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1. 우리별 3호는 순수 우리기술로 설계, 제작, 시험을 했다고 하는데, 국산화율로 표시할 수 있다면 그 정도는 ? 국산화율은 크게 부품측면의 국산화와 기술측면의 국산화 두가지로 나누어서 볼 수 있다. 부품을 만드는 기술은 위성을 만드는 기술과는 다른 것으로서, 만들어진 부품은 위성에 쓰일 수도 있고 그 밖의 여러가지 용도에서 활용될 수 있다. 위성을 개발하는 기술은 다양한 용도로 개발된 부품들을 이용하여 원하는 목적의 위성시스템을 개발하는 것으로 위성과 같은 다양한 기술이 함께 요구되는 거대 시스템 개발에 국한된 고유의 특성이라고 할 수 있다. 일반적으로 이와 같은 시스템 기술은 부품의 개발보다 적게는 몇배 크게는 수십배의 부가가치를 생산할 수 있다. 우리별 3호의 국산화를 따져 볼 때 부품측면의 국산화를 따진다면 매우 낮을 수밖에 없다. 그 이유는 현재 국내에서 위성용 반도체 및 기타 부품을 채산성이 맞지 않기 때문에 생산하고 있지 않기 때문이다. 위성에서 사용되는 부품들 중에는 부품 그 자체를 생산하기 위해 또 다른 대규모의 조직과 시설이 요구되기 때문에 부품측면의 국산화는 우리나라 입장에서는 거의 제한적일 수밖에 없으며 그다지 큰 의미를 부여하는 것은 바람직하지 않다. 반면, 위성시스템 개발과 관련된 기술측면의 국산화는 거의 100%에 가깝다고 할 수 있다. 이렇게 이야기 할 수 있는 이유는 우리별 3호가 외국기관의 도움없이 인공위성연구센터에서 독자적으로 설계, 제작, 시험한 것이기 때문이다. 특히 대부분의 위성개발 기관들의 경우에는 타 기관에서 개발된 각종 위성용 장치들을 구매하여 사용하는 반면, 본 센터에서는 위성기초기술의 개발차원에서 우리별 3호에 사용되는 거의 별감지기, 태양감지기, 지구감지기 등의 자세제어용 센서를 비롯하여 위성용 컴퓨터, 전력제어 시스템, 축전지 등 대부분의 장치들을 직접 개발하여 사용하고 있다. 예외적으로 구매한 장치는 소형위성용 반동바퀴(Reaction Wheel), 본 센터에서 개발된 별감지기와 성능을 비교하기 위하여 함께 탑재된 별감지기 1대, 태양전지판, 그리고 남아프리카 공화국 스텔렌보쉬대학과 공동 개발한 카메라가 있다. 이 장치들을 제외한 모든 장치들은 직접 설계에서 시험까지 모든 단계를 본 센터에서 수행하였다. 인공위성연구센터가 수행하여야 할 국산화의 범위는 이미 이야기 한 것과 같이 기술의 자립화에 있는 것이고 위성용 부품의 국산화는 다른 주체에 의해 이뤄져야 할 부분이라고 판단된다. 우리별 3호는 우리별 1, 2호를 통하여 얻은 기술을 바탕으로 국내에서 독자적으로 위성본체 및 탑재장치 기술을 개발하여 자체 제작된 소형위성을 우주에 보내어 시험하게 된다는 데 의미가 있다고 할 수 있다. 우리별 3호는 기존의 우리별 1, 2호와 달리 명실상부한 독자설계를 바탕으로 최초로
개발된 우리 고유의 위성모델이라고 할 수 있다. 특히 성능면에서 세계시장의
동급소형위성과 비교할 때 대등하거나 우수한 성능을 가지고 있는 것으로
평가되므로 외국의 많은 소형위성 관련 기관들이 관심을 가지고 지켜보고 있다.
