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바다에서 인공위성을 발사한다?
<KISTI의 과학향기> 제427호 2006년 04월 03일
“5, 4, 3, 2, 1,...발사!”
카운트다운이 끝나자 인공위성을 실은 로켓이 꼬리에서 불기둥과 구름같은 연기를 뿜어내며 바다에서 하늘로 올라간다. 배의 갑판 위에서 인공위성을 하늘로 발사한 것이다.
지난 1995년 출범한 세계 유일의 인공위성 해상발사 업체인 씨 런치(Sea Launch) 사는 1999년 3월 27일 모형위성체 발사를 시작으로 현재까지 22차례 배 위에서의 인공위성 발사를 성공시킨 바 있다. 2004년 5월 상용위성사상 가장 무거운 방송용 위성 디렉TV(5,483kg)와 통신위성 ICO 등을 하늘로 띄운 게 대표적인 성공사례.
미국 보잉(40%), 러시아 에너지아(25%), 노르웨이(20%), 우크라이나(15%) 등 4개국이 합작으로 설립한 다국적 기업 ‘씨 런치 사’는 한마디로 각 분야 최고가 모여 인공위성 해상 발사기술을 만들어 낸 것이다. 에너지아사는 로켓관리와 탑제체 운반 및 관리를 개발ㆍ담당하고 있으며, 로켓제작 분야에서 세계최고 기술을 보유한 우크라이나의 ‘유즈나’ 사와 ‘유즈마쉬’ 사는 인공위성 발사체(로켓) 제닛(ZENIT)-3SL의 설계와 제작을 맡고 있다. 또한 독보적인 선박 제조기술을 보유한 노르웨이 선박회사 ‘아케르 크바르네르’는 발사에 쓰이는 두 대의 배(발사선 ‘오딧세이 호’와 명령선)를 제작ㆍ관리하고, 보잉은 마케팅과 시스템을 책임지고 있다.
이처럼 4개국의 회사들이 분업과 협력으로 배 2척과 인공위성 발사체 기술만으로 바다에서 인공위성을 띄우는 꿈같은 일을 실현시키고 있는 것이다.
그렇다면 배 위에서 인공위성 발사는 어떻게 하는가.
먼저, 총길이 221m인 명령선(Assembly & Command Ship) 실내에 길이 60m인 발사체를 평편하게 눕혀 고정시킨다.
둘째, 명령선이 발사지점에 도착하면 석유시추선을 개조해 만든 오딧세이 호(Launch Platform-Odyssey)가 이미 해당지점에 도착해 명령선을 기다리고 있는데 명령선 꼬리부분을 오딧세이 호에 밀착시킨 후 뒷문을 열어 인공위성이 담긴 발사체를 오딧세이 호에 수평으로 이동시킨다.
셋째, 로켓을 이어받은 오딧세이 호는 수평인 로켓을 그대로 갑판 앞쪽에 위치한 로켓행거(Rocket Hanger)라는 곳으로 들어올린 후, 갑판 뒤에 위치한 발사대로 이동시킨다. 이때도 수평은 계속 유지해야 한다.
넷째, 기다란 발사대 위에 로켓을 완전 고정시킨 후 발사대를 90도로 세워 인공위성이 탑재된 발사체(로켓)의 머리가 하늘을 향하도록 한다.
마지막으로, 발사준비가 다 됐다고 판단되면 명령선 내의 발사본부가 카운트다운을 시작한다. 이윽고 발사체(로켓)가 불을 뿜으며 하늘로 멀리 사라지면 일련의 모든 과정이 끝나게 된다.
그런데 배에서 인공위성을 발사하면 어떤 장점이 있을까.
적도 상공에 머물면서 지구 자전속도와 같은 속도로 지구 주위를 도는 ‘정지위성’은 위성이 상공에서 위치할 목표지점 바로 아래 지상에서 쏘아 올리면 연료가 절감된다. 가령 미국도 북위 27도에 위치한 미 항공우주국(NASA)의 케네디센터에서 정지위성을 쏘아올리는 것보다 적도 해상에서 쏘아 올리는 게 연료 6kg을 절약할 수 있다. 이처럼 연료를 절약하면 그만큼 더 인공위성의 무게를 늘려 인공위성의 성능과 수명을 늘릴 수 있는 장점이 있다.
