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546__누리호 위성- 누리호 성공 우주로켓 도움 준 러시아---12ok
뚱보강사 이기성
546__ 누리호 성공 도움 준 러시아
“GPS 켜라”… ‘누리호 위성’이 바로 알아들었다... 새벽 3시 양방향 교신 성공, 철야하던 연구원들 일제히 환호... “안정적 자세 잡고 시간대 맞춰라”는 지상 관제실 명령 정확히 수행... 항우연 “모든 게 정상 작동”… 하루 지구 14바퀴 돌며 임무 돌입... 총알속도 7배로 돈다… 우주의 눈, 미세먼지·백두산 분화구 2년 관측... [조선일보] 이벌찬 기자, 유지한 기자가 보도했다(2022년 6월 23일).
한국형 발사체 누리호 성공의 흥분이 채 가라앉기 전인 22일 오전 3시. 대전에 있는 한국항공우주연구원(항우연) 위성관제실에서는 전날부터 철야를 한 연구원들이 분주히 움직였다. 누리호에서 분리돼 지상 700㎞ 궤도에 안착한 ‘성능 검증 위성’이 한반도 위를 지나가고 있었기 때문이다. 연구원들의 미션은 이 위성과 쌍방향 교신에 성공하는 것. 누리호에서 분리된 위성은 전날 지상으로 다섯 차례 데이터를 보내왔다. 전력 상태와 위치, 속도 등의 정보를 담은 일종의 ‘생존 신고’였다. 항우연 위성관제실은 아직 위성에 메시지를 보내지 못하고 있었다. 6월 22일 오전 3시2분, 한국항공우주연구원은 위성 제어를 위한 신호를 보냈다. 안상일 항우연 위성우주탐사체계설계부 책임연구원은 “지상과 같은 시간대를 사용하도록 명령하고, 위성에 내장된 GPS(위성항법장치)를 활성화하도록 지시하는 것”이라고 말했다.
누리호에서 분리된 위성, 양방향 교신 성공
“안정적 자세 잡고, 시간대 맞춰라”... 지상에서 지상 700km 궤도에서 돌고 있는 위성에게 명령... 누리호에서 분리된 위성은 말을 알아듣는 생명체처럼 항우연의 명령을 정확히 수행했다. 시간 설정을 바꾸고, GPS 수신기를 켠 것이다. ‘지상과 양방향 교신에 성공’한 것으로, ‘발사체 성공’에 이은 또 하나의 성공이었다. 연구원들은 서로를 부둥켜안고 악수를 나눴다. 항우연 관계자는 “연구원들이 졸린 눈으로 버티느라 지치고 피로했지만, 위성 교신에 성공하는 순간 모두 생기를 회복했다”고 말했다. 관제실은 위성이 전력 공급원인 태양을 잘 볼 수 있는 위치에 자세를 잡도록 궤도 정보도 보냈다.
--- 누리호에서 분리된 위성... ‘생존 신고’ 단계를 지나, ‘임무 수행’ 단계로 발전... 6월 22일 오전 10시 과학기술정보통신부와 항우연은 “누리호가 목표 궤도에서 성능 검증 위성을 성공적으로 분리한 데 이어, 22일 오전 3시2분쯤 대전 항우연 지상국과의 양방향 교신에 성공했다”고 밝혔다. 이날 새벽 양방향 교신 성공으로 ‘성능 검증 위성’의 정상 작동이 확인되면서, 한국은 위성 자력 발사 역량을 온전하게 입증하게 됐다는 평가가 나왔다. 항공우주연구원은 “위성이 보내온 비콘신호(상태정보 신호)를 분석한 결과, 위성 상태가 양호하고 모든 기능은 정상 작동되는 것으로 확인됐다”라고 했다. 위성은 이제 ‘생존 신고’ 단계를 지나, 지상국으로부터 명령을 받고 이행하는 ‘임무 수행’ 단계로 전환하게 된 것이다.