우리별 3호의 발사 및 운용 성공은 향후 우주기술 개발에 소중한 기초기술을
우주에서 검증한다는 점에서 기술적인 의미를 가지고 있다. 3. 우리별 3호의 수명 산정기준 및 수명이 다한 후 위성의 처리는 ? 대부분의 위성이 수명을 예측하는데 사용되는 가장 중요한 기준은 위성에 탑재된 추진용 연료를 이용하여 당초 예정된 궤도를 유지하면서 임무를 수행할 수 있는 기간이다. 하지만 추진용 연료를 모두 소진하였다고 해서 위성이 임무를 수행할 수 없는 것은 아니다. 더욱이 우리별 위성과 같이 추진시스템을 갖고 있지 않는 경우에는 위성의 수명을 예측하는 데에는 주로 위성 시스템 내에서 가장 중요한 역할을 하고 있는 전력 시스템의 특성에 의해 결정되는 것이 일반적이다. 우리별 3호의 수명은 축전지와 태양전지판의 열화 등에 의하여 가장 많은 영향을 받는다. 우리별 3호에 사용되는 축전지는 니켈 카드뮴 타입의 축전지를 사용하고있는데 방전정도가 30% 이하로 유지될 경우, 약 20,000회 정도 동작이 가능하다. 다시 말하자면 우리별 3호가 하루에 약 14.5회 지구주변을 회전하고 매번 한번씩 지구의 그림자에 가려지기 때문에 3.8년 동안 충방전이 가능하다는 계산이 나온다. 태양전지판의 경우에도 위성의 고도에 따라 다소간의 차이는 있겠지만 저궤도(약 1,000 km 이하)에서 3년 정도 노출되어 있으면 빛에너지를 전기에너지로 전환시킬 수 있는 효율이 약 20% 감소하게 된다. 우리별 3호의 예상수명은 이와 같은 것을 종합적으로 판단하여 예측하게 된다. 위성의 종합적인 수명과 더불어 위성의 부품에 대한 수명예측은 좀 더 복잡한 계산과 예측을 바탕으로 이루어지는데 예를 들어 CCD 소자를 사용하는 경우에는 다른 부품에 비해 상당히 심한 우주방사선 영향을 받게 된다. 우리별 1호의 카메라가 발사 후 약 4년 7개월 이후에 더 이상 동작을 하지 않는 이유도 그 때문이다. 이와 더불어 우리별 3호의 임무를 수행하는 데 있어 매우 중요한 역할을 수행하는 자세제어 장치에 의해서도 영향을 받게 된다. 우리별 3호는 추진체를 사용하지 않는 위성으로서, 지구의 인력에 의한 궤도의 변화가 우리별 3호의 임무를 수행하는 데 있어 거의 영향을 끼치지 않는다. 또한 720km의 고도에서는 자연적인 현상에 의해 고도가 낮아져 대기권에 진입하는데는 최소 백년이상이 걸릴 것으로 예상된다. 대기권진입 이전까지 위성의 기본적인 운용이 가능하다면 부분적인 이용이 가능할 것이다. 결국 위성은 대기권에 진입하면서 최후를 맞게되는 데, 우리별 3호는 대기와의 마찰에 의한 고열을 견딜 수 있는 특수재질을 사용하고 있지 않으므로 고층대기권에서 모두 타거나 녹아버리고 말 것으로 예상된다. 4. 우주과학실험 이외에 우리별 3호가 보내온 자료의 활용범위는 ? 우리별 3호가 우주과학실험 이외에 보내오는 자료는 여러가지가 있는데, 크게는 두가지로 나누어 볼 수 있다. 첫번째는 카메라가 촬영한 지구 영상이고, 두번째는 새롭게 개발된 우리별 3호의 각 서브시스템으로부터 얻어진 동작결과이다. 지구영상자료는 우선은 시험적으로 각종 영상처리 및 원격탐사분야의 응용에 이용될 것이다. 3가지 파장대역에서 촬영된 영상 데이터는 각종 영상처리기법을 이용하여 분석하면 산림, 해양, 오염, 자원, 국토개발 등의 각종 응용분야에서 활용이 가능한 정보들을 만들 수 있게 된다. 하지만 우리별 3호에 탑재된 카메라는 실용적인 목적을 위해 개발된 것이 아니라 위성용 카메라 자체의 기술을 개발하고 우주에서 운용하기 위한 것인 만큼 영상자료의 유용성에 대한 판단은 약 6개월 정도의 초기운용 결과를 바탕으로 결정해야 할 것이다. 