또한 발사체 연료가 절감되기 때문에 육지에서 쏘아올리는 것보다 발사비용이 저렴해진다.
이밖에 인공위성을 발사하기 위해서는 발사 전 혹은 발사 직후에 예측하지 못한 폭발사고 등이 일어날 경우 피해를 최소화하기 위해 발사방향의 전면이 넓게 트여있어야 하는데 해상에서 발사하면 이러한 문제가 자연스럽게 해결된다.
육지에서 인공위성을 발사하면 안전성, 환경, 국제법, 영토침범 등 외적인 문제도 걸림돌로 작용하는 데 비해, 공해 상에서 발사하면 이런 점을 걱정할 필요가 없는 것이다.
때문에 우리나라 KT도 오는 7월 하순 경 하와이 남쪽 적도 공해상(서경 154도 지점)에서 우리나라 4번째 상업용 방송 위성이자 최초의 군용 위성인 무궁화 5호 위성을 씨 런치 사의 기술을 이용해 해상에서 적도 상공 3만 6,000km궤도로 발사한다. 씨 런치 사가 무궁화 위성 발사를 성공시키면 23번째 성공이 된다.
KT 측은 “정지궤도 위성을 발사할 땐 정지궤도 위성과 가장 가까운 적도에서 발사하는 것이 발사체의 성능을 최대한 이용할 수 있다”며 적도에 위치하지 않은 러시아 발사장에서 발사하는 것보다 30%이상의 비용 절감을 할 것으로 기대하고 있다. (글 : 서현교 ? 과학칼럼니스트)
카운트다운이 끝나자 인공위성을 실은 로켓이 꼬리에서 불기둥과 구름같은 연기를 뿜어내며 바다에서 하늘로 올라간다. 배의 갑판 위에서 인공위성을 하늘로 발사한 것이다.
지난 1995년 출범한 세계 유일의 인공위성 해상발사 업체인 씨 런치(Sea Launch) 사는 1999년 3월 27일 모형위성체 발사를 시작으로 현재까지 22차례 배 위에서의 인공위성 발사를 성공시킨 바 있다. 2004년 5월 상용위성사상 가장 무거운 방송용 위성 디렉TV(5,483kg)와 통신위성 ICO 등을 하늘로 띄운 게 대표적인 성공사례.
미국 보잉(40%), 러시아 에너지아(25%), 노르웨이(20%), 우크라이나(15%) 등 4개국이 합작으로 설립한 다국적 기업 ‘씨 런치 사’는 한마디로 각 분야 최고가 모여 인공위성 해상 발사기술을 만들어 낸 것이다. 에너지아사는 로켓관리와 탑제체 운반 및 관리를 개발ㆍ담당하고 있으며, 로켓제작 분야에서 세계최고 기술을 보유한 우크라이나의 ‘유즈나’ 사와 ‘유즈마쉬’ 사는 인공위성 발사체(로켓) 제닛(ZENIT)-3SL의 설계와 제작을 맡고 있다. 또한 독보적인 선박 제조기술을 보유한 노르웨이 선박회사 ‘아케르 크바르네르’는 발사에 쓰이는 두 대의 배(발사선 ‘오딧세이 호’와 명령선)를 제작ㆍ관리하고, 보잉은 마케팅과 시스템을 책임지고 있다.
이처럼 4개국의 회사들이 분업과 협력으로 배 2척과 인공위성 발사체 기술만으로 바다에서 인공위성을 띄우는 꿈같은 일을 실현시키고 있는 것이다.
그렇다면 배 위에서 인공위성 발사는 어떻게 하는가.
먼저, 총길이 221m인 명령선(Assembly & Command Ship) 실내에 길이 60m인 발사체를 평편하게 눕혀 고정시킨다.
둘째, 명령선이 발사지점에 도착하면 석유시추선을 개조해 만든 오딧세이 호(Launch Platform-Odyssey)가 이미 해당지점에 도착해 명령선을 기다리고 있는데 명령선 꼬리부분을 오딧세이 호에 밀착시킨 후 뒷문을 열어 인공위성이 담긴 발사체를 오딧세이 호에 수평으로 이동시킨다.
