29일부터 '누리호 큐브 위성 사출'..왜 '또 다른 도전'일까?

김승준 기자 입력 2022. 6. 26. 06:00
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현재 하늘에는 누리호가 쏘아 올린 '성능 검증 위성' 1기와 위성모사체가 고도 700㎞ 궤도에서 지구 주변을 돌고 있다.

23일 과학계에 따르면 성능검증위성은 29일부터 탑재한 4개의 큐브위성을 2일 간격으로 궤도에 사출한다.

2일간의 간격은 한번 성능검증위성에서 큐브위성을 내보내면 발생할 수 있는 진동이나 회전 현상 등을 안정화 시키는 데 쓰인다.

예컨데, 큐브위성이 사출과정에서 흔들림이나 회전을 가지는 만큼 성능 검증 위성도 영향을 받는 것이다.

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작용 반작용 법칙 따라 성능검증위성의 관성모멘트 변화..자세 불안정 요인 될 수 있어
(왼쪽) 한국과학기술원(KAIST) 제작 큐브 위성 (오른쪽 위부터) 조선대학교·서울대학교·연세대학교 큐브 위성 (한국항공우주연구원 제공) 2022.06.10 /뉴스1

(서울=뉴스1) 김승준 기자 = 현재 하늘에는 누리호가 쏘아 올린 '성능 검증 위성' 1기와 위성모사체가 고도 700㎞ 궤도에서 지구 주변을 돌고 있다. 7월5일이면 이 대열에 4개의 성능검증 위성이 추가된다.

23일 과학계에 따르면 성능검증위성은 29일부터 탑재한 4개의 큐브위성을 2일 간격으로 궤도에 사출한다.

29일에는 조선대, 7월1일에는 카이스트(KAIST), 7월3일에는 서울대, 7월5일에는 연세대 제작 큐브위성이 우주로 쏘아진다. 일종의 '미니 발사'가 이뤄지는 셈이다.

2일간의 간격은 한번 성능검증위성에서 큐브위성을 내보내면 발생할 수 있는 진동이나 회전 현상 등을 안정화 시키는 데 쓰인다.

과학기술정보통신부에서 22일 열린 브리핑에 따르면, 성능검증위성은 자체 회전이 거의 없는 안정된 상태로 700㎞ 궤도에서 올라갔다. 하지만, 큐브 위성을 내보내면서 위성의 자세가 흔들리는 현상이 발생할 수도 있다.

김기석 과학기술정보통신부 우주기술과장은 22일 브리핑에서 "큐브위성 사출은 국내 기업이 만든 사출관을 통해 안에서 튕겨주면서 밀어주는 방식"이라며 "질량이 떨어져나가면 이게 관성모멘트라든지 질량 중심들이 변화가 있다. 그 변화들을 확실히 잡아준 상태에서 천천히 하기 위해서 2일에 하나씩 사출한다"고 설명했다.

지난 6일 전라남도 고흥군 봉래면 나로우주센터 위성준비동에서 연구진이 2차 발사 앞둔 한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)에 성능검증위성을 탑재하기위해 이동하고 있다. 누리호는 오는 15일 발사된다. (한국항공우주연구원 제공) 2022.6.13/뉴스1

이러한 위험은 '작용 반작용 법칙'이나 '운동량 보존 법칙'으로 이해할 수 있다. 한 물체가 다른 물체에 힘을 가하면, 힘을 가한 물체도 방향은 반대고 크기는 동일한 힘을 받는다. 발로 땅을 박차면 내가 땅에 힘을 가했지만, 거꾸로 땅이 나를 밀어내는 감각이 느껴지는 것도 작용 반작용의 사례다.

대기 저항 등 다양한 마찰력을 비롯한 여러 종류의 힘이 작용하는 지표면 근처에서는 이러한 작용 반작용의 영향이 금방 사라진다. 반면에 여러 힘이 평형을 이루고 마찰이 거의 없는 우주 및 지구 궤도에서는 물체에 가해지는 힘이 별로 없어서, 큐브 위성 사출 과정에서 일어나는 작용 반작용에 의한 효과가 크게 나타날 수 있다.

예컨데, 큐브위성이 사출과정에서 흔들림이나 회전을 가지는 만큼 성능 검증 위성도 영향을 받는 것이다. 성능검증 위성의 질량은 162.5㎏, 큐브 위성은 약 3~9㎏으로 그 영향은 작게 나타날 수 있지만, 영향 자체는 받는다.

또, 각 위성 사출에 따라 성능검증위성의 질량 분포가 달라져 질량 중심이 달라지는 것 또한 위성의 자세를 불안정하게 만드는 요인이 될 수 있다.

한편, 조선대학교의 큐브위성은 적외선을 이용해 지구를 관측하고, 서울대의 위성은 GPS 반송파를 이용해 지구 대기를 관측한다. 또 연세대학교 위성은 미세먼지를 모니터링하고 KAIST 위성은 초분광 카메라로 지구를 관측할 예정이다.

순수 국내기술로 제작된 한국형 최초 우주발사체 '누리호'(KSLV-Ⅱ)'가 21일 전남 고흥군 나로우주센터에서 발사되고 있다. 누리호는 두번째 도전 끝에 발사에 성공했으며 이로써 우리나라는 세계 7번째로 1500kg급 실용 위성을 지구 저궤도(600~800㎞)에 수송할 수 있는 능력을 확보한 국가가 됐다. 2022.6.21/뉴스1 © News1 조태형 기자

seungjun241@news1.kr

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