 우주개발 선진국과 비교해도 손색이 없는 수준으로 알려졌다. 하지만 위성을 지구 궤도 에 올리는 발사체 기술에서는 갈 길이 멀다. ■주임무는 우주 연구와 위성기술 검증 지난 19일 찾아간 대전 카이스트(한국과학기술원·KAIST) 인공위성연구소에서는 다음달 말 미국 으로 운반할 차세대 소형위성 1호의 성능 테스트가 한창이었다. 기술적으로는 이미 우주환경 테 스트와 성능시험이 완료된 상태다. 하지만 작은 오류 하나라도 발생하지 않도록 하기 위한 막바 지 점검과 더불어 실제 발사 상황을 상정한 리허설이 매일 실시되고 있다. 신구환 인공위성연구 소 책임연구원은 “미국에서 실제 발사할 때의 상황을 가정한 연습을 매일 한다”며 “6년간의 개발 기간을 헛되이 하지 않기 위한 것”이라고 설명했다. 내달 미국행…스페이스X사 이용 100여개 위성과 함께 ‘팰컨9’ 탑승 소형이라 우선순위에 서도 밀리고 우주개발은 기술 보유한 곳 ‘갑’ 스페이스X 일정에 한국이 맞춰야 차세대 소형위성 1호는 오는 9월30일이나 10월1일쯤 미국 캘리포니아 반덴버그 공군발사장에서 스페이스X사의 ‘팰컨9’ 발사체에 실려 고도 575㎞가량 높이 궤도에 올려져 지구 주위를 돌게 된 다. 카이스트 인공위성연구소는 8월 말쯤 무진동 차량으로 차세대 소형위성 1호를 인천공항으로 운반한 뒤 화물기에 태워 미국으로 보낼 예정이다. 현지에서는 미국 경찰의 호송하에 공군발사 장으로 옮겨진 뒤 동행한 한국 연구진이 열흘 정도 현지에서 위성 상태를 점검한다. 주 임무, 우주폭풍·별 관측 연구 자체 개발 위성 신기술 현장 검증 차세대 소형위성 1호의 주임무는 크게 두 가지다. 하나는 태양에서 지구로 오는 태양풍 때문에 발생하는 우주 방사선, 이온층 등의 요동 현상을 의미하는 ‘우주 폭풍’ 연구와 별의 생성·소멸을 관측하는 등 우주 연구다. 다른 하나는 국내에서 새로 개발된 우주개발 관련 핵심기술들이 우주환경에서도 실제로 작동하 는지를 검증하는 것이다. 예를 들어 위성이 궤도에 오른 뒤 자세를 보정하기 위한 구동장치와 별 의 위치로부터 위성의 자세 정보를 제공하는 고속·고정밀 별 추적기 등 7개 신기술이 여기에 해 당한다. 우주 관측을 위한 탑재체 2개와 신기술 검증을 위한 탑재체 7개가 동시에 실린다. 차세대 소형위 성의 크기는 가로 길이는 60㎝, 세로 60㎝, 높이는 1m에 불과하다. 발사 때는 진동으로 인한 손상 을 막기 위해 태양전지판을 접은 채 올라가며 태양전지판이 펼쳐졌을 때 가로 길이는 160㎝이다. 연구진은 조금 큰 전자레인지 크기 정도밖에 안되는 소형위성에 이처럼 다양한 탑재체가 실리는 것은 세계적으로도 드문 사례로 한국의 인공위성 기술력이 세계 정상급임을 보여준다고 설명했 다. 카이스트 인공위성연구소 출신 연구자들이 만든 벤처기업인 쎄트렉아이는 이미 2005년부터 말레이시아, 스페인, 아랍에미리트연합 등에 인공위성을 수출하고 있다. 특히 이번 위성을 ‘차세대’라고 부르는 이유는 기존과 달리 표준화를 통한 양산과 수출이 가능해 졌기 때문이다. 채장수 차세대소형위성사업단장은 “위성 내부를 보면 데스크톱 컴퓨터의 내부 기판처럼 보이는데 컴퓨터의 ‘플러그앤드플레이’처럼 위성 내의 탑재체들을 다른 위성에 그대로 꽂으면 바로 작동이 가능토록 했다”고 설명했다. 이어 “차세대 소형위성 2호를 만드는 데 걸리는 시간은 1호보다 짧아질 것”이라고 밝혔다. 채 단 장은 “기존 알루미늄 단열재를 마그네슘 합금으로 바꾸면서 무게를 200㎏대에서 100㎏대로 낮춘 것도 큰 성과”라고 덧붙였다. ■발사체 없어 스페이스X에 ‘피기백 설움’ 그렇다면 이처럼 세계 정상급 기술력으로 만든 인공위성을 테슬라 전기차로 유명한 일론 머스크 최고경영자(CEO)의 민간우주기업 스페이스X의 발사체에 실어서 발사하는 이유는 무엇일까. 결 론부터 말하면 국산 발사체가 없는 설움과 비용 문제 때문이다. 2015년 차세대 소형위성의 발사업체를 선정하는 과정에서 카이스트 인공위성연구소는 스페이스 X와 유럽, 러시아, 인도 등 업체를 두고 고심한 끝에 비용 면에서 스페이스X를 골랐다. 다른 산업 에서는 물품을 발주하는 국가나 기관이 사업을 수주하는 국가나 기관에 ‘갑’인 경우가 많다. 반면 아무나 실행할 능력이 없는 우주개발사업에선 기술을 보유한 쪽이 ‘슈퍼갑’이 된다. 이번 차세대 소형위성의 경우 팰컨9의 발사와 운용, 관리 등은 스페이스X가 맡지만, 실제 인공위 성연구소가 이 발사체에 인공위성을 탑재하기 위해 계약을 맺는 당사자는 일종의 우주브로커인 스페이스플라이트사다. 