한반도 기상예측 더 정확해져
설계·시험 등 全과정 독자제작
해상도 4배·전송 속도 18배↑
태풍·폭설 등 52개 기상정보 수집
내년 7월부터 본격 서비스 제공

차세대 소형위성 1호, 우주 안착
우주 방사선·플라즈마 측정

3일 오후(현지시간) 남미 프랑스령 기아나의 쿠루우주센터에 한국의 기상관측 위성 ‘천리안2A호’를 탑재한 높이 54.8m의 발사체가 우뚝 섰다. 발사체 상단에 새겨진 태극마크에는 천리안2A호 개발진 이름과 성공을 기원하는 문구가 가득 담겼다.

8년 만의 ‘독자 제작’ 기상위성

한국항공우주연구원이 국내 기상관측 위성 중 설계부터 시험까지 모든 과정을 자체 수행한 천리안2A호는 4일 오후 5시40분(한국시간 5일 오전 5시40분) 발사될 예정이다. 현지 기상 악화 등이 발생하면 6일로 발사 일을 변경한다. 발사 후 34분이 흐르면 천리안2A호는 로켓에서 분리되고, 발사 약 40분 후부터 지상과 최초 교신을 시도한다.

천리안2A호를 실은 발사체는 유럽 아리안스페이스사의 ‘아리안-5ECA’다. 이 발사체에는 인도의 통신위성 ‘GSAT-11’도 탑재됐다. 무게가 5.9t 정도인 GSAT-11이 위에, 3.5t인 천리안2A호가 아래에 실렸다.

천리안2A호는 2011년 7월 개발에 들어가 3252억원을 투입해 제작됐다. 기본장비인 탑재체만 미국 해리스사에서 수입했을 뿐 이후 제작 과정은 국내 기술진의 손을 거쳤다. 항공우주연구원과 한국항공우주산업, AP우주항공, 경희대 등이 개발에 참여했다.

최재동 항우연 정지궤도복합위성사업단장은 “지금까지 외국과 공동으로 정지궤도위성을 개발한 적은 있지만 천리안2A호는 설계부터 운송, 조립, 시험까지 모든 과정을 독자적으로 수행했다”며 “이것만으로도 큰 의미가 있다”고 말했다.

최종 기술점검은 지난 7월30일 완료됐다. 이후 10월16일 항공우주연구원을 출발해 발사지인 기아나 쿠루우주센터로 갔다.

세계 최고 수준 기상관측 탑재체 보유

천리안2A호의 본체 크기는 정지궤도에 진입했을 때 기준으로 3.0m×9.1m×4.6m이며, 수명은 10년이다. 이 위성은 세계 최고 수준의 기상관측 탑재체를 보유한 것이 특징이다.

2010년 쏘아 올린 천리안1호에 비하면 해상도는 4배 향상됐고 고화질 컬러 영상을 18배 빠른 속도로 지상에 전달할 수 있다. 지난 3월 미국이 발사한 ‘GOES-17’ 위성이나 2016년 11월 발사한 일본의 ‘히마와리-9’ 위성의 탑재체 성능과 비슷한 수준이다.
기상센서 채널 수는 16개로 천리안1호(5개)보다 3배 이상 많다. 16개 채널에서 관측한 데이터를 기반으로 태풍과 폭설, 집중호우, 안개, 황사, 구름, 강수, 해빙, 우주기상, 뇌우 등 52개 기상정보를 수집할 수 있다. 공간해상도가 4배로 늘어나 고화질 영상촬영이 가능하고, 산출할 수 있는 영상은 기존보다 3.5배 늘었다.

전체 지구를 관측하는 데 드는 시간은 3시간에서 약 10분가량으로 단축됐다. 기상청 관계자는 센서를 빗자루에 비유하며 “빗자루 폭이 넓어져 한 번에 쓸 수 있는 부분이 늘어난 셈”이라고 설명했다.

특히 국지성 집중호우의 발달을 관측할 수 있다는 점에서 전반적인 기상관측에 큰 도움을 줄 전망이다. 천리안2A호는 최소 2시간 전에 국지성 집중호우를 탐지할 수 있다.

통신이나 위성 운영과 관련된 우주기상을 관측하는 탑재체도 실렸다. 우주기상 관측 탑재체는 기상탑재체 반대편에 있다. 정성훈 국가위성센터 차세대위성개발팀장은 “천리안1호를 발사하면서 세계 7번째 정지궤도 기상위성 보유국이 된 데 이어 천리안2A호 발사로 세계 세 번째 정지궤도 차세대 기상위성 보유국이 됐다”고 말했다.

한 달쯤 지나면 천리안2A호는 고도 3만6000㎞의 궤도에 안착하게 된다. 내년 7월부터 한반도에 기상서비스를 제공할 수 있을 전망이다.

내년에는 ‘쌍둥이’ 천리안2B호 발사

내년에는 천리안2A호의 ‘쌍둥이 동생’으로 불리는 천리안2B호가 발사된다. 위성 본체는 같지만 두 위성이 수행하는 역할은 다르다. 2B호는 적조, 녹조 등 해양환경과 대기환경을 관측한다.

국내 기술력 반영 비중도 높아졌다. 2B호에 실릴 두 탑재체에는 국내 연구진의 기술이 들어간다. 해양 탑재체는 항우연과 프랑스 에어버스사가 함께 개발했고, 환경탑재체는 항우연과 미국 BATC사가 함께 제작했다.

과학기술정보통신부와 KAIST는 지난 3일 10시34분 미국 반덴버그 공군기지에서 발사한 과학연구용 ‘차세대 소형위성 1호’가 정상궤도에 진입했다고 밝혔다. 차세대 소형위성 1호는 이날 미국 스페이스X가 사상 처음으로 3회째 재사용하는 팰컨9 로켓에 17개국 34개 기관의 소형·초소형위성 63개와 함께 실려 발사됐다. 이 위성은 우주과학 연구에 쓰이게 된다. 태양 폭발에 따른 우주 방사선과 플라즈마 상태를 측정하고 은하 속 별들의 적외선 분광을 관측할 예정이다.

기아나=과기정통부 공동취재단/윤희은 기자 soul@hankyung.com

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