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우주개발 신호탄 과학기술위성 성공 드라마

한 차례 발사 연기, 10차례 교신 실패, 드디어 성공!

  • 글: 이충환 동아사이언스기자 cosmos@donga.com

우주개발 신호탄 과학기술위성 성공 드라마

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  • 10전11기로 성공한 국내 최초의 과학기술위성. 설계에서 조립, 시험에 이르기까지 순수 우리 기술로 만든 이 위성은 ‘우리별’시리즈의 완결판이다. 5년 동안 30여 명의 연구원이 겪은 애환과 숨가빴던 최종 발사과정 뒷얘기.
우주개발 신호탄 과학기술위성 성공 드라마

과학기술위성 1호가 실린 코스모스로켓이 발사대에서 대기하고 있다.

지~익, 지~익, 직직. 모니터에 어지럽게 그려지던 파형이 갑자기 크게 튀어올랐다. 연구원들은 3일째 변함없이 의미 없는 잡음만을 만났던 터라 그 순간 각자의 눈을 의심해야 했다. 다시 확인해도 너무나 또렷한 신호임에 틀림없었다. 한국과학기술연구원(KAIST) 인공위성연구센터 지상국의 수신모니터에 위성이 보내오는 신호가 처음 포착됐던 것이다.

9월29일 밤 11시24분. 거듭되는 교신 실패로 긴장이 감도는 가운데 11번째 교신시도가 시작된 지 5분 만에 한국 주도의 첫 우주관측용 위성인 과학기술위성 1호가 자신의 건재함을 알려오는 순간이었다.

“드디어 위성과 교신에 성공했습니다!”

자정 무렵 기자의 휴대전화로 전해지는 연구원의 목소리는 작지만 또렷했다. 그간의 마음고생을 훌훌 털어버린 듯 기쁨에 찬 목소리였다.

한때 과학기술위성 1호가 하도 연락이 되지 않자 일각에서는 끝내 ‘우주 미아’가 되는 게 아니냐는 관측이 나오기도 했다. 116억9000만원이라는 거액도 거액이지만, 5년 동안 30여 연구원이 쏟아낸 피땀이 물거품으로 돌아갈 수도 있는 일이었던 것이다.

러시아측의 잘못된 정보

과학기술위성 1호는 성공이라고 말할 수 있을 때까지 숱한 우여곡절을 겪었다.

과학기술위성 1호는 9월27일 오후 3시11분(한국시간) 러시아 모스크바에서 북동쪽으로 800km 떨어진 플레체스크 우주센터에서 발사됐다. 러시아 발사체인 코스모스로켓에 실려 발사됐는데, 로켓 발사부터 순조롭지 않았다. 로켓에 연료를 주입하는 밸브에 이상이 생겨서 예정보다 꼭 하루 늦게 우주로 떠났던 것. 한때 현지 기상 악화로 발사가 연기됐다고 전해지기도 했으나, 당시 발사를 참관했던 한국측 관계자에 따르면 “러시아 우주센터에 내리던 비는 로켓 발사에 지장을 줄 정도는 아니었다”고 말했다.

로켓 발사는 하루 연기되긴 했지만 다행히 성공적이었다. 물론 로켓의 발사 성공이 위성의 성공을 의미하는 것은 아니다. 이후에도 필요한 절차가 남아 있기 때문이다. 무엇보다 먼저 로켓이 발사된 후 위성이 로켓에서 제대로 분리돼야 한다. 과학기술위성 1호는 발사 35분 만에 고도 690km에서 분리될 예정이었다.

그런데 어찌된 일인지 예정된 시간이 지났는데도 아무런 소식이 없었다. 발사 후 2시간이 넘어서야 러시아 플레체스크 우주센터측은 우리 위성이 계획대로 잘 분리됐다는 소식을 한국측에 전해주었다. 늦게 통보한 이유는 로켓과의 통신에 어려움이 있었기 때문이라고 밝혔다.

다음으로는 발사 후 7시간여 만에 KAIST 인공위성센터 지상국이 위성과 교신하는 일이 기다리고 있었다. 27일 밤 10시5분경 10여 분 동안 첫 교신을 시도했으나 실패했다. 한국과학기술원 인공위성연구센터의 이현우 박사는 “우리별 2호 때는 5번째 시도 끝에 교신에 성공했고, 선진국에서도 자주 초기 교신에 실패한다”고 밝혔다. 그 뒤로도 3번의 시도가 무위로 돌아갔다.

아무래도 러시아에서 보내준 위성의 궤도 정보가 의심스러웠다. 정말 우리 위성이 예정대로 로켓에서 분리되긴 한 것일까. 나중에 러시아의 정보는 정확히 맞지 않았던 것으로 드러났다.

또 초기 교신 실패의 주원인에 대해 인공위성연구센터의 임종태 소장은 “위성의 UHF 송신기에 이상이 생겼기 때문”이라고 설명했다. 만일 UHF 송신기에 이상이 없었다면 위성의 궤도 정보가 다소 부정확해도 교신에 성공했을지도 모른다.

4차 교신 이후에는 위성의 또 다른 교신채널인 S밴드 송신기가 동원됐다. 2㎓ 대역인 S밴드는 UHF보다 주파수가 높아 송수신에 유리하다. 하지만 S밴드는 좁은 영역으로 신호를 보내기 때문에 위성의 정확한 궤도 정보가 필요했다. 러시아측에서는 자신들이 보낸 정보가 맞다는 주장만 되풀이해 다른 방법을 강구해야 했다.

“‘우주미아’라 단정 짓기엔 이르다”

사실 우리의 과학기술위성 1호는 러시아, 영국, 나이지리아 등의 위성 5기와 함께 코스모스로켓에 실려 우주로 향했다. 우주 공간에서 6기의 위성이 몰려다니는 셈이다.

북미우주방위사령부(NORAD)는 우주공간에 떠 있는 10cm 이상의 인공비행물체를 감시하는 대표적인 곳으로 새롭게 발사된 위성들을 추적해 그 궤도정보를 인터넷에 공개한다. 코스모스로켓에 실려 우주로 간 위성 6기도 NORAD의 추적대상이었다. 하지만 발사 직후에는 위성 1기에 대한 자료만 공개됐다. 발사 다음날이 휴일인 탓이었을까.

한국의 또 다른 위성인 아리랑 1호는 발사 초기에 정확한 궤도 정보를 얻지 못해 교신에 실패하다가 6시간 만에야 첫 교신에 성공했다. 한 관계자에 따르면 “아리랑 1호 때는 어느 정도 대가를 지불했기 때문에 NORAD의 자료를 곧바로 받을 수 있었다”고 말했다.
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글: 이충환 동아사이언스기자 cosmos@donga.com
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