스페이스 클럽 Sentinel-6B 해양 모니터링 위성, Falcon 9에 탑재되어 발사

[인공위성]

미국-유럽 합동 해양 감시 위성인 Sentinel-6B가 일요일 SpaceX Falcon 9 로켓을 타고 발사되었습니다. 반덴버그 우주군 기지에서 이륙은 오후 9시 21분에 이루어졌습니다. 태평양 표준시(월요일 05:21 UTC).

Sentinel-6B 우주선은 자매 위성인 Sentinel-6A Michael Freilich 이후 5년 후에 발사된 두 개의 Jason Continuity of Service(Jason-CS) 임무 중 두 번째입니다. Sentinel-6 위성은 1992년 8월에 발사된 TOPEX/포세이돈 임무로 시작된 장기 해양 지형 위성 시리즈의 현재 세대입니다. 이 시리즈는 유럽 연합의 코페르니쿠스 프로그램에 연계되고 센티넬이라는 이름을 채택하기 전에 이후 수십 년 동안 세 개의 제이슨 위성과 함께 계속되었습니다.

이 임무는 대서양 양쪽의 우주 및 환경 기관 간의 공동 노력입니다. 유럽기상위성개발기구(EUMETSAT)는 미국 국립해양대기청(NOAA)과 협력하여 위성을 운영할 예정입니다. NASA, 유럽우주국(ESA) 및 별개의 유럽 연합 우주 프로그램도 프로젝트 내에서 역할을 합니다.

코페르니쿠스는 유럽 연합의 지구 관측 프로그램입니다. 다양한 장비와 기능을 갖춘 위성 집합을 사용하여 지구와 환경에 대한 자세한 그림을 구축합니다. Sentinel-6의 역할은 전 세계 해수면, 파도 높이 및 해풍을 측정하는 것입니다.

새로운 Sentinel-6B 우주선은 TOPEX/Poseidon, Jason 및 Sentinel-6 위성에서 기록된 30년 이상의 중단 없는 데이터를 계속할 것입니다. 1년 동안 동시 도입 작업을 마친 후, 이 위성은 데이터를 사용하여 관측을 보정할 다른 고도 측정 위성의 참조 임무로서 Sentinel-6A의 역할도 인수하게 됩니다.

https://youtu.be/6tyr0ld2ZB4

센티넬-6B는 센티넬-6A와 동일한 기기 구성을 갖추고 있습니다. 주요 과학 탑재체는 포세이돈-4로, 1.2미터 포물선 반사경을 탑재한 레이더 고도계입니다. 포세이돈은 지구 표면을 향해 전파 펄스를 송신하고 신호가 반사되는 데 걸리는 시간을 기록합니다. 이를 통해 위성과 해수면 간 거리를 정밀하게 계산할 수 있습니다. 우주선의 궤도 매개변수와 결합하면 해수면 높이를 측정할 수 있습니다.

참고

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포세이돈-4는 기존 펄스 폭 레이더와 합성 개구 레이더(SAR) 기술을 모두 사용하여 데이터를 수집합니다. 이 장비는 두 개의 무선 주파수를 사용하며, 주요 관측은 약 13.575 GHz 중심의 Ku 밴드 주파수를 사용합니다. 부차적 관측은 전리층 간섭을 보정하고 대기 중 해양 상태 및 강우 세포를 추가로 측정하기 위해 5.41 GHz 중심의 C-밴드 주파수를 사용합니다. 포세이돈은 거리 측정뿐만 아니라 파고와 풍속을 도출하는 레이더 단면적도 제공합니다.

AMR-C(Advanced Microwave Radiometer for Climate)는 해수면에서 반사된 방사선을 측정하여 포세이돈 4호의 판독값에 영향을 미칠 수 있는 대기 중 수증기 함량을 모니터링하여 데이터를 적절하게 수정할 수 있도록 합니다. AMR-C는 두 개의 복사계로 구성됩니다. 핵심 AMR 기기는 이전 세대 위성의 유사한 기기에 이어 18.7, 23.8 및 34GHz의 세 가지 주파수에서 밝기 온도를 측정합니다. 고해상도 마이크로파 복사계(HRMR)는 실험 시스템으로 Sentinel-6A에 탑재되어 처음 비행되었습니다. 90GHz, 130GHz, 168GHz의 주파수에서 작동하여 해안 지역에서 더 정확할 것으로 예상되는 추가 데이터를 제공합니다.