우리별 3호의 동작결과는 향후 지속적인 기술개발을 위한 소중한 자료로 활용될 것이다. 특히 대부분의 장치들이 새로 개발된 장치들이므로 이 장치들이 우주에서 어떻게 동작하는 것을 시험하는 기회가 되며, 그 결과를 바탕으로 앞으로 더욱 향상된 성능의 장치들을 개발하는 것이 가능해질 수 있을 것이다. 우주개발에서의 가장 큰 어려움 중의 하나가 단지 지상에서 동작이 확인된 것만으로 만족할 수 없으며 우주에서의 성능평가를 통해서만이 개발의 결과가 인정받을 수 있다는 점을 고려할 때, 우리별 3호 전체는 하나의 개발품으로서 우주에서의 성능평가라는 중요한 과정을 남겨 놓은 셈이며, 이를 통하여 얻는 정보는 다음위성을 개발하는데 중요한 정보로 사용될 수 있다. 예를 들어 새로이 개발되는 별감지기, 지구감지기, 태양감지기 등으로부터
우주에서의 동작성능을 확인함으로써 향후의 위성에 탑재하는데 있어 확신을 가질
수 있고 국산 반도체 메모리 소자를 이용한 대용량 기억장치의 경우에는
우주환경에서의 에러특성과 시간이 지남에 따라 발생되는 열화현상을 연구함으로써
대용량 반도체 기억장치의 상용화를 위한 바탕을 마련해 줄 수 있게 된다. 우리별 3호는 초소형위성으로서 전용 발사체를 이용하는 것이 아니라 큰 위성이 발사될 때 남은 용량을 이용하여 큰 위성이 올라가는 궤도에 함께 올려지도록 되어 있다. 따라서 발사체를 단독으로 구매하여 원하는 고도를 정하여 올리는 방식과는 달리 위성의 임무 수행이 가능한 궤도의 범위를 정한 후 이 범위 내로 발사되는 다른 큰 위성과 함께 발사 가능한 발사체를 찾게 된다. 이러한 과정을 통하여 정해진 것이 인도 PSLV 발사체의 이번 발사인데 주위성은 IRS-P4라고 하는 약 1톤 규모의 해양관측용 위성이며 이 위성이 이용하고 남은 발사체의 탑재공간에 우리별 3호와 독일의 소형위성 TUBSAT-DLR이 함께 발사되게 된다. 결국 720 km는 인도의 IRS-P4, 주위성에서 선택한 고도이며, 이 고도가 우리별 3호가 목표로 하는 궤도의 범위 내에 있으므로 이 고도를 이용하게 되었다. 6. 우리별 3호와 과학위성 1호의 가장 큰 차이점은? 과학위성 1호는 국가 우주개발 중장기 개발계획에 명시된 과학위성 시리즈의 첫 번째 위성으로 기존의 인공위성연구센터에서 개발한 우리별 시리즈와는 그 위상에서 차이가 있다. 과학위성 1호는 우리별 1-3호를 통하여 확보된 위성본체기술을 최적화, 안정화하여 향후의 위성개발에 보다 신뢰성이 있는 소형위성들을 단기에 제공할 수 있도록 할 계획이다. 또한 우리별 1-3호에서는 자체 개발한 여러 가지 실험장치들을 탑재하였으나, 과학위성 1호에서는 첨단 과학기술 시험장치를 국제공동으로 개발하여 탑재함으로써 우주에서 고성능 과학기술 실험을 본격적으로 수행하여 국제적 수준의 연구결과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 이와 더불어 과학위성 1호의 개발에는 인공위성연구센터 외에도 서울대학의 위성용 전력시스템 개발 연구실을 비롯하여 5개의 대학 연구실이 과학위성 1호 개발에 실질적으로 참여하고 있다. 우리별 1호가 선진국에서 위성을 공동 개발하여 기술을 습득하는 단계, 그리고 우리별 2호가 우리별 1호 개발을 통해 습득한 기술을 활용하여 국내에서 위성을 제작 및 운영하여, 습득한 기술을 확인하고 발전시키는 단계라고 한다면, 우리별 3호는 국내 고유의 기술을 사용하여 임무설계 단계부터 발사, 운영까지의 위성개발 전과정을 독자적으로 수행하여 자체적으로 소형위성의 설계, 제작, 운용 및 개발체계 관리능력을 완전히 확보했다는 의미를 갖는다. 