--- 앞으로 2년간 우주에서 한국 기술 검증... 성능 검증 위성은 국내 업체인 AP위성이 개발했다. 가로·세로·높이가 각각 90㎝이고, 무게는 162㎏이다. 향후 2년 동안 총알보다 7배 빠른 초속 7.9㎞의 속도로 매일 지구를 14.6바퀴 돌며 임무를 수행하게 된다. 위성은 필리핀 동쪽 바다와 호주 대륙, 남극 위를 지나는 궤도를 날게 된다. 위성이 수행해야 할 가장 중요한 임무는 국내 기술로 개발된 우주 기기들의 성능을 평가하는 것이다. 위성에는 S밴드 안테나와 위성 자세 제어용 구동기, 발열전지가 탑재되어 있다. 검증 대상 기기 가운데 특히 주목받는 것은 한국원자력연구원이 개발한 발열전지다. 방사성동위원소에서 발생하는 열로 전기를 생산해 원자력전지라고도 불린다. 발열전지는 태양광 발전이 불가능한 밤에 최소한의 전력을 제공할 수도 있어, 밤 온도가 영하 170도까지 떨어지는 달에서 전력공급장치로 쓰이게 될 예정이다.
--- 인공위성이 관측장비나 안테나를 원하는 방향으로 정확히 겨냥하지 못하면, 당초 목표로 한 임무를 성공적으로 수행할 수가 없다... 궤도 위 위성의 위치와 자세에 대한 정보가 필수적인 이유다. 국내 중소기업 저스텍이 제작한 위성 자세 제어용 구동기는 위성이나 탐사선의 자세를 잡아주는 역할을 한다. 코스닥 상장기업인 케스피온(옛 EMW)이 개발한 S밴드 안테나는 우주에서 지상국과 통신을 주고받는 역할을 한다. 이 기기들에 대한 검증은 한 달간의 위성 초기 운영 이후에 시작된다.
꼬마 위성(큐브 위성) 분리가 당면 과제
성능 검증 위성의 또 다른 임무는 속에 품고 온 4대의 큐브 위성(꼬마 위성)을 우주에 차례로 띄우는 것이다. ①조선대, ②카이스트, ③서울대, ④연세대 학생팀이 각각 제작한 초소형 위성을 오는 29일부터 이틀 간격으로 한 대씩 분리하는 작업을 시작한다. 큐브 위성은 가로·세로·높이가 각 10㎝에 불과하지만 과거 상용 위성이 하던 임무를 수행할 만큼의 고성능을 자랑한다. 개발에서 발사까지 비용은 대형 위성의 1000분의 1 금액인 3억 원에 불과하다. 큐브 위성들은 각 대학 지상국을 통해서 교신하며 업무를 수행하게 된다.
큐브 위성들이 성공적으로 분리될 경우, 이들은 ‘지구를 보는 눈’으로 활약하게 된다. 6월 29일 가장 먼저 분리되는 ①조선대 위성의 주된 임무는 백두산 폭발 징후, 열섬현상 등 지표 변화를 관측하는 것이다. 전자광학·중적외선·장적외선 카메라로 백두산 천지 온도 등을 관측한 데이터를 지상으로 보내오게 된다. ②카이스트 위성은 지구가 반사하는 여러 파장대의 빛을 수집해 농작물의 작황과 바다 상태를 살필 예정이다. ③서울대 위성은 한반도의 지진과 해일을 감시하고, ④연세대 위성은 한반도와 서해 상공의 미세먼지를 관찰한다.
큐브 위성 분리는 쉬운 작업은 아니다. 김기석 과기정통부 우주기술과장은 “큐브 위성이 성능 검증 위성에서 떨어져 나가면 위성의 무게 중심에 변화가 생긴다”면서 “변화를 최소화한 상태에서 사출관에서 튕겨주듯이 위성을 분리해야 한다”고 했다.
