2009.07.19 <파이낸셜뉴스>

한국 최초 우주발사체 ‘나로호(KSLV-I)’의 목표는 지상 300∼1500㎞ 높이의 타원궤도에 과학위성 2호를 올려놓는 것이다.

지상에서 200㎞만 올라가면 마찰이 거의 없는 우주공간이 펼쳐진다. 챌린저나 애틀랜타 호 등 미국 우주왕복선 스페이스셔틀은 190∼207㎞ 사이에서 지구를 선회하지만 인공위성은 보통 이보다 높은 곳으로 올라가 지구 주위를 원형 또는 타원형으로 회전하게 된다. 이렇게 인공위성이 다니는 길을 ‘궤도’라고 한다. 인공위성은 궤도에 따라 크게 정지위성(geostationary satellite)과 이동위성(orbiting satellite)으로 나뉜다.

정지궤도위성은 적도 상공 약 3만6000㎞의 정지궤도를 비행하는 위성이고 정지궤도 이외의 궤도를 비행하는 것은 이동위성이다. 이동위성궤도는 저궤도(Low Earth Orbit·LEO), 극궤도(Polar orbit), 중궤도(MEO), 고타원궤도(Highly-Elliptical Earth Orbit·HEO) 등으로 다양하다.

이번에 ‘나로호(KSLV-I)’가 과학위성 2호를 올리는 곳은 지상 300∼1500㎞ 높이의 ‘타원형 궤도인 LEO’이다. 높이에 따라 차이가 있지만 과학기술위성 2호와 같이 LEO를 따라 도는 인공위성이 지구를 한 바퀴 도는데는 90∼120분 정도가 걸린다.

이것은 지구의 자전 속도보다 위성의 속도가 훨씬 빠르기 때문이다. LEO는 지상에서의 거리가 짧기 때문에 위성을 발사할 때 에너지가 적게 드는 장점이 있어 수십∼수천㎏까지의 다양한 무게의 위성들이 자리잡고 있다. 비용이 적게 드는 만큼 LEO에는 지구 자원탐사, 해양·기상관측뿐만 아니라 사진정찰 등 군사 목적의 첩보 수집용 등의 목적으로 운용되는 인공위성들이 자리잡고 있다. 최근에는 수십∼수백 개의 위성을 쏘아 올려 통신위성으로 활용하기 위한 계획도 진행되고 있다.

특히 과학위성들은 대부분 LEO 궤도에 위치해 있다. 예를 들어 허블 우주망원경은 위성의 고도 610㎞, 궤도주기 97분인 궤도를 돌고 있다. 우리의 과학위성 2호 역시 대기와 해양의 수분량을 측정할 수 있는 ‘마이크로파 라디오미터 관측기’와 위성의 정밀궤도를 측정할 수 있는 레이저 반사경이 탑재된 채 LEO를 여행하게 된다.

‘과학기술위성 2호’에는 이중머리(Dual-Head) 별 추적기, 태양 센서, 펄스형 플라스마추력기, 소형위성용 탑재 컴퓨터, X-Band 송신기 등이 탑재되며 주 탑재체는 지구 및 대기 복사에서지 관측용 마이크로파 라디오미터와 부탑재체는 레이저 반사경이다.

‘과학기술위성 2호’의 주임무는 대기 및 지구복사 에너지 관측을 통한 지구과학 및 환경연구를 위한 우주과학 데이터를 획득하고 한국 최초 우주발사체 ‘나로호(KSLV-I)’에 실려 국내 최초로 위성발사를 수행하게 된다.

우리 땅에서 발사되는 최초의 인공위성인 ‘과학기술위성 2호’가 타원형 궤도인 ‘LEO궤도’를 돌며 성공적으로 임무를 완수해 내길 응원해본다.

/유상연 과학칼럼니스트