2011년엔 핵시설 탐지 위성도 쏜다

 

2011년엔 핵시설 탐지 위성도 쏜다

[매일경제] 2007년 06월 19일(화) 오후 02:40

 

최근 세계 각국은 각종 우주개발 성과와 새로운 계획을 잇따라 발표하고 있다. 막대한 정부 예산을 우주 기술 개발에 쏟아부으며 무한경쟁에 나서고 있다.

우주기술 개발 경쟁에 뛰어든 나라는 미국과 러시아, 유럽, 일본, 중국 등으로 빠르게 확산되고 있다.

'우주개발 선진국'들은 위성과 이를 쏘아올리는 발사체(로켓) 개발을 마치고, 독자적인 위성항법 시스템으로 우주탐사를 하는 데 집중하고 있다.

한국이 우주개발에 뛰어든 것은 초보적 단계의 소규모 과학위성인 우리별 1호를 띄운 92년. 소형 인공위성 분야는 선진국 수준에 다다랐지만 로켓이라고 부르는 발사체 기술은 선진국에 비해 한참 뒤져 있다.

그렇다면 인공위성과 로켓은 어떻게 다른 것일까?

 

◆ 로켓은 우주운반체
= 인공위성이 지구 대기권을 탈출해 달이나 다른 행성에 가기 위해서는 초당 11.1㎞ 이상 속도를 내야 한다. 인공위성으로 기능을 하기 위해서는 초속 7.9㎞로 계속 지구를 돌아야 한다.

이렇게 빠른 속도를 만들기 위해서는 공기가 희박한 지상 100㎞ 이상으로 쏘아올려야 한다.

로켓은 인공위성을 공기가 희박한 고공으로 올리고 이곳에서 아주 빠른 속도를 만들어줘 인공위성이 되게 하는 것이다. 이처럼 로켓은 인공위성과 우주탐사선을 지구 궤도나 달, 수성, 금성, 화성 등 행성에 보낼 수 있는 우주 운반체(space vehicle)이다.

로켓 제일 위쪽에 인공위성이 들어 있기 때문에 로켓을 발사할 때 인공위성은 보이지 않는다. 보통 '인공위성을 발사한다'고 말하기 때문에 우주센터에서 발사되어 올라가는 것 전체를 인공위성으로 생각할 수 있다.

그러나 정확하게 표현하면 인공위성을 로켓에 실어 발사한다고 해야 옳다.

로켓은 연료(추진제)에 따라 액체 추진제 로켓, 고체 추진제 로켓, 액체와 고체를 같이 사용하는 하이브리드 로켓, 이온 로켓, 원자력 로켓 등으로 나뉜다.

가장 많이 사용되는 로켓은 액체, 고체, 하이브리드 로켓이다.

액체 추진제 로켓은 연료통의 액체연료와 산화제통의 산화제를 혼합 연소시켜 고온의 가스를 만든 뒤 노즐을 통해 엔진 밖으로 분출하면서 힘을 얻는다.

액체 추진제 로켓은 추진제 통, 연료와 산화제의 연소실 주입용 펌프, 각 펌프를 회전시키는 터빈, 터빈을 움직이는 가스 발생기, 가스배관 장치, 가스유출 조정장치, 추진제 주입기, 연소실 및 냉각장치, 연소 가스를 분출하는 노즐 등으로 구성돼 있다. 액체 추진제 로켓은 주로 우주 개발용 우주 로켓에 많이 사용되고 있다.

고체 추진제 로켓은 매우 초보적인 것으로 1000년 전부터 군용 로켓으로 사용돼 왔다. 최근에는 기술이 끊임없이 발전해 대륙간 탄도탄(ICBM)에도 사용되고 있고, 지름 3.7ｍ, 길이 45ｍ의 거대한 고체 추진제 로켓까지 개발됐다. 로켓의 추진력은 1201.8ｔ으로 우주왕복선의 추력 보강용 로켓으로 사용하고 있다.

