아리랑 1호 ‘장수만세’ 천수 다하고도 사진전송

과학기술위성 1호

《과학기술위성 1호가 11차례 시도 끝에 교신에 성공한 지 1주일이 지났다. 교신 성공의 비결은 무엇이었을까. 한국의 또 다른 위성들인 우리별 1, 2, 3호, 무궁화 1, 2, 3호, 아리랑 1호에는 어려움이 없었을까. 한국 위성들의 운용 실태가 궁금하다.》

과학기술위성 1호는 위성의 온도와 자세, 그리고 제어컴퓨터의 상태를 원격으로 진단받은 결과 건강 상태가 양호한 것으로 확인됐다. 하지만 문제도 있었다.

한국과학기술원(KAIST) 인공위성연구센터 임종태 소장은 “위성의 UHF 송신기에 이상이 발견됐다”며 “이는 초기교신 실패의 주원인으로 송신기의 출력이 예상보다 떨어졌던 것으로 보인다”고 밝혔다.

그래서 4회 교신시도 후에는 위성의 또 다른 교신채널인 S밴드를 동원했다. 그래도 위성의 정확한 궤도 정보가 없어서 6회나 헛손질을 했다. 과학기술위성 1호의 위치를 집어내는 데는 북미우주방위사령부(NORAD)와 영국 서레이대에서 보내준 자료가 결정적인 도움이 됐다.

초기 교신 실패는 우리별 2, 3호 때도 있었다. 2호는 5차 교신에서, 3호는 2차 교신에서 성공했다. 아리랑 1호도 초기 교신 때 어려움을 겪었다. 발사 초기에 정확한 궤도 정보를 얻지 못해 6시간 만에야 위성과 교신에 성공했다. 이때도 NORAD 자료의 덕을 봤다.

한국항공우주연구원 위성운영센터 최해진 박사는 “우리별이나 아리랑 같은 저궤도 위성의 경우 S밴드 송신기를 사용할 때 초기 교신은 쉽지 않다”며 “S밴드 송신기는 좁은 지역에 신호를 보내므로 위성의 정확한 궤도 정보가 필요하다”고 설명했다.

하지만 무궁화 위성은 사정이 다르다. 우리별이나 아리랑보다 훨씬 더 높은 고도 3만6000km 상공의 정지궤도에 있기 때문에 송신기의 신호가 좀 더 넓은 지역에 퍼진다. 또 무궁화 위성은 한 지역의 방송통신을 중계하기 위해 지구 자전과 같은 속도로 돌기 때문에 항상 똑같은 지역의 상공에 떠있다. 따라서 교신이 더 쉬워진다. 하루 14바퀴씩 지구를 돌며 4차례만 우리나라 상공을 지나는 과학기술위성 1호나 아리랑 1호와는 다른 것이다.

물론 무궁화 위성에도 어려움은 있다. KT 무궁화 위성 운용 관계자에 따르면 “태양과 달의 중력, 그리고 태양풍에 영향을 받아 위성의 궤도가 조금씩 변한다”며 “때문에 1주일에 한 번씩 위성에 있는 소형로켓을 이용해 궤도를 수정한다”고 말했다.

이들 위성은 현재 각자 다른 처지에 놓여 있다. 지구관측 실험용인 우리별 1∼3호는 3년씩의 수명을 다해 훗날 대기권에 진입한 후 타버릴 운명에 처한 반면, 아리랑 1호는 3년의 수명을 넘겼음에도 해상도 6.6m인 카메라로 지구사진을 찍고 있다. 아리랑 1호는 여태까지 5만장이 넘는 국내외 영상을 남겼다.

무궁화 위성은 1호를 제외하면 한국의 방송통신을 중계하는 용도로 쓰이고 있다. 1999년에 발사된 무궁화 3호가 위성방송, 서울과 지방의 케이블방송, 무선인터넷 등을 중계하고 1996년에 발사된 2호는 3호를 지원한다. 3호는 방향을 바꿀 수 있는 가변 안테나가 달려 있어서 일본이나 호주까지 방송을 송수신한 적이 있다. 위성의 수명은 3호의 경우 15년, 2호는 10년이다.

또 무궁화 1호는 프랑스에 임대해 준 상태다. 수년 전 우리나라 상공에서 프랑스 상공으로 활동무대를 옮겼지만, 위성의 관제는 우리가 하고 있다. 무궁화 1호는 1995년 발사 당시의 문제로 수명이 반으로 줄었으나 연료를 효율적으로 사용했기 때문에 앞으로 2년 정도는 더 쓸 수 있다.

현재 건강 체크 중인 과학기술위성 1호는 앞으로 최소 2년 동안 ‘원자외선 우주분광기’로 우리 은하의 지도를 제작할 것이고 ‘우주물리 탑재체’로 극지방의 오로라를 관측해 생성과정의 비밀을 파헤칠 계획이다.

이충환 동아사이언스기자 cosmos@donga.com