센티넬-6B 임무에서 위성이 각 측정 지점에서 정확한 우주 위치를 알 수 있다는 점이 핵심입니다. 이를 위해 우주선은 궤도 매개변수를 측정하기 위한 정밀 궤도 결정(POD) 장비 세트를 탑재하고 있습니다. 여기에는 전 세계 55개의 지상 비콘 네트워크에서 신호를 도플러 편차 방식으로 측정하여 표면 각 지점에 대한 속도의 도플러 편차를 이용하는 도플러 위성 통합 도플러 및 전파 위치 통합 (DORIS) DGXX-SEV가 포함됩니다.

궤도에 있는 센티넬-6 위성의 렌더링 (출처: ESA)

글로벌 내비게이션 위성 시스템 정밀 궤도 결정(GNSS-POD) 패키지는 활성 수신기와 콜드 예비 수신기 두 개를 사용하여 항법 위성 신호로부터 위성의 위치를 결정합니다. 지상 측정을 지원하기 위해 레이저 역반사기 배열도 POD 패키지의 일부입니다.

위성 항법 신호를 이용해 궤도를 결정하는 것 외에도, 센티넬-6B는 이 신호들과 지구 대기와의 상호작용을 이용해 대기 특성을 측정할 예정입니다. 글로벌 내비게이션 위성 시스템 무선 은폐(GNSS-RO) 탑재체는 GNSS-POD가 지구 가장자리 근처(위성에서 보는 지평선) 근처의 위성 신호를 추적하는 데 사용하는 두 개의 추가 안테나를 사용합니다. 하나는 앞을 향하고 다른 하나는 위성 뒤를 향합니다. 이 위성은 신호가 대기를 통과할 때 어떻게 굴절되어 온도, 압력, 수분 함량의 프로파일을 구축하는지 연구합니다.

센티넬-6B 위성은 질량 1,190kg이며, 전개 배치 시 길이 5.8m, 높이 2.4m, 너비 4.3m이며, 태양광 패널을 펼쳐 놓았습니다. 이 우주선은 66도 경사각의 저지구 궤도(LEO)에서 운용되며, 평균 표면에서 1,336km 높이에 위치합니다. 이 궤도에서 얼음으로 덮이지 않은 지구 해양의 95%를 관측할 수 있으며, 10일마다 경로를 반복합니다.

밴덴버그 우주군 기지에서 사전 발사 준비 중인 센티넬-6B (출처: 미 우주군)

스페이스X의 팔콘 9 로켓은 센티넬-6B가 궤도에 진입한 로켓으로, 캘리포니아 밴덴버그 우주군기지의 우주발사 단지 4E(SLC-4E)에서 발사되었습니다. 2단 팰컨 9은 2010년 6월 첫 비행을 했으며, 이후 560회 이상의 비행을 수행했습니다. 팔콘 9은 부분적으로 재사용이 가능하며, 1단 또는 부스터는 소모용 2단과 분리된 후 지구로 착륙할 수 있도록 설계되었습니다.

일요일 발사는 부스터 B1097.3의 세 번째 비행으로, 9월 초 스타링크 그룹 17-8 임무로 첫 비행을 했습니다. 두 번째 발사는 한 달 뒤 스타링크 그룹 11-39와 함께 이루어졌으며, 두 임무 모두 태평양에서 자율 우주항 드론선(ASDS) Of Course I Still Love You에 성공적으로 착륙했습니다. 일요일 센티넬-6B 임무 중 다시 회수되었으나, 이번에는 밴덴버그 착륙 지점 4(LZ-4)로 돌아와 육지에서 성공적으로 착륙했다.