고체 추진제 로켓는 구조가 간단하고 제작비용과 유지비용이 싸기 때문에 경제적이라는 장점이 있다.
대신 한번 불이 붙으면 중간에 조절하는 것이 불가능하고 균일하게 타들어 갈 수 없다는 단점이 있다.

 
◆ 한국의 우주 개발 수준은
= 우리나라는 지난해 7월 다목적 실용위성 아리랑 2호, 8월 상업용 위성 무궁화 5호를 띄우고 연말에는 한국인 최초 우주인 후보 2명을 선발하는 등 우주 개발에 본격적인 시동을 걸었다.

과학기술부의 '우주 개발 중장기 기본계획'에 따르면 오는 2012년까지 9기의 인공위성이 개발된다. 현재는 다목적 실용위성 3호ㆍ3A호ㆍ5호, 통신해양기상위성, 과학기술위성 2호ㆍ3호 등 6기의 위성이 개발 중이다.

우선 내년에는 과학기술위성 2호가 발사될 예정이다. 과학기술위성 2호는 내년 완공을 앞둔 전남 고흥 외나로도 우주발사센터에서 발사되는 첫 번째 위성이라는 영광을 안게 될 예정이다.

당초 우주개발 중장기 기본계획에서 과학기술위성 개발목표는 우주과학용 탑재체와 이를 위한 위성 본체 시스템 개발이었지만 투자에 비해 효용성이 떨어진다는 지적이 나왔다. 이 때문에 정부는 우주기초기술연구사업과 연계해 달 탐사위성과 같은 다양한 기술 시험 위성으로 다변화를 추진할 계획이다.

2009년에는 통신해양기상위성, 2010년에는 다목적 실용위성 5호가 발사된다. 2011년에는 적외선 카메라를 장착해 지상ㆍ지하 핵시설물 등에서 나오는 열을 탐지할 수 있는 일명 '두더지 위성'인 다목적 실용위성 아리랑 3A호가 발사될 예정이다.

또 다목적 실용위성 6호는 고해상도 다중채널을 갖춘 카메라 탑재체를 자력으로 개발하는 데 목표를 두고 오는 2012년에 개발에 착수한다. 야간 촬영이 가능한 전천후 영상레이더(SAR)를 탑재하게 되는 다목적 실용위성 7호는 2010년에 개발에 착수할 예정이다.

 

정부는 발사체의 핵심기술인 고추력 대형 액체엔진의 독자 개발 능력 확보에 중점을 두고 있다.

이를 위해 단계적으로 93년에는 고체 추진제를 사용하는 1단형 과학로켓 KSR-Ⅰ, 98년에는 2단형 중형 과학로켓 KSR-Ⅱ이 개발돼 발사됐다. 2002년에는 액체 추진제를 사용하는 과학로켓 KSR-Ⅲ이 쏘아올려졌다.

현재는 러시아와 공동으로 100㎏급 소형 위성을 지구 저궤도에 진입시킬 수 있는 소형 위성발사체 KSLV-1을 개발하고 있다. 이 로켓은 2008년 과학기술위성 2호를 싣고 발사된다.

외나로도에 우주센터를 만드는 것도 발사체 기술을 선진국 수준으로 진입시키기 위한 취지로 볼 수 있다. 이처럼 우주선진국 진입을 위해 우리 정부는 올해부터 2016년까지 위성체와 발사체 기술자립을 추진키로 하고 총 3조8000억원이라는 어마어마한 예산을 투입할 계획이다.

2016년까지 관련 핵심기술을 확보하고 우주개발을 위한 기술자립화를 이룬 뒤 행성탐사 등 본격적인 우주탐사에 나선다는 복안이다.

한국과학재단 장영근 우주전문위원은 "우주 산업의 기술파급 효과는 자동차 산업의 3배를 넘는 것으로 알려져 있다"며 "한국도 통신방송, 기상ㆍ지구관측, GPS 정보, 발사 서비스 등 상업화 가능한 기술 개발에 박차를 가해야 할 것"이라고 설명했다.

[유용하 기자]