기술적으로도 우리별 3호는 3축 자세제어 방식, 태양전지판 전개, 항법위성(GPS) 수신기 장착, 별감지기 개발, 15 미터급 해상도의 선형 CCD 카메라, S, X 밴스 송신기, 등 우리별 1, 2호와는 다른 새로운 기술들이 개발되었다. <우리별 위성간의 비교표 참조> 8. 하루에 지구를 몇번 회전하는지, 한반도 주변은 몇 번 회전하는지, 회전방향은? 720 km의 저궤도에 위치한 우리별 3호의 궤도상의 운동속도는 초속 7.5 km 정도(마하 약 22)를 갖게된다. 이 경우 우리별 3호는 하루에 약 14.5회 지구를 회전하게 되며 회전주기는 약 99분이다. 우리별 3호와 대덕의 인공위성연구센터가 교신이 가능한 회수는 일정하지는 않으나 하루 평균 약 5회 정도가 된다. 우리별 3호는 태양동기궤도라는 특성 때문에 거의 일정한 시간에 한반도를 지나가게 되는데 낮에는 정오를 기준으로 약 2-3회 북에서 남으로 지나가게 되고 밤에는 자정을 기준으로 약 2-3회 남에서 북으로 지나간다. 9. 과학위성을 매 3년 단위로 계속 개발해야 하는 당위성은? 과학위성의 개발목적은 과학실험 및 기술시험을 위한 것으로 향후의 실용위성에 사용될 수 있는 부품 및 탑재장치 등에 대한 선행연구와 개발을 적은 연구비로 수행하여 우주에서 장기간 성능을 확인하고자 하는 것이다. 이와 같은 소형과학위성은 새로운 통신기술의 시험, 우주과학실험, 새로운 우주용 부품의 시험, 그리고 새로운 탑재장치의 시험 등을 수행할 수 있는데 이와 같은 기술시험 목적은 전세계적으로도 일반화된 것이다. 일반적으로 약 100kg 이내의 소형위성을 제작하는 데에는 탑재장치의 복잡도에 따라 다소간의 차이는 있겠으나 약 2-3년 정도가 소요된다. 수행하게 될 임무에 따라 개발기간이 결정되어야 하지만, 국내의 현실은 정치적, 경제적 여건에 따라 개발기간이 결정되고 있다. 하지만 우리별 위성과 같은 초 소형위성이 갖고 있는 장점을 생각하면 우리나라와 같은 위성개발의 후발국가 입장에서는 가급적 많은 초소형위성을 단기간 내에 개발하는 것이 의미가 있다는 것을 쉽게 알 수 있다. 초소형위성은 개발에 소요되는 비용이 적고, 개발기간이 짧지만 중 대형위성에 적용되는 것과 거의 동일한 기술이 사용되고 있기 때문에 기술습득, 신기술의 개발 및 우주환경에서의 시험, 그리고 실무경험을 갖고 있는 전문인력 양성을 위한 가장 효율적인 도구하고 할 수 있다. 이와 더불어 우리나라의 입장에서는 중대형 위성에 대한 세계시장 진출보다는 초소형위성에 대한 시장공략을 "틈새 시장"으로 공략하는 것이 보다 실리위주의 전략이라고 할 수 있을 것이다. 또한 최근 급속도로 고도화되고 있는 Micro-electronics 및 Micro-machining
기술을 활용할 경우 기존 성능의 위성을 보다 경량화 소형화하는데 많은 어려움이
없을 것이다. 가능성은 무척 높다. 현재 중국, 대만, 싱가폴, 말레이시아 등의 국가가 인공위성연구센터가 지난 10년 동안에 이룩한 연구성과에 대해 많은 관심을 보이면서 소형위성개발과 관련해 인공위성연구센터와의 실질적인 협력과 기술지원을 요청한 바 있다. 지난 작년 4월에는 호주연방 100년 기념으로 개발하는 소형위성용 버스 시스템 입찰에 참여한 바 있고 작년 8월에는 싱가폴 국방과학연구소 소속 7명의 연구원을 대상으로 10주간에 걸친 단기 위성교육과정을 열기도 했으며, 1999년 1월부터 20개월간에 걸쳐 3명의 싱가폴 연구원이 인공위성연구센터에 머물면서 위성개발과 관련하여 시스템 관리기법을 배우고 있다. 98년은 인공위성연구센터가 비록 3억원 정도에 지나지 않는 소규모 연구비이기는 하더라도 처음으로 외국으로부터 연구원 훈련과 기술지원 명목으로 외화를 획득한 첫해가 되었다. 