천리안위성 2A호 12월 발사…태풍 예보 정확해진다

[이뉴스투데이 김은지 기자] 인공위성의 낮은 공간 해상도로 태풍 강도지수 산출을 위한 구름 분석 산출물에 정확도가 제한됐지만 앞으로 태풍 중심과 이동에 대한 판단 능력이 향상될 전망이다. 지상관측에 의존하던 '뇌우'의 예측과 감시 능력도 연속적 탐지와 실시간 예보가 가능해진다. 화산재 모니터링과 탐지 능력이 강화되고 산불 등 화재에서 연기 상태 감시와 정확한 정보 제공도 이뤄질 수 있다.

기상관측 영상기와 우주기상 탑재체를 장착한 정지궤도 (3만5786km) 관측위성 '천리안위성 2A호'가 12월 발사를 앞두고 있다. 천리안위성 2A호는 한반도 주변 기상과 우주기상의 상시 관측을 위한 정지궤도 위성으로 2011년 7월 한국항공우주연구원 주관으로 개발에 착수한 이후 지난해 10월 위성체의 총 조립을 완료했다. 현재 추진기 고압밸브 잠금장치 등 세부점검과 운송 컨테이너 탑재 등 점검 마무리 단계에 있다. 

천리안위성 2A호는 오는 10월 초 프랑스령 기아나 꾸르 우주센터로 이송되고, 발사체 탑재 전 최종점검을 거쳐 12월 아리안스페이스사의 발사체를 이용해 정지궤도에 쏘아 올려질 예정이다. 정확한 발사일은 아리안스페이스와 협의로 정해지지만 12월 초가 유력할 것으로 보인다.

천리안위성 2A호는 천리안위성 1호의 후속 위성으로 해외공동 개발 방식이었던 천리안위성 1호와 달리 국내 주도로 개발한 쌍둥이 위성이다. 천리안위성 1호는 올해 4월까지가 운영 기간이었지만 앞서 과학기술정보통신부는 위성의 임무 기간을 2020년 3월까지로 연장한 바 있다. 후속모델인 천리안위성 2호는 기상을 담당하는 2A호를 올해 말 먼저 발사하고 1년 뒤 해양과 환경 관측 임무를 가진 2B호를 뒤따라 발사할 계획이다.

먼저 쏘아 올릴 천리안위성 2A호는 발사 후 동경 128.2도, 3만5786km상의 정지궤도에 위치하게 된다. 운용 수명은 10년으로 무게는 3500kg, 궤도 상 폭 3m, 길이 9.1m, 높이 4.6m의 크기다. 천리안 1호보다 무게와 크기가 증가했고 3500kg 중 2000kg은 연료, 1500kg는 카메라 구조체와 전자장비 등이 비중을 차지한다. 

2010년 6월 발사한 통신해양기상위성 천리안위성 1호는 정지궤도위성의 위치 유지조정 기술확보와 다중 탑재체 임무 계획을 맡아왔다. 이를 통해 천리안위성 2A호는 다수 위성의 동시 운영 기술을 확보하고 천리안 1호의 요구사항이었던 18km에서 진화한 3km로 궤도 결정 정밀도를 향상했다. 

또 천리안위성 1호는 촬영·영상 배포까지 15분 정도가 걸렸으나 천리안위성 2A호가 발사되면 3분 이내로 영상 배포 시간이 단축될 예정이다. 5배 정도 빠른 영상 배포가 가능해지는 것으로 이에 따라 태풍 관측에 대한 정확성이 향상될 수 있다. 

연내 발사될 천리안위성 2A호가 목표궤도인 128.2도에 진입을 위해서는 최장 20일 정도의 기간이 소요될 전망이다. 발사된 위성은 10분간 고도를 높이다가 발사된 지 30분경이 지나면 지구에서 가깝게는 250km, 멀게는 3만5943km 떨어지는 타원궤도에 접어든다. 이때 위성은 태양을 바라보는 자세를 잡고 전력을 얻기 위해 태양전지판을 펼친다. 이후 8일~10일 이후 정지궤도인 적도 상공 119도 가량에 위치하게 된다. 이 궤도에 위성이 진입한 후에는 8일 동안의 미세한 조정을 통해 위성의 최종 목표지점인 동경 128.2도 적도 상공의 정지궤도에 정착하도록 하는 작업을 한다. 

정지궤도위성은 궤도주기와 지구의 자전주기가 똑같아 지표면에서 보면 항상 같은 곳에 위성이 정지해 있는 것처럼 보인다. 이 위성은 적도 상공 3만5786km에서 지구의 자전주기와 같은 속도로 원형궤도를 돈다.

발사장인 남미 프랑스령의 기아나 우주센터의 경우 적도 근처인 북위 5도에 위치해 정지궤도 발사에 유리하다. 연중 허리케인 피해가 없어 입지조건이 양호하고, 발사체의 가능 각도도 102도로 넓게 열려있다.

발사 당일 기상요건으로는 발사체 10km 이내에 번개가 없어야 하는 점, 이륙 시 발사대 10km 이내 6500m 고도 이상에 대류운이 없어야 하는 점, 태풍이 20km 이내에 있다면 발사대 상공에 모루구름이 없어야 한다는 점이 충족돼야 한다. 위성은 발사 초기 대전에 위치한 SOC과 이탈리아와 호주, 하와이, 칠레 등 해외 4개 지상 추적소를 사용한 교신으로 운영된다.  

한편, 천리안위성 2A호는 국내 정지궤도 위성 수요에 대한 자체 공급능력 확보와 24시간 기후 상시 관측 외에도 자료중계, 통신방송, 항법 등 국내 정지궤도 임무위성의 기본 플랫폼으로 활용될 예정이다. 천리안위성 1호에서 습득한 기술을 바탕으로 위성구조체, 히트파이프 등 열제어부분품, 위성탑재컴퓨터와 전력분배장치, 히트파이로펄스유닛과 같은 핵심 하드웨어의 국산화가 완료됐다.