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[현장] ‘천리안2B호’ 발사 하루 앞으로, 기아나 우주센터 르포


내일(19일) 오전 7시 18분 발사 예정

[기아나=공동취재단] 17일 오전 8시 27분(현지시간. 한국은 17일 오후 8시 27시), 남미 프랑스령 기아나의 기아나우주센터 조립동(BAF). 세로로 긴 건물 전면이 아래부터 위로 천천히 열리기 시작했다. 약 10분에 걸쳐 약 60m의 문이 열리자 높이 51m의 거대한 흰 기둥 구조물이 모습을 드러냈다.

차를 타고 조립동 바로 앞에 다다르자 멀리서 바라볼 때보다 더 크고 웅장한 모습이 나타났다. 오른쪽 상단에 태극기 모습이, 왼쪽 상단에 ‘천리안2B호’라는 한글이 선명했다. 발사를 하루 앞둔 해양 및 환경관측 정지궤도위성 ‘천리안2B’호를 실은 유럽 우주기업 아리안스페이스의 발사체 ‘아리안5ECA’였다.

아리안발사체에 실려 이동을 대기중인 천리안위성 2B호 [공동취재단]
아리안발사체에 실려 이동을 대기중인 천리안위성 2B호 [공동취재단]

‘ㄴ’자 모양의 노란색 발사 테이블(Launch Table)과 함께 위로 우뚝 선 아리안5ECA 앞에는 파란색 트럭 한 대가 서 있었다. 총 무게 2400t에 이르는 발사체와 발사 테이블을 끌고 발사대로 이동할 차량이었다. 발사체 앞에는 조립동 입구부터 21m 간격으로 나란히 난 두 줄의 레일이 있었다. 일명 ‘스페이스 로드(Space Road)’였다.

아리안발사체에 실려 이동을 대기중인 천리안위성 2B호 [공동취재단]
아리안발사체에 실려 이동을 대기중인 천리안위성 2B호 [공동취재단]

11시 53분, 발사체와 발사 테이블이 스페이스 로드를 따라 천천히 이동하기 시작했다. 어른이 마음먹으면 한 시간 안에 걸을 수 있는 거리였지만, 안전을 위해 발사체를 천천히 이동시키다 보니 이송 시간은 한 시간을 훌쩍 넘겼다. 클라우디아 호야우 아리안스페이스 미디어디지털커뮤니케이션 담당관은 “조립동에서 매우 느린 속도로 나와 점차 속도를 높여 시속 2.5km로 이동을 시작한 뒤 직선 구간에서 시속 3.8km로 이동한다”고 말했다. 이동 시에는 안전을 위해 이송 트럭 운전사를 포함해 9명의 인원만 남고 모두 주변을 벗어났다.

오후 1시 3분 발사대에 도착한 뒤에는 다시 위성의 전원을 켠 뒤 원격에서 최종 작업이 이어졌다. 최재동 항우연 정지궤도복합위성사업단장은 “지난해 말 기아나에 온 이후 위성 본체 점검을 이어왔다”며 “내일 발사를 마친 뒤 첫 교신과 태양전지판 전개 등을 확인해 초기 성공 여부를 확인할 계획”이라고 말했다.

정지궤도 기상해양관측위성 천리안2B호가 내일 오전 발사된다 [공동취재단]
정지궤도 기상해양관측위성 천리안2B호가 내일 오전 발사된다 [공동취재단]

계획에 따르면, 천리안2B호의 최종 발사는 18일 저녁 7시 18분(현지시간. 한국시간 19일 오전 7시 18분) 이뤄진다. 당초 7시 14분에 발사될 예정이었으나 4분 늦춰졌다. 11시간 23분 전인 오전 7시 55분경 최종 카운트다운이 시작된다. 위성에 이상이 발견될 경우 발사 9초를 남긴 시점까지 언제든 카운트다운은 정지된다. 이후 발사 4시간 38분 전부터 액체산소와 액체수소 등 발사체 추진제 주입이 시작된다. 추진제 주입에는 3시간 30분이 소요된다.

발사 15분 전에는 위성 배터리를 사용하는 내부전력 모드로 전환되고, 발사 7분 전부터는 발사 자동시퀀스가 시작된다. 발사 명령이 내려지면 1초 뒤 1단 엔진이 점화되고 약 7초 뒤 고체 부스터가 점화되며 이륙하게 된다.

발사 2분 22초(142초) 뒤에는 고체 부스터가 분리되고, 3분 22초(202초) 뒤에는 위성보호덮개(페어링)가 분리된다. 발사 8분 50초(530초) 뒤에는 주엔진이 분리되고 4.5초 뒤 2단 엔진이 점화된다.

발사체가 목표 궤도에 진입하는 시점은 발사 뒤 25분 29초(1529초) 뒤다. 천리안2B호는 발사 31분 뒤인 49분에 발사체로부터 분리되고 발사 40분 뒤인 7시 58분 호주 야사라가 관제소와 첫 교신을 할 예정이다. 교신은 1차적으로 위성 발사의 성공 여부를 판가름하는 중요한 이벤트다. 이후 발사 1~2시간 뒤에 태양전지판 전개까지 마치면 발사 당일 확인할 수 있는 절차는 모두 끝난다.