현재 전세계적인 추세는 대형위성 보다 소형위성의 개발에 관심이 집중되고 있으며, 인공위성연구센터는 이 분야에서 충분한 대외 경쟁력을 보유하고 있으므로, 앞으로는 본격적인 위성기술 수출이 이루어질 수 있을 것으로 예상된다. 또한 위성개발의 후진국 뿐만 아니라 선진국의 위성개발 사업에도 참여할 수 있는 기회가 생길 것으로 기대하고 있다. 위성체 또는 위성기술의 수출을 위해 가장 중요한 것은 개발한 위성이 우주에서 성공적으로 동작된다는 것을 확인시켜줘야 하는 것인 만큼 우리별 3호가 성공적으로 운용될 경우, 우리별 3호 규모의 소형위성에 대한 수출은 그다지 멀지않은 시기에 가능할 것으로 판단된다. 11. 태양동기궤도, 원궤도, 극궤도 및 경사각 98.37도의 의미는? 원궤도 : 위성이 지구 주위를 도는 궤도의 기하학적 모양이 원형인 궤도 경사각 : 지구 적도면과 위성의 궤도면이 이루는 각도 극궤도 : 경사각이 90도에 가까운 궤도로 지구의 극지방을 매번 통과하는 특성이 있다. 태양동기궤도 : 위성의 궤도 평면과 태양과의 각도가 항상 일정하게 유지되는 특성을 지닌 궤도로서 고도, 이심율, 경사각의 함수로 궤도면의 회전율이 지구가 태양주위를 공전하는 회전율과 동일할 때 태양동기궤도가 된다. * 경사각 98.37도는 우리별 3호의 고도인 720 km에서 원형 태양동기궤도가
되기위한 필요충분 조건이 된다. 12. 과학위성에서 목표로 하고 있는 카메라 해상도는 ? 해상도란 일반적으로 카메라에 내장된 CCD 소자의 픽셀이 지상에 투영되는 크기를 지칭하는 것이다. 하지만 이러한 해상도가 꼭 영상의 분해능이나 적대적인 판독능력을 정의하는 것은 아니다. 실제 카메라로부터 얻어지는 위성영상의 최종적인 성능은 카메라 자체의 성능과 더불어 영상을 취득하는 동안 위성체가 얼마나 안정된 상태를 유지하는가에 따라 결정된다. 우리별 1, 2호에는 각각 두기의 카메라를 탑재하고 있고 해상도는 1호의 경우 4 km와 400 m, 그리고 2호의 경우에는 2 km와 200 m이다. 우리별 1, 2호에 탑재된 카메라는 위성영상의 응용을 목적으로 개발된 것이 아니라 위성용 카메라와 관련된 기술의 연구였기 때문에 그다지 높은 해상도나 양질의 영상을 얻을 수 없었다. 카메라의 해상도는 카메라의 직경과 카메라가 위치한 고도에 의해 물리적으로 결정된다. 다시 말해 해상도가 좋은 카메라는 구경이 커야 한다. 구경이 큰 카메라를 탑재하기 위해서는 위성체가 커져야 한다. 인공위성연구센터의 입장에서도 매우 뛰어난 해상도의 카메라를 과학위성에 탑재하고 싶지만 이를 위해서는 현실적으로 해결해야 할 문제가 여러 가지 있다. 문제는 연구개발비 보다도 이의 개발에 필요한 충분한 연구인력이 있는가 하는 것이 첫 번째이고 두 번째는 시설이나 장비다. 장기적인 소요가 있다면 막대한 투자를 해서라도 시설과 장비를 갖추면 되겠지만 인력은 쉬운 문제가 아니다. 더욱이 경험을 충분히 갖고 있는, 그래서 스스로 설계하고 평가할 수 있는 능력을 갖고 있는 연구인력을 양성하기 위해서는 무조건 고해상도를 지향하는 것보다 현 수준에 맞는 규모의 목표를 정하고 궁극적인 목표를 성취하기 위한 단계를 밟아야 할 것이다. 현재 인공위성연구센터가 희망하고 있는 지구관측위성의 목표는 약 2005년까지 해상도 3-5미터 정도의 카메라를 탑재한 위성을 약 200-300 kg 규모 내에서 개발하는 것이다. 13. 소형위성기술 분야에서 선진국과 비교한 기술 수준은 ? 우리별 3호 규모(100 kg)이하의 위성을 제작하는 기관은 전세계에서도 많지 않다. 아마 미국과 같은 위성기술분야 선진국의 대규모 위성제작 전문회사에서 취급하기에는 너무나 작은 규모가 될 것이다. 