센티넬-6B는 제이슨/센티넬-6 시리즈 중 세 번째로 팔콘 9으로 발사된 임무였으며, 제이슨-3는 2016년 1월 마지막 발사에서 이전 세대 팔콘 9 v1.1 구성을 사용했고, 센티넬-6A도 2020년 11월 팔콘 9에 실려 발사되었습니다.

Falcon 9 B1063.1이 2020년 Sentinel-6A 발사를 위해 SLC-4E로 배치됨 (출처: ESA)

에어버스 디펜스 앤 스페이스가 이 위성의 주 계약자였으며, 위성은 독일 프리드리히스하펜에서 제작되었다. 위성은 2022년 건설과 초기 시험이 완료된 이후로 엄격히 통제된 상태로 보관되어 왔습니다.

위성의 발사 여정은 2025년 초 프리드리히스하펜 저장소에서 출발하면서 시작되었습니다. 점검 후 위성은 7월에 육로와 해상으로 운송되어 8월 18일 밴덴버그 우주군 기지에 도착해 최종 준비와 로켓 통합을 진행했다.

팔콘 9의 추진제 주입은 발사 35분 전에 시작되었다. 카운트다운이 진행되는 동안 산화제 탱크는 T-1분 지점에 압력이 가해질 때까지 계속 가득 채워졌다. 1단을 구동하는 9개의 머린-1D 엔진은 T-3초에 점화 시퀀스를 시작했다. 엔진이 가동되어 연소가 시작된 상태에서 카운트다운이 0에 도달하면 로켓이 발사됩니다.

이륙 후 팔콘 9은 캘리포니아 해안을 따라 남동쪽 방향으로 비행하며 사격선을 따라 내려갔다. 비행 72초 후, 팔콘은 최대 동압(max-Q) 영역을 통과하며 최대 공기역학 힘을 경험했다. 2분 13초 후 1단 엔진이 꺼졌고, 4초 후 팔콘 9의 두 단이 분리되었다. 2단은 센티넬-6B와 함께 궤도에 진입했고, 1단인 B1097.3은 밴덴버그 우주군 기지로 귀환을 시작했습니다.

센티넬-6B 발사를 위한 팔콘 9의 임무 프로필 (출처: 스페이스X)

단계 분리 8초 후, 2단이 엔진을 점화했는데, 이는 진공 최적화 버전의 멀린이었다. 이 연소 시작 약 23초 후, 페이로드 페어링이 로켓 노즈에서 센티넬-6B 주변에서 분리되었다.

2단이 점화되는 동안, B1097.3은 자체 기동을 수행했다. 분리 직후, 부스트백 연소를 위해 방향을 재조정하여 발사장으로 돌아가는 코스를 돌렸습니다. 이 연소는 단계 분리 후 13초에 시작되어 48초간 지속되었다. 비행 7분 22초에 다시 재점화되어 진입 연소를 진행했으며, 이는 부스터가 대기권을 통과할 때 보호하는 데 도움을 주었습니다. 이 연소는 약 25초 정도 지속되었습니다.

B1097의 착륙 연소는 진입 연소 종료 약 49초 후 시작되어 부스터를 착륙 지점 4에 부드러운 착륙으로 유도했습니다. 착륙은 이륙 후 약 9분 11초 후에 이루어졌다. 한편, 부스터가 착륙한 거의 동시에 2단은 첫 연소를 마치고 엔진을 정지시키며 임무는 관성 단계에 진입했다.

해안 이후, 상단 단계는 궤도를 원형화하기 위해 짧은 두 번째 연소를 수행했다. 이 작업은 임무 시작 약 51분 57초에 시작되어 11초간 지속되었습니다. 두 번째 연소 종료 약 5분 후, 센티넬-6B는 임무를 성공적으로 시작했습니다.

(주요 이미지: 2025년 11월 16일 저녁 SLC-4E에서 Sentinel-6B 위성을 탑재한 Falcon 9 발사. 출처: SpaceX/NASA+)

스페이스 클럽(Space Club)