셋째, 로켓을 이어받은 오딧세이 호는 수평인 로켓을 그대로 갑판 앞쪽에 위치한 로켓행거(Rocket Hanger)라는 곳으로 들어올린 후, 갑판 뒤에 위치한 발사대로 이동시킨다. 이때도 수평은 계속 유지해야 한다.
넷째, 기다란 발사대 위에 로켓을 완전 고정시킨 후 발사대를 90도로 세워 인공위성이 탑재된 발사체(로켓)의 머리가 하늘을 향하도록 한다.
마지막으로, 발사준비가 다 됐다고 판단되면 명령선 내의 발사본부가 카운트다운을 시작한다. 이윽고 발사체(로켓)가 불을 뿜으며 하늘로 멀리 사라지면 일련의 모든 과정이 끝나게 된다.
그런데 배에서 인공위성을 발사하면 어떤 장점이 있을까.
적도 상공에 머물면서 지구 자전속도와 같은 속도로 지구 주위를 도는 ‘정지위성’은 위성이 상공에서 위치할 목표지점 바로 아래 지상에서 쏘아 올리면 연료가 절감된다. 가령 미국도 북위 27도에 위치한 미 항공우주국(NASA)의 케네디센터에서 정지위성을 쏘아올리는 것보다 적도 해상에서 쏘아 올리는 게 연료 6kg을 절약할 수 있다. 이처럼 연료를 절약하면 그만큼 더 인공위성의 무게를 늘려 인공위성의 성능과 수명을 늘릴 수 있는 장점이 있다.
또한 발사체 연료가 절감되기 때문에 육지에서 쏘아올리는 것보다 발사비용이 저렴해진다.
이밖에 인공위성을 발사하기 위해서는 발사 전 혹은 발사 직후에 예측하지 못한 폭발사고 등이 일어날 경우 피해를 최소화하기 위해 발사방향의 전면이 넓게 트여있어야 하는데 해상에서 발사하면 이러한 문제가 자연스럽게 해결된다.
육지에서 인공위성을 발사하면 안전성, 환경, 국제법, 영토침범 등 외적인 문제도 걸림돌로 작용하는 데 비해, 공해 상에서 발사하면 이런 점을 걱정할 필요가 없는 것이다.
때문에 우리나라 KT도 오는 7월 하순 경 하와이 남쪽 적도 공해상(서경 154도 지점)에서 우리나라 4번째 상업용 방송 위성이자 최초의 군용 위성인 무궁화 5호 위성을 씨 런치 사의 기술을 이용해 해상에서 적도 상공 3만 6,000km궤도로 발사한다. 씨 런치 사가 무궁화 위성 발사를 성공시키면 23번째 성공이 된다.
KT 측은 “정지궤도 위성을 발사할 땐 정지궤도 위성과 가장 가까운 적도에서 발사하는 것이 발사체의 성능을 최대한 이용할 수 있다”며 적도에 위치하지 않은 러시아 발사장에서 발사하는 것보다 30%이상의 비용 절감을 할 것으로 기대하고 있다. (글 : 서현교 ? 과학칼럼니스트)
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오늘도 북한이 미사일을 발사했죠. 미사일... 우주 개척을 위해서는 필수불가결한 과제이지만 인류가 같은 인류를 위협하는 무기로도 사용된다는게 정말 안타깝네요~
2009-04-05
답글 0
시런치가 가장 무거운 방송위성을 띄운 것으로 묘사되었는데, 독자들이 혼란을 가질 것 같습니다. 지구저궤도위성중에는 20톤 이상 나가는 위성도 있으니까요. 방송용 위성이 지구 정지궤도위성이고 정지궤도위성중 가장 무거운... 이라고 해야 혼란이 없을 것 같습니다. 아울러 가장 무거운 지구정지궤도위성은 시런치가 아닌 아리안 스페이스의 아리안 5호 로켓에 의해 발사되었습니다.
