"우리 과학기술인들은 오늘 나로호를 우주로 쏘아 올렸습니다. 오늘 오후 4시에 나로호가 성공적으로 발사되어 발사 540초 후에 나로과학위성을 분리했고, 각종 자료 분석 결과 나로호가 나로과학위성을 목표궤도에 진입시켜 발사에 성공했다는 것을 공식적으로 말씀드립니다."

 

나로호 발사가 성공했다. 이주호 교육과학기술부 장관은 이날 오후 5시 브리핑을 통해 나로호 발사 성공을 공식적으로 발표했다. 이로써 한국은 세계에서 로켓을 자체 개발해 위성을 쏘아 올린 11번째 나라가 됐다.

 

30일 오후 4시 발사된 나로호는 9분(540초)동안 1단 분리 및 점화 후 2단(상단) 로켓이 점화됐으며 목표 궤도 진입과 나로과학위성 분리가 순조롭게 이뤄져 발사에 성공했다.

 

오후 4시 발사된 나로호는 그로부터 54초 후 음속을 돌파, 215초에 페어링이 분리됐다. 1차 시도 때 문제됐던 페어링 미분리의 아찔한 기억은 기우에 불과했다. 정상 분리됐다는 소식에 다시 한번 환호성이 터져나왔다. 발사 229초 후 1단 엔진 정지 명령이 내려졌고, 이후 1단이 분리됐다. 1단은 발사장에서 2700km 떨어진 태평양 해상에 떨어졌다.

 

이후부터는 우리나라 기술로 만들어진 2단 로켓의 성능에 달려 있었다. 395초에는 2단 로켓의 킥모터가 점화됐고, 453초에는 2단의 연소가 종료됐다는 소식이 날아들었다. 역사적인 위성 분리는 540초, 이륙 뒤 정확히 9분 후 이뤄졌다.

 

위성분리까지 마친 나로과학위성은 고도 300㎞ 지점에서 초속 8㎞의 속도로 타원형으로 지구 주변을 돌며 주어진 임무를 수행하게 된다. 과학위성과 지상국과의 첫 교신은 발사 뒤 약 12시간 후인 31일 새벽 3시27분 경으로 예정돼 있다. 일단 성공 확률이 높다는 분석이다.

 

이 장관은 "궤도에 진입한 나로과학위성과의 최초 교신은 내일 새벽 대전에서 이뤄질 예정이며, 발사 후 1시간 30분 후 노르웨이 지상국에서의 수신이 제대로 잡혔다는 소식이 들어왔다"며 "우리나라에서의 위성 교신도 반드시 성공할 것으로 기대하고 있다"고 강조했다.

 

그는 "오늘의 나로호 발사 성공으로 우주강국을 향해 한 단계 더 도약하게 됐다"며 "정부는 오늘의 감격을 힘찬 동력으로 삼아, 한국형 우주발사체를 독자 개발해 2020년경에는 우리 기술로 우주에 갈 수 있도록 우주개발에 더욱 매진할 계획이다"고 천명하기도 했다.

 

이어 이 장관은 "한 나라의 과학기술이 발전하기 위해서는 국민의 성원과 지지가 얼마나 중요한지 나로호가 보여줬다"며 향후 진행될 한국형 발사체 개발에도 변치않는 성원을 부탁했다.

 

◆ 나로과학위성, 31일 새벽 2차례 KAIST 인공위성센터 지상국과 교신 성공

 

30일 오후 4시 나로호 발사 9분 뒤 고도 2050㎞에서 성공적으로 위성과 분리된 '나로과학위성'은 31일 KAIST 인공위성연구센터 지상국과의 첫 교신도 성공적으로 마쳤다.

 

당초 예상대로 나로호가 발사된지 11시간 28분 만인 31일 오전 3시 28분에 시도된 1차 교신이 성공적으로 끝나자 20여명의 지상국 연구원들은 환호성을 지르며 기립박수를 쳤다. 일부 연구원들은 긴장이 풀린 듯 눈을 감고 감격의 순간을 음미했다.

나로과학위성이 정상적으로 궤도에 진입, 교신에 성공하며 나로호는 본연의 임무 수행을 성공리에 완료했다.

 

이인 KAIST 인공위성연구센터 소장은 브리핑을 통해 "나로과학위성이 정해진 타원 궤도를 돌아 우리나라 인근 상공을 지난 첫 번째 교신에 성공했다"며 "위성의 건강상태에 대한 자료를 전송받아 위성의 상태가 모두 정상적인 것으로 확인했다"고 교신과정을 자세히 설명했다.

 

센터는 RF(주파수) 장비를 이용, 오전 3시 27분부터 비콘(Beacon.응급신호발생기) 신호를 받기 시작해 1분 뒤인 3시 28분부터 43분까지 14분 동안 위성과 교신을 진행했다. 비콘신호를 받았다는 것은 위성이 목표 궤도에 진입해 정상적으로 작동되고 있음을 의미한다.

