대한민국 첫 우주발사체 ‘나로호(KSLV-1)’가 나로과학위성을 무사히 목표 궤도에 올려놓은 것으로 확인됐다.

우주강국의 염원을 담아 2002년 나로호 발사계획을 세운 지 11년 만이다. 나로호 발사 성공으로 대한민국은 ‘스페이스 클럽(Space Club)’에도 이름을 올리게 됐다.

● 과학위성 목표궤도 순항

인공위성연구센터는 나로과학위성이 정해진 타원 궤도를 돌아 우리나라 인근 상공을 지난 31일 새벽 3시 28분 첫번째 교신을 시도해 성공했다고 밝혔다.

센터는 RF(주파수) 장비를 이용, 이날 새벽 3시 27분 통신 신호를 받은 지 1분 뒤인 28분4초부터 43분2초까지 14분58초동안 위성의 전파 비콘(Beacon.응급신호발생기) 신호를 수신했다.

신호를 받았다는 것은 위성이 목표 궤도에 진입, 정상적으로 작동되고 있음을 의미한다.

센터는 첫 교신을 통해 위성의 전압, 온도, 전력 등을 모니터링해 위성의 건강상태를 확인했다.

애초 첫번째 교신은 궤도 정보를 검증하는 수준이었지만 전날 노르웨이 지상국에서 받은 궤도 정보가 수신이 가능할 정도로 충분히 파악됐다고 센터는 설명했다.

나로과학위성은 발사 1시간 26분 뒤인 30일 오후 5시 26분부터 10분간 노르웨이 지상국에서 정상적으로 위성의 비콘 신호를 수신, 성공 가능성을 높인 바 있다.

이어 5시 11분부터 26분까지 15분간 2차 교신도 성공적으로 진행됐다.

첫 교신 당시 위성의 고도각이 낮아 정확한 정보를 알기 어려웠지만 두번째 교신에서 자세 제어 및 텔레메트리(원격추적) 정보를 비롯해 온도, 전압, 전류, 전원 등이 정상적인 것으로 확인했다.

특히 두번째 교신에서는 첫 교신보다 위성의 회전율이 낮아 안정적으로 지구 궤도를 돌고 있는 것으로 확인됐다.

강경인 KAIST 인공위성연구센터 위성개발실장은 “첫 교신에서 성공하기가 쉽지 않은데 나로호가 제공해준 궤도 정보가 정확하고 예측된 값을 지나가고 있어 가능했다”면서 “나로과학위성은 기존 다른 위성들과 달리 나로호에 단독으로 탑재돼 쏘아올려졌기 때문에 교신을 성공적으로 수행할 수 있었던 것으로 보인다”고 분석했다.

● 국내 레이저추적 시스템으로 나로위성 위치 추적

나로호에 탑재돼 제 궤도에 안착한 나로과학위성은 우주에서 어떻게 위치를 확인할 수 있을까?

결론은 크게 두가지다.

첫째는 대전 KAIST 인공위성연구센터 지상국에서 RF 주파수 장비를 이용, 위성으로부터 통신 신호를 받아 궤도 정보를 얻을 수 있다.

또 하나는 한국천문연구원이 자체 개발한 ‘인공위성 레이저추적 시스템(SLR·Satellite Laser Ranging)’으로도 위성 추적이 가능하다.

연구원이 2008년부터 개발해 온 이 시스템은 200∼2만4000㎞ 고도상의 반사경이 장착된 인공위성을 밤낮으로 추적할 수 있다.

지상에서 위성체에 레이저를 발사하고 반사돼 돌아오는 빛을 수신한 뒤 시간을 계산, 위성체까지의 거리를 측정하게 된다. 밀리미터(㎜) 단위까지 측정할 수 있어 현재까지 개발된 위성 추적 방법 중 가장 정밀하다.

KAIST 인공위성연구센터에서 한달간 자세 제어 등 기본 기능 시험을 거친 뒤 본격적인 위성 운영을 시작하면 천문연은 SLR을 이용해 위치 추적에 들어갈 방침이다.

이번에 나로과학위성에 처음으로 시범 운용돼 성능을 증명하게 되면 우리나라도 명실상부 인공위성 레이저추적 시스템을 갖춘 나라가 된다.

현재 인공위성 레이저추적 시스템을 갖춘 나라는 미국·중국·일본 등 20개국이다. 전세계에 40여개 관측소가 운영되고 있다.

나로과학위성은 앞으로 1년간 하루에 14바퀴 지구 타원궤도를 돌며 우주 방사선과 이온층을 측정하게 된다.

위성에 실린 레이저 반사경으로 궤도를 정밀 관측할 수 있고 펨토초(1000조분의 1초) 레이저, 자세 제어용 반작용휠, 적외선 영상센서 등 국산기술로 만들어진 부품을 우주 검증하는 역할을 한다.

<대전/정래수>