국민의 꿈과 희망을 모아 우주로 발사한다

과학기술

국민의 꿈과 희망을 모아 우주로 발사한다
[국민 생활 도움 주는 과학기술센터] (51) 한국항공우주연구원

2021.06.30 09:00 김준래 객원기자

최근 전남 고흥에 위치한 나로우주센터에서는 전 국민의 관심이 쏠린 행사가 열려 주목을 끌었다. 한국형 발사체인 누리호가 개발을 시작한지 11년 만에 처음으로 모습을 드러내는 발사대 인증시험 행사가 열렸기 때문이다.

누리호는 순수 국내 기술로 개발된 우주발사체로서 인공위성을 지구의 저궤도에 진입시키는 역할을 한다. 선을 보인 누리호는 오는 10월 발사 예정인 비행모델(FM)과 같은 실물 크기의 모형이다. 지난 3월 세 차례에 걸친 종합연소시험을 통해 성능 검증을 마친 상황이다.

독자 기술로 만든 한국형 발사체 누리호의 위용 ⓒ 항공우주연구원

이처럼 한국형 발사체의 개발과 발사를 진두지휘하고 있는 곳은 한국항공우주연구원(KARI)이다. KARI는 항공우주기술 개발을 통한 국가 발전을 위해 설립된 국가 항공우주 전문연구기관이다.

4차 산업혁명의 동력을 바탕으로 항공우주 기술 개발

KARI의 주요 업무 분야로는 크게 3가지로서 항공분야와 위성분야, 그리고 우주발사체 분야 등으로 나뉜다. 항공분야에서는 차세대 미래교통혁명의 핵심으로 주목받고 있는 비행체를 개발하고 있다.

대표적 성과로는 틸트로터 항공기와 성층권 태양광 무인기 등을 개발했으며, 현재는 전기를 동력으로 하는 수직이착륙 개인용 항공기인 OPPAV를 개발하고 있다.

그리고 위성분야에서는 그동안 언론에서 많이 보도되었던 아리랑위성과 천리안위성, 그리고 차세대 중형위성 등이 있다. 아리랑위성은 고해상도 지구관측위성이고, 천리안위성은 정지궤도에서 기상 및 해양, 그리고 환경 관측 등의 다양한 임무를 수행하는 위성이다. 차세대 중형위성의 경우는 공공수요와 위성분야 산업화를 위한 표준플랫폼의 역할을 수행하는 위성이다.

마지막으로 우주발사체 분야에서는 앞에서 소개한 한국형발사체를 국내 독자 기술로 개발하고 있다. 이외에도 액체엔진 성능을 더 높이기 위해 다단연소사이클 엔진 선행연구 등을 수행하고 있다. 특히 우주탐사를 위한 첫걸음으로 한국형 달 궤도선을 개발하고 있는 점은 우주발사체 분야에서 가장 역점을 두고 있는 사업이다.

신개념 비행체인 틸트로터기도 항공우주연구원이 개발하고 있다 ⓒ 항공우주연구원

문제는 이런 항공우주 분야의 연구를 위해서는 4차 산업혁명을 선도하는 첨단기술들이 뒷받침되어야 한다는 점이다. 따라서 KARI는 4차 산업혁명의 핵심 동력이라고 할 수 있는 인공지능과 빅데이터, 그리고 로봇 및 모빌리티 기술을 융합하여 항공우주 분야를 연구하고 있다.

이 뿐만이 아니다. KARI는 앞으로 친환경 고효율의 첨단 항공기와 유인 및 무인 형태의 미래형 신개념 비행체 핵심기술 개발에도 매진한다는 계획이다.

특히 국민 생활과 밀접한 분야인 위성 분야에서는 첨단 위성개발 및 위성기술 산업화, 그리고 위성 자력 발사 및 초정밀 위치정보 제공이 가능한 한국형 위성항법시스템 개발 등을 개발하는데 있어 역점을 둘 것으로 알려졌다.

위성 분야 연구는 국민 생활과 밀접한 연관 관계

항공우주 분야라고 하면 국민 생활과 동떨어져 있다고 생각하는 경우가 대부분이다. 물론 우주탐사 분야만 놓고 보면 그렇게 볼 수 있다. 하지만 위성 분야의 경우는 다르다. 그 어느 분야보다도 국민 생활과 밀접한 업무를 담당하고 있다.

대표적 사례로는 지난해 발사되어 지구 궤도를 돌면서 필요한 정보를 제공하고 있는 천리안위성 2B호가 있다. 이 위성은 현재 아시아 대기질 자료를 영상화한 정보를 지구로 보내오고 있는데, 이를 조종하고 있는 KARI가 영상정보를 최초로 공개하여 화제가 되고 있다.

KARI가 공개한 영상을 살펴보면 천리안위성 2B호가 관측한 아시아 전역의 이산화질소와 아황산가스, 그리고 오존 등의 미세먼지 유발물질 분포 현황과 이에 기반한 미세먼지 추정 농도를 시간대별로 보여주고 있음을 알 수 있다.

예를 들어 지난해 9월 9일에 관측한 자료에 따르면, 중국 뿐만 아니라 동북아 전역에서 차량 이동이 많은 서울이나 오사카 같은 대도시와 화력발전소를 포함한 공업지역을 중심으로 이산화질소 농도가 높은 것으로 드러났다.

이런 정보는 아시아 전역을 누락 없이 관측할 수 있는 정지궤도 위성인 천리안 2B호이기 때문에 가능한 데이터다. 기존의 저궤도 위성 같은 경우는 일부 관측지역 누락하거나 다량의 구름이 있을 때는 관측할 수 없다.

차세대중형위성 1호가 촬영한 고해상도 종합운동장의 모습 ⓒ 항공우주연구원

이처럼 천리안 2B호가 국민들이 골치 아파하는 미세먼지 문제 해결에 도움을 주는 위성이라면 지난 3월 카자흐스탄에서 성공적으로 발사된 ‘차세대 중형위성 1호’는 고해상도의 관측 영상을 제공하는 것이 주요 임무다.

차세대 중형위성 1호는 KARI가 국내 기술력만으로 독자 개발한 정밀지상관측용 위성이다. 목표 궤도에 안착한 이후, 최근까지 위성 본체와 탑재체에 대한 모든 기능시험을 완료한 상태다. 특히 시험 영상을 촬영하여 보정 작업에 착수하는 등 위성의 정상 운영을 위한 준비를 하고 있다.

이번에 처음으로 공개된 차세대 중형위성 1호의 위성영상은 현재 보정을 위한 시험 테스트 기간임에도 불구하고 서울의 잠실 종합운동장 모습을 선명하게 촬영하는 등 우수한 성능을 보여주고 있어 기대감을 높이고 있다.

이에 대해 위성연구소의 이승훈 연구관은 “발사되는 위성들은 각기 주어진 주요 임무에 따라 운영되고 있다”라고 소개하며 “천리안 2B호가 미세먼지 해결에 특화된 위성이라면, 차세대중형위성 1호는 고화질의 영상을 촬영하여 국토 및 자원 관리, 그리고 재난 대응 등에 활용할 수 있을 것”이라고 전망했다.

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