현재 이정도 규모의 소형위성을 제작하고 있는 기관으로는 미국의 AeroAstro, Orbital Science Corporation(OSC) 등의 회사와 스탠포드 대학, 아리조나 대학 등의 교육기관이 있고, 영국의 Surrey Satellite Technology Limited(SSTL)와 Space Inovations Limited(SIL), 스웨덴의 Swedish Space Corporation, 남아프리카 공화국의 스텔렌보쉬대학, 독일의 베를린 공과대학, 그리고 KAIST 인공위성연구센터가 거의 전부라고 할 수 있을 정도이다. 이처럼 소형위성분야의 기술은 우리나라가 지속적으로 노력하면 세계수준에 빠른 시일 내에 도달할 수 있는 분야가 될 것이다. 다음은 현재 소형위성분야에서 우리나라의 기술수준을 선진국의 기술수준과 비교한 것이다. 본 내용은 위성기술 전반에 대한 기술수준과는 다소간의 차이가 있을 수 있다. 14. 소형위성 분야에서 북한과 비교한 기술 수준(광명성 1호) ? 우리별 위성의 기술과 북한이 발사한 것으로 주장하는 광명성 1호와의 기술수준 비교를 위해서는 우선 광명성 1호에 대한 기술적인 내용을 알아야 하는데 이에 대해서는 거의 공개된 것이 없는 실정이다. 북한의 인공위성의 경우에는 우주에서 단지 단파 방송을 그것도
한시적으로만(아마도 배터리에 의해) 동작하는 등 70년도 초반에 발사된 중국의
동방홍 위성이나 일본의 오수미 위성과 같이 발사체의 동작을 간단하게
확인하려는데 주안점을 둔 극히 초보적인 수준의 위성으로 판단된다. 따라서
광명성과 우리별 등 국내의 인공위성 기술을 비교한다는 것은 무리인 것으로 보여
지며, 북한 내에 그밖에 다른 위성 기술이 존재하는지 여부는 사실 잘 모르고
있다. 15. 앞으로 위성 개발에서 본체(BUS)와 탑재체(Paylaod)중 중점을 두어야 할 분야는?
BUS: Payload: 16.우리별 3호 개발 과정에서 미진하다고 생각되는 부분은?
우리별 1호와 2호는 당초 예정된 수명인 5년을 초과하여 운용 중에 있다. 현재 발사된지 6년 8개월을 맞고 있는 우리별 1호의 경우에는 전력시스템, 특히 축전지가 수명을 초과하면서 10개로 구성된 축전지 시스템 중에서 한 개의 축전지로부터 심각한 열화 현상이 발견되고 있기 때문에 지속적인 정상적인 운용이 어려운 상태에 있다. 따라서 인공위성연구센터에서는 우리별 1호의 축전지를 비롯한 각 서브시스템의 상태를 확인하고 정밀 분석 중에 있다. 우리별 1호의 카메라는 이미 우주방사선의 영향으로 97년 5월 작동이 중단된 상태이다. 하지만 나머지 서브시스템의 경우에는 현재에도 정상적인 성능을 보이고 있다. 우리별 2호는 현재 발사된지 5년 7개월에 접어들고 있다. 카메라를 비롯한 우리별 2호의 모든 서브시스템은 현재에도 정상적으로 운용 중에 있으나 예정수명을 초과한 축전지의 열화현상이 우리별 1호보다는 심각하지 않지만 관측되고 있고 위성체 전반의 온도가 다소 상승된 것을 발견할 수 있다. 우리별 1, 2호의 현 상태를 종합적으로 판단해 볼 때, 우리별 1호는 조만간 수명을
다하거나 제한된 운용만이 가능할 것으로 판단되고 우리별 2호의 경우에는 앞으로