곧이어 오전 5시 11분부터 26분까지 15분 정도 진행된 2차 교신도 아주 성공적이었다. 1차 교신에서 궤도를 확인하기 위한 RF신호들과 지상국 안테나를 1직선을 이루를 과정을 통한 궤도정보확인에 치중했다면, 이어진 2차 교신에서는 위성이 지금까지 8바퀴 돌면서 온도, 전압, 전류, 유닛들의 온오프 상태 등 위성의 건강상태를 저장해놓은 8개의 파일 중 5개를 다운로드 받았다.

강경인 위성개발실장은 "1~2차 교신을 포함해 오늘 총 4의 교신을 시도할 계획이며, 다운로드 받은 위성의 건강상태를 오프라인 상태에서 본격적으로 분석할 예정"이라고 말했다.

 

지상국 직원들은 흥분을 가라앉히지 못했다. 위성을 직접 개발한 주역인데다, 지난 1,2차 나로호 발사 실패로 위성과의 교신 기회조차 얻지 못했기 때문에 그 기쁨은 더 크게 빛났다.

 

한편 나로과학위성은 발사 1시간 26분 뒤인 30일 오후 5시26분부터 10분동안 노르웨이 지상국에서 정상적으로 위성의 비콘 신호를 수신, 이미 정상궤도에 진입했음을 알려왔다.

 

나로과학위성은 앞으로 약 1주일 동안 위성에 탑재된 기능체들의 기능을 점검하고, 2주차에는 기능체들을 정밀하게 검보정, 3주차에 위성 정상운영을 위한 시나리오 운영과정을 거쳐 마지막 주에 최종 점검을 마친 뒤 정상 운용 될 예정이다. 이후 1년 동안 하루에 약 14바퀴씩 지구를 돌면서 우주 방사선과 이온층을 측정하고 반작용휠, 펨토초레이저, 영상센서 등 국산화 부품을 우주 검증하는 역할을 하게 된다.

 

◆ 나로과학위성의 역할은?…매일 지구 돌며 과학임무 수행

 

나로호에 실려 우주 궤도에 안착한 나로과학위성은 KAIST(한국과학기술원)와 인공위성연구센터, 한국항공우주연구원, i3 시스템, 한국항공대학교가 제작한 100kg급 가로 1m, 세로 1m, 높이 1.5m의 소형 위성이다.

 

지난 1, 2차 발사 때 나로호 발사체에 탑재됐던 과학기술위성 2호와 다르게 순수 국내 기술로 만들어진 나로과학위성은 지구온난화와 기후변화 자료 수집은 물론 우주방사선량 측정과 국산화기술의 우주검증을 수행한다. 총 예산은 20억 원이 들었다.

 

나로과학위성은 앞으로 1년간 낮게는 300km, 높게는 1500km의 고도로 타원궤도를 그리며 매일 지구 둘레를 14바퀴 돌면서 과학임무를 수행하게 된다.

 

나로과학위성의 목적은 크게 위성의 궤도 진입 검증, 과학 관측 임무, 선행 우주기술 시험 등 3가지다.

 

나로호가 제공하는 궤도는 300∼1500km의 타원궤도로 300km 주변의 초 저궤도에서의 궤도 천이 영향과 우주 방사선 띠 안으로 들어가는 1500km 주변의 전자밀도 및 우주방사선량 등을 측정한다.

 

또한 과학기술위성 2호에 탑재돼 시험하기로 됐던 소형위성탑재용 X대역 송신기와 탑재 컴퓨터 등을 보완해 시험할 예정이며, 위성에 3축 자세 제어를 위한 반작용 휠을 탑재해 시험한다. 뿐만 아니라 광섬유를 이용한 펨토초 레이저 발진기, 국내에서 제작된 태양 전지판 및 전기용 힌지(경첩) 등을 탑재해 시험할 계획이다.

 

이를 통해 우리나라의 우주기술 개발 확산에 기여할 뿐만 아니라 국내 기업에서 제작된 적외선 센서를 우주에서 활용하기 위한 시험을 통해 소자 기술에 대한 시험을 수행할 수 있을 것으로 보인다.

 

◆ 이제는 한국형 발사체로 간다…시험 설비 완공이 관건

 

나로호 사업의 완료로 한국형 발사체 개발 사업이 주목받고 있다.

 

이주호 장관은 브리핑을 통해 "한국형 발사체 개발 사업은 2010년에 시작됐다. 나로호가 성공했기 때문에 많은 연구원들이 한국형 발사체 사업에 집중할 수 있을 것으로 보인다"며 "얼마나 시간을 단축할 수 있는가는 정부의 의지와 재정이 얼마만큼 투입될 수 있느냐에 따라 달라진다"고 설명했다.

