나로호 추적하는 슈퍼레이더 (사이언스 2009.08.19)

나로호 추적하는 슈퍼레이더 3000km까지 추적 가능

한국 최초 우주발사체 나로호(KSLV-I)는 전남 고흥군 나로우주센터에서 발사된 뒤 과학기술위성 2호를 지상 306km 상공에 올려놓는 임무를 맡고 있다. 나로호의 페어링(위성보호덮개)과 1단 로켓은 발사대에서 2250~2700km 떨어진 필리핀 동쪽 500km 해상까지 날아간다. 만에 하나 나로호가 사전에 설정된 비행안전구역을 벗어나거나 정상 비행이 불가능할 경우 비행종단지령장비가 작동해 나로호는 자동으로 폭파된다. 항우연측은 “나로호가 최대 순간 초속 8km로 날아가기 때문에 발사 직후 4~5분이 가장 중요하다”고 밝히고 있다. 발사 직후부터 발사 성공을 알리는 과학기술위성 2호가 우주궤도에 안착하는 540초 동안의 긴박한 상황에서 나로호는 어떻게 관리될까. ● 3000km 떨어진 물체 위치 파악하는 슈퍼 레이더 19일 오후 발사되는 나로호는 ‘이중삼중’의 추적 장치를 통해 관리된다. 나로우주센터 내 발사지휘센터와 발사체통제센터, 비행통제센터의 모니터에는 나로우주센터와 제주도 표선면 추적소 등 국내외에서 파악한 나로호의 위치가 실시간으로 나타난다. 가장 먼저 나로우주센터와 제주도에 각각 설치된 추적레이더가 가동된다. 추적레이더는 나로호가 발사된 뒤 정상 비행궤도를 향해 따라가는 지 확인하는 임무를 맡고 있다. 이 레이더는 최대 3000km 떨어져 있는 로켓의 위치와 고도를 실시간 추적이 가능하다. 이는 나로호의 페어링과 1단 엔진이 떨어지는 필리핀 동쪽 태평양까지 추적이 가능한 것으로 알려졌다. 나로호는 최대 초속 8km의 속도로 날아가면서 위치 정보와 동작 상태를 실시간 전송한다. 이 정보를 수신해 비행이 정상적으로 이뤄지는 텔레메트리(원격자료수신장비)가 판단한다. 텔레메트리는 최대 2000km 떨어진 곳에서 보낸 정보를 수신할 수 있다. 2km밖에서도 나로호 로켓에 붙어 있는 작은 볼트를 볼 수 있는 ‘인공눈’도 활약한다. 나로호 발사에서 가장 위험한 순간은 로켓이 발사대를 떠난 직후. 광학추적장비는 눈 역할을 하는 정밀 광학 센서를 이용해 나로호가 발사된 직후부터 실시간으로 감시한다. 1996년 발사 도중 폭발한 미국의 우주왕복선 챌린저호의 사고 순간을 포착한 것도 광학추적장비였다. ● 해경 경비함 국내 최초로 발사체 추적 중국은 2003년 최초 유인우주선 선저우(神舟) 5호를 발사할 때 10여척의 군함을 태평양과 대서양 일대에 파견했다. 중국 영공과 영해를 벗어나 비행하는 선저우 5호의 위치와 비행 상태를 파악하기 위한 조치였다. 한국도 이번 발사에서 처음으로 텔레메트리 장치를 실은 제주 해양경찰서 소속 해경 3002함이 나로호 추적에 동원했다. 해경 3002함은 제주도 남쪽 해상에 머물며 나로우주센터에 설치된 텔레메트리의 수신 범위를 훨씬 벗어나 비행하는 나로호를 추적하게 된다. 나로호에 실려 있는 과학기술위성 2호가 성공리에 우주궤도에 안착할 수 있는 안전장치도 마련됐다. 한국천문연구원은 과학기술위성 2호와 KAIST 인공위성연구센터와 교신이 태양풍에 방해받지 않도록 우주환경감시실을 24시간 대기 태세에 들어갔다. 천문연 관계자는 “17일부터 태양에서 쏟아지는 입자 바람인 태양풍이 강해져 경보단계를 한 단계 조정했다”며 “24시간 간격으로 내렸던 우주 환경 예보를 2시간 간격으로 줄였다”고 밝혔다. 이밖에 나로호 발사를 좌우할 가장 큰 변수인 날씨를 파악하는 첨단 레이더도 등장했다. 나로호는 순간 최대 풍속이 15m 이상이거나 반경 20km 내에서 벼락이 치면 발사가 불가능해진다. 나로호는 19일 흐리거나 가랑비가 내려도 발사는 가능하다. 하지만 구름 속에 전기를 띈 구름입자가 많이 섞일 경우 로켓에 이상을 일으킬 수 있다. 나로우주센터는 이에 대비해 이달 초부터 반경 240km 내의 날씨 정보를 수집할 수 있는 기상레이더를 가동하고 있다. 항우연은 2000년부터 총 건설비 3124억원을 들여 나로우주센터와 제주도 추적소에 이 같은 첨단 추적 분석 시스템을 도입했다.