2005년 8월 11일 AFP 에 의하면 아리안 스페이스사의 아리안 5호 로켓이 타이콤 4 통신위성을 지구정지궤도에 성공적으로 발사했으며 위성 무게는 6.5톤으로 지구정지궤도 위성중 가장 무거운 것이라고 합니다.
http://www.abc.net.au/news/newsitems/200508/s1435771.htm
2006-04-05
답글 0
뭐.. 반복되는 정보는 장기기억으로 변환되어 오래 남으니깐...
2006-04-05
답글 0
적도상공에서의 발사가 유리한 이유로 "위성이 상공에서 위치할 목표지점 바로 아래 지상에서 쏘아 올리면 연료가 절감된다" 라고 하셨는데, 그것보다는 적도에서 지구의 원심력이 최대이므로 이 원심력을 이용하기 때문이라고 하는게 더 설명이 좋을 듯 합니다. 또한 다른 이유로 "연료를 절약하면 그만큼 더 인공위성의 무게를 늘려 인공위성의 성능과 수명을 늘릴 수 있는 장점이 있다" 라는 설명보단 늘어난 무게만큼 인공위성에 궤도 수정용 연료를 더 실을 수 있어 수명이 길어진다는게 바른 설명입니다. 정지궤도 위성도 궤도가 변하므로 변할 때마다 궤도를 미세수정해야 하는데 이때 연료가 필요합니다.
2006-04-04
답글 0
어라? 난 이거 디스커버리에서 옛날에 본건데............
내가 미래를 본건가?
2006-04-04
답글 0
안녕하세요. 이종협 독자님. 과학향기입니다.
먼저 좋은 의견 감사드립니다.
말씀하신대로 지구는 적도를 중심으로 빠르게 회전하고 있어 위성발사 시, 적도에 가까이 접근할 수록 지구회전의 속도를 이용해 위성을 쏘아 올리기가 더 쉬워집니다. 또 적도에서 위성을 발사할 경우 발사체가 궤도까지 도달하는 거리가 크게 단축되기 때문에 발사체의 연료를 보다 적게 탑재할 수 있습니다. 대신 인공위성 본체의 연료를 많이 실어 인공위성의 수명을 연장할 수 있는 이점이 있습니다.
보다 많은 정보를 전달하려다 보니 해당 내용이 축약되었네요.
좋은 의견 감사드립니다.
좋은 하루 되세요.
과학의 숲을 보는 즐거움
KISTI 과학향기
2006-04-04
답글 0
그정도는 당연히 다들 알고 있으니깐 굳이 적을 필요가 없었던거죠.
다만 아쉬운 점은 글 내용들이 너무 함축적이라 쉽게 전달되지 않네요.
2006-04-04
답글 0
안녕하세요. 세인트 찰리님. 과학향기입니다.
좋은 의견 감사드립니다.
보다 많은 정보를 전달하려다 보니 너무 함축적인 글이 되었나 봅니다.
앞으로 독자 여러분 편에서 생각하는 과학향기가 되도록 노력하겠습니다.^^
좋은 하루 되세요.
과학의 숲을 보는 즐거움
KISTI 과학향기
2006-04-04
답글 0
연료 6kg은 상관은 없다고 봅니다. 하지만 인공위성에서의 6kg은 큰 차이가 있을 거라 생각합니다. 6kg 정도면 HDD 정도의 크기의 물체가 몇개 더 들어가거나 인공위성에 탑재된 배터리쪽에도 많은 영향을 미치겠죠...
2006-04-04
답글 0
미국도 북위 27도에 위치한 미 항공우주국(NASA)의 케네디센터에서 정지위성을 쏘아올리는 것보다 적도 해상에서 쏘아 올리는 게 연료 6kg을 절약할 수 있다
유익한 정보이기는 한데 숫자가 의야합니다. 매초당 6Kg인지 6t이 6Kg 인지 정확한 기입이 필요할듯. 사실 연료총량 6Kg 아끼기 위해서 이러한 적도 발사를 할만큼 가치가 있는지.... 정확한지 알고 싶습니다.
2006-04-03
답글 0
6kg가 작은 크기라면 작겠지만, 위성의 무게에 대한 제약을 좀더 여유롭게 해주지 않을까요?
2006-04-03
답글 0