우주로켓, 도움준 건 미국 아닌 러시아
누리호 개발 비망록 -러시아와 협력 속에 성장한 한국형발사체... 한국 우주로켓 아이러니… 정작 도움준 건 미국이 아닌 러시아였다... [중앙일보] 최준호, 오욱진 기자가 보도했다(2022년 6월 21일). 전남 고흥 나로우주센터 우주과학관 수장고에는 한ㆍ러 우주개발협력을 상징하는 붉은색 돌 하나가 보관돼 있다. 2007년 러시아 연방우주청 장관이 한ㆍ러 우주장관 회담을 위해 나로우주센터를 방문했을 때 가져온 ‘기념품 돌’이다. 러시아 우주개발의 장을 연 카자흐스탄 바이코누르 우주센터의 가가린 발사대 아래에서 채석했다고 한다.
--- 한국 우주발사체 개발의 역사 속에는 열강의 정치외교적 변혁과 이로 인한 우연ㆍ아이러니가 얽혀있다... 한국과 미국은 지난 70년 가까이 ‘한미동맹’이란 긴밀한 관계로 묶여 지내왔지만, 정작 한국의 우주로켓 개발에 도움을 준 곳은 러시아 등 과거 미국과 냉전을 벌여왔던 옛 소련권 국가였다.
--- 미국은 1987년 미사일 기술 통제체제(MTCR)를 창설한 이래 미사일 완성품은 물론 관련 기술과 부품의 국가간 거래를 막아왔다... 동맹국인 한국에도 예외가 아니었다. 그럼에도 미국의 적성국가였던 옛 소련권 국가들이 한국에 우주기술을 한국에 사실상 전수해 줄 수 있었던 것은 1980년대 말 공산권 붕괴와 1998년 러시아의 디폴트(채무불이행) 등 대혼란의 시기가 있었기 때문이었다.
1958년 한국 최초 국산로켓 시험발사
한국의 현대식 로켓 개발의 역사는 이승만ㆍ박정희 대통령 시절까지 거슬러 올라간다. 이승만 대통령 시절인 1958년 인천 고잔동 해안에서 한국 최초의 국산로켓이 시험 발사됐고, 20년이 지나 박정희 대통령 때인 1978년엔 나이키 허큘리스 미사일을 본 딴 ‘백곰’(NHK-1)이 200㎞ 거리를 날았다. 우주를 목표로 한 본격적인 로켓 개발은 한국항공우주연구원 발족 이후부터다. 1993년 발사된 KSR-I(Korean Sounding Rocket-I)이 그 시작이다. KSR-I는 1단짜리 과학로켓에 불과했다. 우주개발용이라는 목표는 있었지만, 실제 우주까지 올라가진 못했다. 고체연료를 쓴 로켓이었던 KSR-1은 관측용 장비를 탑재하고, 최고 고도 39㎞에 77㎞의 거리를 190초 동안 비행했다. 1997년 발사에 성공한 KSR-2는 2단이었지만, 역시 고체로켓이었다. 추력이 KSR-I의 2배였던 KSR-2는 당시 151㎞ 고도까지 올라가 국내 최초로 우주 X선을 관측했다. 하지만 고체로켓은 사거리를 제한하는 한ㆍ미 미사일 지침 때문에 인공위성을 쏘아서 올릴 만한 우주로켓으로 발전할 수 없었다.
2002년 발사에 성공한 KSR-3은 1단에 불과했지만, 한국 최초의 액체연료 추진 과학로켓이었다. 추력 13t의 가압식 액체엔진을 달고 고도 43㎞, 거리 80㎞를 비행했다. 이때부터 러시아와 우주기술 협력이 시작됐다. 당시 한국항공우주연구원(항우연)은 미국ㆍ프랑스 등 여러 나라와 협력을 추진했지만, 러시아 외엔 답을 얻을 수 없었다.
러시아 켈디시연구소 액체로켓 자문
조광래 항우연 전 원장은 “당시엔 액체로켓 엔진에 대한 경험과 지식이 전무한 상태에서 러시아 ‘켈디시연구소’(Keldysh 응용수학연구소)를 찾아 액체로켓 설계 기술을 자문 받고, 또 완성한 13t 엔진을 러시아 니히마시연구소까지 가지고 가서, 연소실험도 했다”고 회상했다. KSR-3 다음이 2013년 1월 발사에 성공한 한국형발사체(KSLV-1) 나로호다. 1단엔 러시아에서 들여온 추력 180t의 최신형 안가라 엔진을, 2단엔 고체 킥모터를 달았다. 자력으로 액체로켓 엔진을 개발해 우주발사체를 쏘아 올리자는 주장도 있었지만, 당시 기술력으로서는 이루기 어려운 목표였다. 우선 우주 선진국의 로켓엔진을 이용해 발사체를 쏘아 올려, 관련 노하우를 쌓는 편이 지름길이라는 주장이 설득력을 얻었다.