2-3년간 지속적으로 정상운용이 가능할 것으로 예측된다. 영국 써리대학과의 협력은 1989년 10월부터 시작하여 1993년 말까지 지속되었다. 써리대학과의 협력 내용으로는 인공위성연구센터 연구원 및 교수들에 대한 교육, 위성 제작관련 기술의 전수 및 부품공급으로 당시 위성용 부품을 국내에서 구입하는데 애로가 있었기 때문에 영국에서 주문한 우리별 2호용 주요부품에 대한 공급을 마지막으로 영국 써리대학과의 공식적인 관계는 마무리되었다. 하지만 그 이후에도 소형위성관련 학회나 각종 국제모임을 통해 직 간접적으로 상호관심사에 대한 의견교환이나 구체적 협력가능성에 대한 협의가 있었다. 인공위성연구센터 입장에서는 이미 우리별 1, 2호의 개발을 통해 써리대학의 기술을 대부분 소화했다고 판단하였고 우리별 3호의 개발을 통해 보다 진보된 기술을 확보했다고 판단하였기 때문에 더 이상의 연구원 파견이나 기술전수를 받을 필요를 느끼지 못하게 된 것이다. 영국 써리대학은 인공위성연구센터와의 협력 이후, 보다 상업적인 기능을 강조하고 있고 공동개발이나 기술협력보다는 상업적인 서비스의 제공이나 기술이전에 더 관심을 두고 있기 때문에 현 단계에서는 실제적인 협력을 기대하기 어려운 상황이다. 우리별 3호의 발사는 인도 발사체 회사와의 협약 당시 98년 7-8월로 예정되어 있었다. 하지만 현재는 두차례의 연기를 거쳐 현재는 99년 5월 25일로 예정되어 있다. 이와 같은 이유는 인도의 발사체에 탑재되는 주 위성인 IRS-P4(해양관측위성)에 처음으로 개발, 탑재되는 관측장치의 개발에 어려움이 있어 주 위성 개발기관의 연기결정에 따른 것이다. 현재 주 위성의 탑재장치에서 발견된 문제들은 모두 해결된 것으로 파악된다. 우리별 위성의 경우에는 단독의 발사체를 사용할 경우, 위성개발에 소요된 비용 이상의 발사비가 필요하기 때문에 중·대형위성이 발사될 때 남아있는 탑재공간을 활용하여 발사되는 것이 일반적인데 이를 Piggyback 발사방식이라고 부른다. 이 경우에는 위성의 궤도나 발사시기 등에 대한 결정권이 없다. 따라서 Piggyback으로 발사가 되기를 원하는 위성 개발기관에서는 주 위성의 발사궤도나 시기를 판단하여 결정하게 되며 주 위성 개발기관의 발사 연기에 대한 것을 불가피하게 받아들일 수 밖에 없는 실정이다. 우리별 3호의 개발은 완료된 상태이기 때문에 인도측이 발사일을 최종 결정하면
이에 따라 발사일 1개월 전에 인도 발사장으로 이동하게 된다. 현재로서는 5월
25일을 발사목표일로 예정하고 있으나 발사장에서의 주위성 시험결과와
발사당일의 기상상태 등에 따라 추가적으로 연기가 될 가능성 또한 내포하고
있다.
가. 지구관측용 카메라 (Multi-spectral Earth Imaging System, MEIS) 지구관측용 카메라는 두 개의 거울과 촛점을 맞추기 위한 렌즈의 조합으로 구성된 광학계, 파장을 구분하기 위한 프리즘 블록, 촬상소자(CCD)를 이용해 영상을 취득하기 위한 초점 평면부(Focal Plane Assembly), 비디오 신호 처리부, 카메라 제어부, 대용량 반도체 기억장치 및 영상전송용 송신기로 이루어져 있다. 지구관측용 카메라는 어떤 구체적인 실용목적으로 개발된 것이 아니라 향후 국가적으로 필요한 고성능 지구관측용 카메라를 개발하기 위해 필요한 핵심기술의 개발과 우주에서의 시험을 목적으로 개발된 것이다. 이번에 개발된 카메라는 우리별 1, 2호에서 사용된 면적형 촬상소자가 아니라 팩스나 주사장치(Scanner) 등에서 사용되는 선형 촬상소자를 사용하고 있으며 위성의 움직임에 의해 2차원적인 영상을 얻어내는 방식을 적용한 것으로 일반적인 상용 지구관측위성에서 사용하고 있는 방식과 동일하다. 우리별 3호에 탑재된 카메라의 주요 재원은 무게 총 6.5 kg, 해상도 약 15미터, 관측폭 약 50 km으로 3개의 가시광선 및 근적외선 채널을 갖고 있다. 나. 