인공 위성은 인간이 만든 위성, 즉 지구 등 행성의 주위를 돌게 로켓을 이용하고 발사한 인공 장치이다.태양계를 구성하는 천체 속에서 행성의 인력에 의해서 그 주위를 도는 자연 천체를 위성(Satellite)이라고 한다.인공 위성은 인간이 어떤 목적을 달성하기 위해서 인공적으로 만들어 주로 지구의 주위를 돌게 배치한 위성이다.배치된 고도에 따라서 정지 궤도 위성과 비상 정지 궤도 위성으로 나눌 수 있어 목적과 용도에 의해서 과학 위성 통신 위성, 군사 위성, 기상 위성 등으로 분류된다.인공 위성의 원리는 땅과 함께 수평 방향으로 발사된 포탄이 형성하는 궤적의 형태로 설명할 수 있다.발사되는 포탄의 속도를 초속 1km부터 시작해서 조금씩 오르고 포탄이 날아가는 거리는 조금씩 늘어 이론적으로 포탄의 속도가 초속 7.9km가 되면 땅에 다시 떨어지지 않고 지구 주위를 도는 것이다.그리고 혹시 포탄의 속도가 초속 11.2km를 넘으면 지구 중력권을 탈출하게 된다.결국 초속 7.9㎞이상 초속 11.2㎞이하의 속도를 가진 인공 위성은 중력에 의해서 지구의 주위를 돌게 된다.이때 비행 속도가 초속 7.9km라면 원궤도 그 이상이면 지구 중심을 한 쟁점으로 타원 궤도이다.<인공 위성의 역사>우주에 둥둥 떠다니는 물체가 일정 속도를 유지한다면 땅에 떨어지지 않고 영원히 지구 주위를 돌 수 있다는 생각은 뉴턴 시대 이후 잘 알려진 사실이었다.다만 그 정도로 빠른 속도를 낼 수 있는 방법이 개발되지 않았다.실제로 비행이 가능한 인공 위성의 시작은 제2차 세계 대전에서 독일이 사용한 V2로켓에서 시작됐다.세계 대전이 끝난 뒤 미국과 냉전 중이던 소련(소비에트 연합, 현 러시아)에서 V2로켓 엔진을 개량한 R7로켓을 개발하고 이를 이용하고 세계 최초의 인공 위성 발사에 성공한다.곧 소련은 2번째 인공 위성에 “라이카”이라는 이름의 개를 탑승시킴으로써 생명체의 우주 비행 가능성까지 시도하게 된다.인류가 만든 세계 최초의 인공 위성은 소련(옛 소비에트 연합)에서 개발한 스푸트니크 1호인 1957년 10월 14일 발사됐다.
세계 최초의 인공위성 스푸트니크 1호 (출처: NSSDC/NASA)
국내 최초의 인공위성 국내 최초의 인공위성은 한국과학기술원(KAIST) 인공위성연구센터에서 개발한 우리별 1호로 1992년 8월 11일 발사됐다(그림 참조).