--- 대신 항우연(한국항공우주연구원)은 국가 프로젝트인 나로호와 별도로 30t급 엑체로켓 개발에 나섰다. 우주로켓 엔진의 핵심인 터보펌프와 연소실까지 개발하는데 성공했다. 하지만, 예산이 부족해 하나의 완성된 엔진으로 개발할 수는 없었다. 당시 터보펌프 개발을 주도했던 김진한 항우연 책임연구원은 “2007년엔 개발한 터보펌프를 시험하기 위해 러시아 니히마시연구소에 가져갔다가, 폭발사고가 발생해 현지의 시험설비까지 타버리는 어려움을 겪기도 했다”고 말했다. 21일 발사에 성공한 한국형발사체(KSLV-2) 누리호의 75t 로켓엔진은 러시아의 액체로켓을 사실상 리버스엔지니어링(Reverse Engineeringㆍ역공학)한 결과였다.
누리호에 들어간 헬륨탱크는 우크라이나에서 수입한 제품이다. 조광래 전 항우연 원장은 “2015년부터 본격적으로 75t 액체로켓 엔진 개발에 들어가, 3년여 만인 2018년 11월 누리호 시험발사체(KSLV-2 TLV)를 성공적으로 쏘아올릴 수 있었다”며 “짧은 기간 안에 독자 액체로켓과 발사체 체계종합 기술을 완성할 수 있었던 것은 항우연 연구원들의 피와 땀의 결과이긴 하지만, 러시아 우주기술의 기여 또한 인정하지 않을 수 없다”고 말했다.
누리호 개발기간 12년 · 2조 원
누리호 개발기간 12년 · 2조 원 투입… 다음은 달 궤도선 발사... 설계·제작·시험·발사까지 '국내 기술 완성체'... 300여개 민간기업서 500명 투입... [TV조선] 박상현 기자가 보도했다(2022년 6월 21일). 개발 시작에서 발사 성공까지는 12년이 넘게 걸렸다. 국내 민간 우주기업 300여 곳이 참여했고, 2조 가까운 예산이 투입됐다. 오는 8월에는 달 탐사 궤도선 다누리호가 발사된다. [리포트] 지난 2010년 3월 처음 시작된 누리호 프로젝트. 개발 기간만 12년 3개월, 1조 9500억 원의 예산이 투입됐다. 누리호의 심장 격인 은빛 엔진. 75톤의 액체 엔진은 누리호가 극한의 조건을 견딜 수 있게 국내 기술로 제작됐다. 180여 차례의 엔진 연소시험은 물론, 무게 200t의 누리호를 붙잡고 연료를 공급해 준, 48m 높이의 발사대도 국내 기업이 만들었다. 설계부터 제작, 시험, 발사, 운용까지 모든 과정이 우리 기술로 이뤄졌다. 국내 300여개 기업에서 500명이 넘는 인력이 투입됐다. 국내 민간 기업의 기술과 땀이 섞인 누리호의 발사 성공으로 민간이 주도하는 뉴스페이스 시대에도 한발 다가갔다는 평가이다. 순수 국내 기술로 우주시대를 연 누리호, 8월에는 달 탐사를 위해 개발된 궤도선 '다누리'가 우주 탐사라는 새로운 도전을 위해 하늘로 날아오른다.
