나로호, '위성개발서 우주클럽까지'

'1992년 위성개발, 2009년 우주발사체 성공'

선진 우주개발국들보다 40년가량 늦은 1990년에 본격적으로 우주개발 사업을 시작한 우리나라가 우주강국으로 우뚝 올라섰다.

지난해 첫 우주인을 배출한 데 이어 드디어 25일 전남 고흥 외나로도 나로우주센터에서 소형 인공위성 발사체 나로호(KSLV-I)를 성공적으로 발사하기에 이르렀다.

자국 땅에서 자국 위성을 자국 발사체로 쏘아 올리는 것은 우주개발에 있어 상당히 큰 의미를 갖는다.

이주진 한국항공우주연구원장은 "지금까지 자국에서 위성발사에 성공한 나라는 이란을 포함해 9개국에 불과하다"며 "이번 나로호 성공은 사실상 세계 10위권의 우주강국에 진입하게 되는 것을 의미한다"고 말했다.

우리나라 최초의 위성개발은 한국과학기술원(KAIST) 인공위성연구센터의 우리별 1호가 1992년 8월11일 아리안 4 발사체에 의해 남미 꾸르우주센터에서 발사되면서 시작됐다. 우리별 1호는 우리나라의 첫 위성으로서 이를 계기로 우리나라는 세계 곳곳에 인공위성 보유국가로 등록됐다.

1995년부터 국가우주개발중장기계획 수립을 위한 기획연구에 착수했으며, 이 기획연구를 바탕으로 1996년 4월 우주개발중장기기본계획을 수립했다.

이로써 우주개발이 위성 개발, 발사체 개발, 연구개발과 국제협력 등 부문별 계획에 따라 체계적으로 추진되는 계기가 마련됐다.

이후 소형과학실험위성인 과학기술위성 1호의 개발에 착수해 2003년 9월 27일 러시아의 코스모스 발사체로 발사했다.

민간분야에서는 무궁화위성 1호가 1995년 8월 발사되면서 첫 상용위성으로서 통신방송위성 시대를 열었으며, 그 후 1996년에 2호, 1999년에 3호, 2006년에 6호를 발사했다.

1990년대 중반 이후 국내의 실용급 위성수요 충족 및 해외시장 진출의 기반을 구축하기 위해 우리나 최초의 실용위성인 470kg급 다목적실용위성 1호를 한국항공우주연구원이 미국 TRW사와 기술협력을 통해 개발, 1999년 12월 21일에 미국 반덴버그 공군기지에서 토러스 발사체로 발사에 성공했다.

다목적실용위성 1호는 고도 685km에서 임무기간 3년을 넘긴 현재도 계속 운용하고 있다. 지난 2006년 7월 28일에는 다목적실용위성 1호의 성공적인 개발을 통해 축적된 기술을 바탕으로 국내주도로 개발된 1ｍ급 고해상도 지구관측위성인 다목적실용위성 2호를 러시아 플레세츠크 발사장에서 로콧 발사체로 성공적으로 발사했다. 

이 밖에 현재 우리나라는 위성분야에서 과학기술위성 2호, 다목적실용위성 3호, 다목적실용위성 3A호, 다목적실용위성 5호 및 통신해양기상위성 등을 개발 중이다.

위성 발사체 개발은 국내 민간로켓 분야 연구 개발로 1980년대 후반부터 시작, 1993년 1단형 고체추진 과학로켓(KSR-I)을 개발 완료하면서 로켓 개발시대를 본격적으로 열었다.

KSR-I는 총길이 6.7ｍ, 직경 0.42ｍ, 발사 시 무게는 1.25t이다.

KSR-I의 첫번째 발사시험 모델인 '과학 1호'는 1993년 6월 4일 9시 58분에 서해안 안흥시험장에서 한국 최초의 과학로켓으로 발사, 고도 39km, 낙하거리 77km를 비행하면서 한반도 상공의 오존층 측정과 가속도, 응력, 온도, 추진기관 내부압력 등 로켓 자체의 각종 성능특성을 측정했다.

'과학 1호'의 비행결과로부터 얻은 분석을 토대로 로켓의 성능예측을 보완해 1993년 9월1일 10시34분 '과학 2호'가 동일한 발사장에서 발사돼 고도 49km, 낙하거리 101km를 비행하면서 오존 측정 및 로켓 성능 측정을 수행했다.

이어 2단형 고체추진 과학로켓인 중형과학로켓(KSR-Ⅱ)이 1997년 개발됐다. KSR-Ⅱ는 길이 11.1ｍ(1단 3.6ｍ, 2단 7.5ｍ), 직경 0.42ｍ, 발사 시의 무게는 2t으로 구성돼 있다.

KSR-Ⅱ의 개발목표는 150㎏ 과학탑재물을 싣고 150㎞ 고도까지 도달할 수 있는 로켓을 개발해 한반도 상공의 이온층 환경, 오존층 분포 등을 측정하는 것이다.

1997년 7월 9일 서해안 안흥시험장에서 성공적으로 첫 발사 됐으나 실험관측엔 실패했다. 1998년 6월 11일 두번째 발사는 실험관측에도 성공했다.

79도의 각도로 발사된 과학로켓은 발사 10초 후 1단 로켓이 분리됐고 곧바로 2단 로켓이 공중점화돼 최고 고도 137.2㎞에 도달한 후 6분4초간 123.9km를 비행하고 서해 바닷속으로 떨어졌다.

특히 2002년에는 국내 최초로 액체추진 과학로켓(KSR-Ⅲ)을 개발 완료했다.

KSR-Ⅰ, KSR-Ⅱ가 고체 추진제를 사용하는 데 비해 KSR-Ⅲ는 액체 연료(케로신)와 액체 산화제(산소)를 추진제로 사용한다.

액체추진 과학로켓 개발사업은 추력 13t급 액체추진기관의 독자 개발 및 소형위성발사체의 기술 확보를 연구목적으로 했다. 2002년 11월 28일 서해안 안흥시험장에서 우리 기술로 만든 KSR-Ⅲ의 발사에 성공했다. 도달 고도는 42.7km, 비행 거리는 79.5km이며, 비행시간은 231초였다.

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