 

이 장관은 "새 정부의 의지가 중요하다. 일단 나로호가 이번 정부 내에서 성공적으로 발사됐기 때문에, 이후 한국형 발사체 사업에 집중해서 시간적으로 당길 수 있을 것으로 보인다"고 말했다.

 

김승조 원장은 "발사체는 계획을 잡아 놓고 맞춰가면 된다. 현재 예정은 2020년인데, 2018년이나 2019년에 발사체가 개발이 된다면 2020년에 달로 가는 것도 시도해 볼 수 있을 것으로 보인다"며 "시험 발사 역시 상당 부분 앞당길 수 있다. 여기에는 정부의 의지와 국민들의 성원이 뒷받침돼 있어야 한다"고 부탁했다.

 

김 원장에 따르면 현재 한국형 발사체의 핵심인 75톤급 엔진 개발의 중요 부품은 다 만들어진 상태다. 그러나 그 부품들을 시험할 시설이 없다는 게 문제다. 그는 "시험 시설을 지을 수 있는 예산이 올해나 내년에 충분히 투입된다면 한국형 발사체 개발은 문제가 없다고 생각한다"며 "이번 나로호 성공을 기반으로 한국형 발사체는 빠른 속도로 개발할 수 있을 것으로 보인다"고 말했다.

 

◆ 이주호 장관, "과학자들에게 너무 감사하다"

 

이주호 교과부 장관은 소감을 통해 "과학자 분들에게 감사드린다"며 "과학의 본질이 그렇다. 실패에도 불구하고 끊임없이 도전해야 하는 게 과학자들의 숙명인 것 같다. 자랑스럽고 감사하다"고 말했다.

 

김승조 한국항공우주연구원장은 "많이 애를 태웠음에도 불구하고 지속적으로 지원을 해줘서 성공을 한 것 같다"며 "기쁘다는 말 외에 할 말이 없다. 연구원들의 그간의 노고가 이루 말할 수 없었다. 모든 공을 연구원들에게 돌리고 싶다"고 감격해했다.

 

발사체 개발 주역으로 꼽히고 있는 조광래 발사체추진단장은 "죄송하다"는 말로 감회를 표했다. 그는 "2009년에 잘했다면 국민들의 관심도 식지 않았을 것이고, 우주 발사체 개발에 동력을 받아 좀 더 빨리 연구개발을 시작할 수 있었을 것"이라며 "질타도 많이 받았다. 그럼에도 불구하고 기회를 줘서 3차 발사를 성공할 수 있었다. 보답할 수 있어 영광스럽게 생각한다"고 소감을 밝혔다.

 

그는 "여러 번 조치를 했음에도 불구하고 위성이 궤도에 투입되지 못하고 실패를 해서 힘들었다"며 "반드시 이뤄내리라는 생각에서 진행했다. 너무 늦게 해서 죄송하다"고 말을 마쳤다.

 

이인 KAIST 인공위성센터장은 "나로호 실패 조사위원장을 두 번이나 했다. 이번에 성공하지 못했다면 책임이 컸을 것 같다"며 "아직 제 임무는 끝나지 않았다. 위성이 정확히 수신이 되고 확인이 돼야 임무가 완료됐다고 볼 수 잇다. 끝까지 최선을 다해 추적하겠다"고 말했다.

 

◆ 나로호 개발 사업, 우주강국으로 가기 위한 징검다리

 

나로호 개발 사업은 미래 우리나라가 우주개발을 위해 다양하게 활용할 발사체 독자개발과 우주기술 자립 및 우주강국으로 가기 위한 하나의 과정이다. 지난 2차례 나로호 발사는 실패했지만 러시아와의 기술 협력을 통해 나로호 개발과 발사 과정에서 발사체 체계개발 기술, 발사장 구축 및 발사 운영 기술 등을 확보해왔다.

 

특히 발사운영은 개발 중인 발사체의 기술적 검증과 비행 성능을 확인하는 발사체 개발의 최종 단계로, 발사운영의 기술과 경험은 발사체를 개발하는 데 있어 가장 중요하다고 여겨져왔다.

 

2차례 발사 운영을 통해 발사체 개발의 핵심적인 기술을 확보했으며, 발사 실패의 원인을 규명하는 과정에서도 성공 시 체득하기 어려운 실패 원인 분석 기술을 확보할 수 있었다.

 

이러한 나로호 개발 및 발사는 향후 독자기술로 우주 발사체를 개발하기 위한 기술과 경험을 확보했다는 데 큰 의의가 있다. 이러한 기술과 경험은 지난 2010년 착수해 현재 수행 중인 한국형 발사체 개발 사업의 독자 개발에 직접 연계돼 활용되고 있다.