스페이스플라이트사는 팰컨9을 스페이스X로부터 구매한 뒤 인공위성 발 사를 원하지만 발사체 기술이 없는 국가나 기관과 계약을 맺어 탑재 공간을 제공하는 역할을 맡 았다. 기차로 비유하면 스페이스X가 KTX를 만들고 운행하는 역할을 맡고, 스페이스플라이트는 표를 판매하고 승객들을 관리하는 역할을 하는 셈이다. 그런데 스페이스플라이트가 오는 9월 말, 10월 초쯤 발사될 팰컨9의 ‘탑승객’으로 모은 인공위성 은 한국의 차세대 소형위성 1호를 포함해 100여개에 달한다. 여기에 한국의 소형위성은 큰 부피 를 차지하는 것이 아니라 우선순위에서도 밀리는 실정이다. 기술력을 보유해 슈퍼갑인 스페이스X는 100여개 승객 중 하나인 한국 쪽 사정을 고려할 이유가 없다. 일정 역시 자체 사정에 따라 정하기 때문에 발사 일정은 언제든지 바뀔 수 있다. 이를 우주 개발업계에선 ‘피기백(piggyback)의 설움’이라고 부른다. 피기백이란 아기를 업는다는 용어로, 선 진업체에 의존해야 하는 후발주자의 현실을 비유한 표현이다. 그런데 한정된 예산으로 인해 발사 비용을 고려해야 하는 인공위성연구소가 비교적 저렴한 스페 이스X의 재사용 발사체가 아닌 1회용 발사체를 택한 이유는 무엇일까. 이는 스페이스X의 재사용 발사체가 당시만 해도 초기 단계라 안전성이 검증되지 않았기 때문이 다. 지금은 재사용 발사체 발사와 회수에 성공한 실적이 어느 정도 쌓인 상태지만 2015년 발사체 업체를 선정할 때만 해도 실적이 없는 업체에 5년 이상 개발해온 위성을 맡길 수가 없었다. 스페 이스X가 팰컨9의 1단 발사체를 처음으로 지상에 착륙시켜 회수에 성공한 것은 2015년 12월이다. 위성 발사 때는 보험에 가입하기 때문에 발사 실패 시 일정 부분 보상을 받을 수는 있지만, 위성 개발에 소요된 5년 이상의 세월에 대해선 전혀 보상받을 수 없다. 자칫 스페이스X의 발사체가 잘 못될 경우 국내에서 해당 위성을 필요로 하는 시기를 맞추기란 불가능하다. 물론 실적이 없는 발사체 업체에 위성 발사를 맡기는 ‘도박’에 나서는 경우도 있다. 예를 들어 인 도의 발사체 개발 초기 염가에 지구 궤도로 올라간 ‘우리별 3호’ 위성이 대표 사례다. 신구환 책임 연구원은 “구체적인 금액을 밝히기는 어렵지만 인도가 시험발사에 나설 때 위성 발사를 맡기면 서 다른 발사체 업체와 비교하면 거의 공짜나 다름없는 수준으로 발사한 바 있다”고 소개했다. ■“아리안5 발사체 비용은 1억유로” 우주 발사체를 한번 발사할 때마다 드는 비용에 대해 각국 정부는 물론 스페이스X, 블루오리진, 아리안스페이스 등 세계적인 우주개발기업들은 대체로 공개하지 않는다. 인공위성 탑재에 드는 비용 역시 마찬가지다. 한국의 항공우주연구원이나 카이스트 인공위성연구소가 위성 발사를 위해 외국 발사체 업체들 과 계약할 때도 계약조건에 비용을 밝히지 않는다는 내용이 포함돼 있다. 다른 업체들에 자신들 의 발사 비용을 공개하지 않기 위한 의도에서다. 로켓 발사 비용이 어느 정도인가는 언론 인터뷰에서 우주개발기업들이 밝힌 내용으로만 추정이 가능하다. 유럽의 우주개발기업인 아리안스페이스의 전 회장은 전문매체인 스페이스뉴스닷컴과 의 인터뷰에서 현재 주력 발사체인 아리안5의 발사 비용은 약 1억유로이고, 차세대 발사체인 아 리안6는 7000만유로가량으로 비용을 줄일 수 있을 것이라고 밝혔다. 발사 80분 뒤 노르웨이 지상국서 데이터 수신으로 성공 여부 확인 내년 1월부터 본격 임무 시행 예정 차세대 소형위성은 올 10월 초 지구 궤도에 성공적으로 안착할 경우 발사 약 80분 후 노르웨이 지 상국에서 데이터 수신이 가능할 예정이다. 12월까지 시험운용을 거쳐 내년 1월부터 본격 임무수 행에 나서고, 설계수명은 2020년 10월까지다. 신 책임연구원은 “철저한 안정성, 성능 검증을 거치 기 때문에 인공위성들은 대체로 설계수명을 지나도 정상적으로 작동하는 경우가 많다”며 “과학 기술위성 2호는 2013년 발사됐지만 현재도 이상 없이 운용되고 있다”고 밝혔다. <김기범 기자 holjjak@kyunghyang.com>
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군사에 오는 한 아이디가 현무 2가 2단 추진 분리 로켓이라고 그리 우기시든데 외 그 로켓을 업글해서
3단추진체 만들고 나로호 센터에서 발사하면 돈도벌고 우리겄은 공짜로 올릴건대 외 아직도 남의
손에 의존하고 외??3단 분리 4엔진 실험을 몇년씩 할까???
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