우주환경 관측용 과학탑재장치(Space ENvironment Scientific Experiment, SENSE) 우주과학 탑재체는 다음의 네가지 소형 실험장치로 구성되어 있다. HEPT는 망원경 내로 들어오는 다양한 종류의 입자가 띄고 있는 에너지 크기를 측정하고 입자의 종류를 알아낼 수 있는 장치로서 네 개의 실리콘 검출기와 알루미늄 및 구리로 만들어진 차단막으로 이루어져 있다. HEPT는 또한 위성을 피치축에 대해 회전시킴으로써 우주공간에서의 입자 분포와 방향성을 측정할 수 있다. REME는 방사능 총 조사량 감지기(TDE)와 방사능에 따른 데이터 값이 바뀌는 현상(Single Event Upset, SEU)을 감시할 수 있는 장치로 이루어져 있다. TDE는 우리별 3호 본체 내에 세군데의 위치에 장착된 SiO2 소자에 장시간에 걸쳐 조사되는 방사능의 양을 측정하고 SEU는 반도체 메모리에서 발생되는 데이터 변경현상(SEU)을 궤도환경과 비교하여 분석하기 위한 것으로 향후의 위성개발에 중요한 정보로 활용될 수 있는 것이다. SMAG는 코일 센서에 유기되는 전류를 측정함으로써 위성이 동작하고 있는 위치에서의 지구 자기장을 측정함으로써 지구 주위의 자기장을 정밀 측정하고 그 변화를 감지하기 위한 것으로 HEPT의 측정결과를 분석하기 위한 보조 데이터로도 사용된다. ETP는 고위도 지역에서의 전자온도를 측정하기 위한 것으로 남아메리카
근방의 South Atlantic Anomaly(SAA) 지역에서 발견되는 전자가열
현상을 연구하기 위해 개발된 것이다. 탑재체를 원하는 방향으로 제어하고자 함에 있어서 얼마나 자유로운가를 생각할 때 3축 자세 제어는 모든 방향으로 제어가 가능함을 의미한다. 우리가 사는 공간은 3차원으로 표현 할 수 있고, 마찬가지로 3축을 모두 제어 할 수 있다는 말은 위성을 어느 방향으로나 놓을 수 있다는 말이 된다. 예를 들어 1축 자세 제어만이 가능하면, 한 축의 회전운동만을 제어할 수 있다. 선형 CCD를 이용하여 사진을 촬영하는 경우에는 3축(롤, 피치 ,요)에 대해 자세를 모두 제어해야 하는 반면 2차원 면적 CCD를 이용하여 사진을 촬영하는 경우에는 2축(롤, 피치)에 대한 자세만으로도 가능하다. 우리별 1, 2호에서 채택한 자세제어 방식은 중력경사 방식으로 붐이라고 하는 막대(막대의 끝에는 약 2 kg 정도의 무게추가 달려 있음)와 지구의 중력을 이용하여 위성체의 바닥면이 항상 지구의 중심을 가리키게 하며 정밀제어를 위해서는 지자기 구동기를 사용하였다. 22. 첫교신이 발사후 7시간 30분 후에 이뤄지는 이유와 과정은 ? 우리별 3호와의 첫교신이 가능한 시간을 알아내기 위해서는 궤도분석용 프로그램을 이용하여야 한다. 하지만 지구의 자전 속도와 우리별 3호의 궤도 주기 그리고 초기 궤도 위치 등을 고려하면, 개략적인 계산이 가능하다. 인도와 한국은 3시간 30분의 시차가 있고, 우리별 3호의 궤도 주기는 대략 1시간 30분. 궤도면이 12:00이므로 이를 중심으로 약 1 시간 30분 전 후로 세 번 위성을 볼 수 있다. 위성 발사가 우리 시각 오후 3:30이므로 12:00 - 3:30 = 8:30 즉 8시간 30분 후에 우리나라의 중앙을 지나가므로 인공위성연구센터 지상국과 첫 번째 교신이 가능한 것은 그보다 1시간 30분 먼저일 것으로 예측된다. 즉 7시간 후면 위성을 처음 볼 수 있게 된다. 30분의 오차는 위성이 인도에서 발사되어 지구를 반 바퀴 돌아가는 시간 때문에 더 걸린다. 23. 각축의 회전율을 초당 0.5초 이내로 안정화한다는 의미는 ? 발사체에서 분리되는 우리별 3호는 회전운동을 하는 상태에서 분리되는데 이 회전 운동을 충분히 (0.5 deg/sec) 줄여야만 휠을 이용한 자세 제어가 가능해진다. 이는 휠의 용량에 제한이 있기 때문으로 휠의 용량을 증가시키면 더 빠른 움직임에서도 3축 제어가 가능하다.
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