이후 약 2주 뒤 위성을 동경 128.2도 위치에 정확히 보내면 본격적인 시험운용이 시작된다. 최 단장은 “위성 연료의 70%를 위성을 제 자리에 보내는 데 투입한다”며 “정확도가 필요한 매우 중요한 작업으로 이 기간까지 긴장의 끈을 놓을 수 없다”고 말했다.

천리안2B호는 지구 3만 6000km 상공에서 지구의 자전 속도와 같은 속도로 지구 주위를 돌며 한 지점을 집중 관측하는 ‘정지궤도’ 위성으로, 2018년 12월 발사된 기상 관측 위성 천리안2A와 위성 본체는 같고 임무를 위한 센서(탑재체)만 다른 쌍둥이 위성이다.

한반도와 그 주변 바다와 대기를 24시간 관측하며 해양 환경 변화와 대기 오염물 농도 등을 10년간 집중 관측할 계획이다. 과학기술정보통신부와 환경부, 해양수산부가 다부처 협력사업으로 2011년부터 개발됐다. 한국항공우주연구원이 총괄 주관하고 한국해양과학기술원과 한국항공우주산업, 미국 볼에어로스페이스사, 프랑스 에어버스사 등이 개발에 참여했다.

◆(D-1 인터뷰)최재동 한국항공우주연구원 정지궤도복합위성사업단장

"천리안1호를 개발할 때 공동개발하는 유럽 기업에게 서러움도 많이 당했습니다. 2호를 독자개발하며 이런 서러움을 다시 겪지 말자 목표를 세웠는데, 9년간 2대를 동시에 개발하며 이런 목표를 달성해 기쁩니다."

최재동 한국항공우주연구원 정지궤도복합위성사업단장은 17일 오후 2시(한국시간 18일 오전 2시) 프랑스령 기아나의 기아나우주센터에서 가진 인터뷰에서 발사를 하루 앞둔 해양 및 환경 관측 정지궤도위성 ‘천리안 2B’호 발사를 앞둔 소감을 이렇게 말했다.

최재동 항우연 정지궤도복합위성사업단장이 취재진의 질문에 답하고 있다. [공동취재단]
최재동 항우연 정지궤도복합위성사업단장이 취재진의 질문에 답하고 있다. [공동취재단]

최 단장은 1994년 ‘우리별 3호’ 위성개발을 시작으로 국내 위성 개발 임무에 참여해 온 대표적 위성 전문가다. 1996년부터는 우주 3만 6000km 상공에서 지구와 같은 속도로 공전하며 지상의 한 지점을 집중 관측하는 위성인 정지궤도위성의 개발을 주도해 왔다. 2018년 4월부터는 정지궤도복합위성사업단장을 맡아 그 해 말 역시 기아나우주센터에서 발사된 기상관측 정지궤도위성 천리안2A호와 이번 2B호의 개발을 이끌어 왔다.

-발사 준비는 언제부터? 앞으로 어떤 과정이 남아 있나?

▲2019년 12월 30일, 처음 초기 팀이 도착했다. 위성은 그 다음 1월 5일에 도착했고 후에는 위성 점검을 했다. 상태가 정상인지. 먼 거리를 이동했기 때문에 습도와 이동에 따른 진동 이런 위험요소를 다시 한 번 점검했다. 이 과정이 2주~3주 걸렸다. 앞으로 남은 것은 카운트다운이다.

- 발사 성공의 기준은 무엇인가.

▲발사체에서 위성이 분리된 뒤 8분 뒤에 이뤄질 첫 번째 교신이다. 그 다음은 태양전지판 전개다. 발사 뒤 약 1시간 이후에 전개가 이뤄지는데, 이 과정이 잘 되면 위성이 다 정상적으로 켜졌다는 것을 알 수 있다. 따라서 위성의 정상적 동작 여부는 발사 1시간 뒤에 알 수 있다.

-만에 하나 교신에 실패한다면 다음 절차는 무엇인가.

▲발사체로부터 위성이 분리된 이후에 첫 번째 교신지점이 있다. 만약 여기서 교신이 이뤄지지 않으면 나머지 3군데 추적소를 이용해 계속해서 추적해서 신호를 잡을 예정이다.

-천리안2B호가 운용을 시작하면 어떤 점이 기존과 달라지게 되나.

▲2B호는 해양과 환경 탑재체를 탑재하고 있다. 환경탑재체는 정지궤도 위성에서 세계 최초다. 해양탑재체는 기존의 천리안1호보다 해상도가 4배 이상 좋아졌기 때문에 해양 오염이나 대기오염을 상시 관측할 수 있는 장점이 있다.

-천리안1호와 잠시 동시에 운용돼 정지궤도에 3대의 천리안이 일시적으로 운용된다. 이를 활용할 계획이 있는가.

