18일 발사하는 '아리랑 3호'는?

18일 오전 1시39분 발사 예정인 지구관측위성인 아리랑 3호는 다목적실용위성이다.

과학적 현상을 관측하고 연구하는 과학위성, 군사적 목적에 사용되는 군사위성, 우주전파소 구실을 하는 방송통신위성, 천리안과 같은 기상위성, 위성항법시스템(GPS)을 구성하는 항법위성처럼 사용목적이 특정 분야에 국한된 위성들과 달리 지구관측위성 영상은 환경·기상·해양·지질·지도제작·임업·수자원·농업 등 다양한 분야에서 실용적으로 쓰인다.

아리랑 3호는 서브미터급(해상도 1미터 이하) 광학카메라를 탑재한 초고해상도 위성이다.

1999년 처음 발사된 다목적실용위성 아리랑 1호를 시작으로 아리랑 위성은 계속 진화하고 있다. 아리랑 1호는 해상도 6.6미터에 불과했으나, 2006년 발사된 2호는 해상도 1미터, 3호는 70센티미터이다.

올해 7~8월에 발사될 예정인 아리랑 5호는 영상레이더를, 2014년 발사 예정인 아리랑 3A호는 적외선카메라를 장착해 흐린날이나 한밤중에도 지구 관측이 가능하다.

세계 상업용 위성영상판매 시장을 주도하고 있는 위성들은 0.41~0.87미터의 서비미터급 영상들을 제공하고 있어, 아리랑 3호는 초고해상도 위성영상 시장에 진입할 수 있을 것으로 기대된다.

세계 지구관측 위성영상 시장은 2018년까지 39억달러(약 4조5천억원) 규모로 성장할 것으로 예상되고 있다.

아리랑 2호는 2007년부터 위성영상 시장에 진출해 대만, 아랍에미리트, 유럽우주청 등에 2200만달러(약 235억원)의 직수신권 판매와 약 26억원의 개별영상 판매 실적을 올려, 아리랑 3호는 이보다 훨씬 많은 매출을 올릴 것으로 전망된다.

아리랑 3호는 저궤도 위성이다. 저궤도 위성은 고도 500킬로미터에서 1500킬로미터 사이의 궤도를 도는 위성으로, 지구와 가까이 돌고 있어 기상 관측, 지구 관측 등에 많이 사용된다.

아리랑 3호는 또 태양동기궤도 위성이다. 태양동기궤도는 위성이 지구를 도는 속도와 지구의 공전 속도가 일치하는 궤도로 태양을 항상 바라볼 수 있어, 위성을 운용하기 위한 전력 생성에 유리하다. 아리랑 3호는 685킬로미터 상공의 태양동기궤도를 회전하도록 설계돼 있다.

아리랑 3호는 순수 국내 기술로 제작한 980킬로그램의 '국산' 위성이다. 아리랑 1호는 미국 TRW사와 기술협력을 통해 개발하고, 아리랑 2호는 국내 주도로 개발했지만 주요부품 제작에는 해외업체들의 협력이 필요했다.

그러나 아리랑 3호는 한국항공우주연구원과 한국항공우주산업, 대한항공, 한화, 두원중공업, 쎄트렉아이 등의 국내기업체들이 협력해 제작했다.

아리랑 3호는 아리랑 1호와 마찬가지로 새벽에 발사한다.

1호는 1999년 12월21일 미국 플로리다주에 있는 반덴버그 공군기지에서 토러스 발사체로 발사됐다. 이때도 남쪽으로 발사했기에 위성이 지구를 한바퀴 돌아 12시간 만에 우리나라를 바라볼 수 있도록 하기 위해 새벽에 발사했다.

그러나 시차 덕분에 한국에서는 성공 여부를 낮에 확인할 수 있었다. 2호 발사는 2006년 7월28일 러시아 플레세츠크 발사장에서 로콧 발사체에 실려 궤도진입을 했다. 이때는 위성을 북쪽으로 쏘았기 때문에 낮에 발사했다.

아리랑 3호는 이름에 걸맞게 태양전지판이 3개로 이뤄져 있다. 2개인 아리랑 2호보다 자세 제어에 효율적으로 설계됐으며, 전력 생성에도 유리한 것으로 평가된다. 아리랑 3호는 발사 때는 지름 2미터에 높이 3.5미터의 육면체이지만, 궤도상에 올라가 태양전지판을 펴면 너비가 6.25미터로 늘어난다.

위성체는 상부 구조모듈과 장비모듈, 추진모듈, 태양전지판 등으로 구성돼 있다. 상부 구조모듈에는 탑재체, 온도 유지를 위한 다층박막단열재(MLI), 히터, 지상국과의 통신을 위한 송수신 안테나가 있다. 탑재체는 고해상도 광학카메라로 흑백 사진은 0.7미터 해상도를, 컬러 사진은 2.8미터의 해상도를 갖는다.

여기에는 512기가의 영상 저장장치가 들어 있다. 장비모듈에는 전력계·자세제어계·원격측정 명령계 장비들이 들어 있으며, 추진모듈은 위성의 궤도조정과 자세제어를 위해 사용되는 추진제 탱크, 소형 추력기 등으로 구성돼 있다.

이들 장치를 좀더 자세히 들여다보면, 열제어계에는 영하 100도와 영상 150도를 넘나드는 혹독한 우주환경에서 각 장치들이 제대로 작동할 수 있도록 적당한 온도를 맞춰주기 위한 단열재·히터·온도센서 등이 들어 있다.

전력계는 태양전지판과 충전용 배터리, 전력제어 및 분배기 등으로 구성된다.

자세제어계는 위성이 지구를 돌면서 일정한 방향으로 지구를 바라보도록 자이로스코프·태양센서·별추적기·반작용 휠·추력기 등의 장치로 자세를 제어하는 일을 한다. 추진계에는 위성의 궤도 조정과 자세제어를 위해 사용되는 72.5킬로그램의 추진제 탱크, 4쌍 8개의 소형 추력기 등이 포함된다. 추진제로는 하이드라진이라는 화합물을 쓴다.

/가고시마(일본)=아리랑 3호 공동취재단 kopila@inews24.com