누리호 개발 예산 깎은 문재인 정부
누리호를 개발하는 항공우주연구원(항우연)의 예산을 깎아놓은 문재인이 자랑질은... 최대현 [펜앤드마이크] 편집제작부장이 보도했다. 누리호의 2차 발사가 성공적으로 이뤄졌다. 항공우주연구원에서 고생하신 모든 과학자분들의 노력 덕분이다. 그런데, 대한민국의 미래를 위해 땀 흘린 이 분들의 값진 노력을 방해한 자가 있었으니, 문재인 정권이다. 문재인 대통령(2017.05 ~ 2022.05)은 취임 후 항공우주연구원의 누리호 관련 예산을 삭감했고, 5년 내내 방치했다. 그리고 천신만고 끝에 누리호 1차 발사시기가 오자, 과학자들을 모아 자신의 뒤에 배경으로 세워놓고 사진을 찍었고, 누리호가 마치 자신의 전폭적인 지지 속에 발사되는 것인 양 자랑질을 했다. 그러나, 불행하게도 작년 10월 21일 전남 고흥군 나로우주센터에서 1차로 발사된 누리호는 3단 엔진이 조기 종료되면서, 위성 모사체를 목표 궤도에 올려놓는 데 실패했다. 당시, 병풍처럼 문재인 뒤에 배경으로 서서, 문재인과 사진을 찍었던 과학자들의 심정은 어땠을까?
[참고] [조선일보] 이벌찬 기자, 유지한 기자, 2022.06.23.
https://n.news.naver.com/article/023/0003699274
[참고] [중앙일보] 최준호, 오욱진 기자, 2022.06.21.
https://news.v.daum.net/v/20220621172244553
[참고] [두산백과 두피디아] 한국 로켓 개발 역사, 1377년 최무선, 신기전(神機箭), 문종화차.
한국에서 로켓을 처음으로 만든 사람은 고려 말기인 1377년(우왕 3) 화약무기연구소인 화통도감을 왕에게 건의하여 세우고, 그 곳에서 화약을 비롯한 18가지의 갖가지 화약무기를 연구하여 제작한 발명가 최무선이다. 그가 만들었던 18가지의 무기 중에 ‘달리는 불’이라는 뜻을 가진 주화(走火)가 있었는데, 한국 최초의 로켓으로서 이것은 지금의 로켓과 같은 얼개, 같은 동작 원리를 갖추고 있다. 주화는 1448년(세종 30) 이전에 불린 이름이고, 그 이후에는 ‘신기전(神機箭)’으로 불렸다. 《병기도설》에는 신기전을 대·산화·중·소 신기전의 4종류로 나누어, 그 크기와 구조를 자세히 설명하였다.
문종화차는 1451년(문종 1) 처음 제작된 후, 그 한 해에 총 700여 대가 제작되어 전국의 주요 해안 및 성문에 배치되어 사용되었으며, 평상시에는 일반 수레로 사용되기도 하였다. 현대식 로켓은 국방과학기술연구소에서 1958년 로켓을 연구할 조직을 만들고 국내 공과대학 교수 및 전문가들의 도움으로, 1959년 7월 인천 고잔동(古棧洞) 해안에서 1단·2단·3단 로켓의 발사에 성공하였다. 556호로 이름 붙여진 3단 로켓의 크기는 길이 3.17m, 지름 16.7cm로 최대고도 4.2km까지 상승하여 81km까지 비행하였다.
[참고] 러시아의 저명한 이론 물리학자 야코프 보리스비치 젤도비치는 ‘켈디시연구소’에서 핵 및 열핵무기 창조에 관한 연구의 이론적 측면을 담당하는 부서 중 하나를 지휘했다. 젊은 알렉산더 사마르스키가 핵폭발의 연쇄반응의 매크로키네틱스의 첫 번째 현실적인 계산을 수행했는데, 이는 핵무기의 추정 전력의 실질적인 중요성으로 이어졌다. 핵에너지와 관련해서는 중성자 수송과 핵반응의 공정 모델링에도 관여했다. 특히 E. 쿠즈넷소프는 원자로 이론에 대한 연구로 유명하다.
https://yoda.wiki/wiki/Keldysh_Institute_of_Applied_Mathematics
[참고] [TV조선] 박상현 기자, 2022.06.21.
[참고] 최대현 [펜앤드마이크] 편집제작부장.
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