▲동일한 궤도에서 최대 4대까지 동시운용을 고려하고 있으며 동시운용 기술도 확보하고 있다. 향후에도 더 많은 위성이 궤도에 올라갈 수 있기 때문에 (천리안1호의) 남은 수명과 관계없이 동시 운영을 할 예정이다.

-정지궤도위성을 추가로 개발할 계획이 있는가.

▲정지궤도 재난통신위성을 준비하고 있다. 국내에서 발생하는 재난, 해양 통신 이런 것 목적으로 한다. 2027년 목표로 개발 중으로, 천리안1호에서 운영 중인 통신 임무가 종료가 되면 임무를 승계할 예정이다. 현재 예비타당성조사를 진행하고 있다. 통과될 경우 2021년 착수하게 돼 있다. 예타 통과는 낙관하고 있다.

-2011년 이후 이어진 천리안2 개발이 성공적으로 끝난다. 소감은?

▲2011년 7월 시작했을 때만 해도 많은 사람들이 국내에서 독자개발을 할 수 있을지 의구심을 가졌다. 8년 넘는 시간동안 도전한 끝에 국내 독자개발을 성공할 수 있게 됐다. 많은 분들이 개발 사업에 참여하면서 적극적이고 도전적인 자세로 난제를 극복할 수 있었던 것 같다.

-천리안2B호는 위성 본체와 시스템을 독자개발했고 탑재체도 국내 연구팀과 국외 기업이 공동 개발했다. 어떤 의의가 있는가.

▲세계 최고 사양의 탑재체를 탑재하다 보니까 미국, 유럽도 많은 실수를 하고 있었다. 우리가 공동개발을 하면서 우리 연구진들이 많은 기술적 지원과 협력을 얻어내 좋은 결과를 냈다. 특히 환경탑재체의 경우 탑재할 때 기술적 어려움 있었지만, 함께 이런 어려움을 극복할 수 있었다.

-독자적인 정지궤도 위성 개발 플랫폼을 가진 것은 향후 위성 개발에는 어떤 의의를 갖는가.

▲정지궤도 위성에서는 관측도 중요하지만 통신도 중요하다. 남미나 중앙아시아의 경우 통신 인프라가 적기 때문에 정지궤도 위성을 이용해 통신위성을 함께 개발하자고 제의를 많이 해오고 있다. 그 외에 항법위성 등으로도 활용이 가능하다.

-개발 중 어려웠던 점은?

▲천리안 1호를 해외 기업 아스트리움과 공동개발할 때, 회사 건물에 상주 못하고 외부 컨테이너 사무실에서 대기하는 등 서러움도 많았다. 기술이전이나 협력도 어려웠다. 천리안 2호를 개발할 때 국내 독자개발을 하며 이런 난관이나 서러움을 다시 겪지 말자는 목표를 세웠고, 결국 어려움을 극복했다. 그 외에 탑재체 본체와 인터페이스 등을 개발할 때 해외 개발 부분과 국내 개발 부분을 이을 때도 혼란이 많았다. 양측의 단위나 숫자가 달라 곤란을 겪거나, 동일한 문장을 두고도 이해도가 달라서 최종 결합할 때 어려움을 겪기도 했다. 그렇지만 그런 부분 슬기롭게 극복했다.

-정지궤도 위성 개발을 초창기부터 이끌어 온 산증인으로서, 국내의 정지궤도위성 개발 수준을 평가한다면?

▲천리안 2A, 2B호를 동시에 개발하면서 자긍심을 갖게 됐다. 기술 측면에서 우수한 면도 많다. 일반적인 통신위성은 태양전지판을 양쪽에 날개를 펼친 형태로 갖는데 우리는 한쪽 날개만 펼친 형태다. 한쪽 날개만 있다는 것은 비대칭제어를 해야 한다는 뜻이다. 이를 제어하는 기술은 고난이도 기술이기 때문에 다른 통신위성 기술보다 더 높은 기술을 갖고 있다는 뜻이 된다.

-앞으로의 계획은?

▲정지궤도 위성은 한 해에 여러 개 만들 수 있는 위성이 아니다. 평균 7년에 1개씩 개발된다. 그렇다 보니 아무리 동일한 플랫폼을 다시 쓴다고 하더라도 차세대 신기술을 개발해서 적용해야 하는 어려움이 있다. 향후 이런 신기술을 적용한 보다 나은 위성 플랫폼과 위성체를 만들고, 국내에서 필요로 하는 통신, 항법 등의 임무를 수행하도록 세계수준의 기술을 확보하겠다.

-현재 사업단 인력은?

▲18명이다. 하지만 사업단만 개발하는 것이 아니라 다른 분야에서도 협력하는 인원이 많다. 40여개 사업체도 참여했다. 항우연뿐만 아니라 인프라 총동원해서 개발한다고 생각하면 된다. 국내 산업체의 경우 처음에는 기술적으로 부족한 면도 많았는데 천리안 2A와 2B호를 개발하면서 해외 업체에서도 주문 들어올 정도 많은 기술력을 확보했다. 국내 경쟁력 확보에 도움이 됐다.

최상국 기자 skchoi@inews24.com






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