국내 최초 인공위성 우리별 1호(출처: KAIST 인공위성연구소)
국내 최초 인공위성 우리별 1호(출처: KAIST 인공위성연구소)
우리별1호탑재모습
한국 과학 기술원 인공 위성 연구 센터가 영국의 세 레이 대학과 공동으로 설계, 제작한 한국 최초의 소형 과학 실험 위성. 무게 48.6키로로 모양은 가로 35.2㎝, 세로 35.6㎝, 높이 67㎝의 정육면체인 1992년 8월 11일 중 남미 기아나의 쿠루 우주 발사장에서 아리안 4로켓을 타고 발사됐다.한국 최초의 인공 위성 우리별 1호 1992년에 한국 최초의 인공 위성 우리별 1호가 발사됐으며 우리별 1호는 영국사 레이 대학의 기술 지원을 받아 제작됐고 발사는 프랑스·쿠루 기지에서 다른 위성과 함께 보조 위성으로 발사되었습니다.무게는 약 49키로에서 크기는 35㎝×35㎝×67㎝로 간단한 통신과 사진 촬영이 생겼대.우리 돈으로 발사했으나, 인공 위성 제작은 외국의 도움을 받아야 하며 다른 나라의 로켓을 이용해야 했다.최초의 실용 위성 무궁화 1호 우리별이 발사된 3년 후의 1995년에 무궁화 위성이 발사됐습니다.우리별 1호가 저궤도 위성인 것에 대한 무궁화 위성은 정지 궤도에 발사되며 위성 방송, 위성 중계 위성 통신 등 방송 서비스를 제공하도록 했다.미국의 델타 로켓에 실려서 발사되고, 600㎏급에서 한국 별 1호와 비교하면 12배 이상 크지.당시 한국 기술 부족에서 위성체 개발은 물론 발사까지 외국의 도움으로 이뤄졌다.KT가 개발하고 한국의 우주 시대를 여는 첨병 역할을 한 무궁화 1호는 1995년 8월 5일 한국 시간 오후 8시 15분 미국 플로리다 주 케이프커내버럴 우주 기지에서 델타 Ⅱ 로켓에 실려발사됐다.무궁화 1호는 동경 127.5도, 북위 36도를 중심으로 적도 상공 고도 3만 6000km의 정지 궤도에서 직접 위성 방송용 중계기 3개와 통신용 중계기 12개를 탑재하고 한반도와 연해주 일부까지를 대상 지역에 직접 위성 방송을 비롯한 유선 방송 중계, 도서 벽지 통신 고속 광대역 통신 서비스 등을 10년간 제공할 계획이었다.그러나 발사 과정에서 보조 로켓 하나가 늦어서 분리되어 목표 궤도 진입에 실패하고 수명이 4년 4개월로 단축됐다.이후 6년간 외국 사업자의 경사 궤도 운영용으로 임대되는 등 우여곡절 끝에 2005년 12월 10년 4개월간의 임무를 마치고 우주 공간 속을 떠났다.이 때문에 1996년 1월 14일 발사된 무궁화 2호는 처음에는 1호 위성의 예비 위성부터 주 위성에 역할이 변경되었다.그리고 1호 위성의 실패로 04년 발사 예정이었던 3호 위성은 계획보다 5년 앞당긴 1999년 9월 5일 발사됐다.한편 한국 최초의 민·군 공용 통신·방송 위성인 무궁화 5호는 2006년 8월 22일 발사됐다.한국인의 불행의 숫자인 4를 피하기 위해서, 무궁화 3호의 다음 위성은 무궁화 4호 아니라 무궁화 5호로 명명됐다.한국의 기술에 의한 위성 발사, 나로호
2009년 나로 우주 센터에서 발사된 KSLV-1은 진정한 한국 우주 개발의 시작이다.이어 발사될 KSLV-2는 1.5톤 급에서 무궁화 위성보다 크고 통신 위성을 비롯한 다양한 인공 위성을 개발하고 이용하게 된.궤도에 오른 것은 실패했지만 우리 땅에서 우리 기술로 만든 로켓으로 인공 위성을 발사한 것만으로도 큰 발전.나로 우주 센터는 2번의 실패를 발판 삼아 2013년 1월 30일 오후 4시 3차 발사에 도전했습니다.전 국민은 물론 세계가 지켜보는 가운데 나로호는 힘차게 하늘로 날아올랐습니다.나로호는 232초로 1단 엔진을 바다에 떨어뜨리고 395초에서 2단 엔진을 점화한 뒤 540초에서 나로호에 탑재된 “나로 과학 위성”을 분리시켰습니다.
한국 최초 우주발사체 나로호 발사 모습
거듭된 실패 끝에 대성공을 이룬 것입니다. 이로써 대한민국은 미국, 러시아 등 우주 선진국이 가입한 스페이스 클럽의 11번째 회원국이 되었습니다.인공 위성 궤도
지구주변의 정상궤도와 GPS 등 다른 인공위성 궤도반경 비교
그림으로 인공 위성 궤도 반경을 비교할 수 있다.가로 축의 왼쪽에는 지구 중심으로부터의 거리(Radio soforbit), 오른쪽에는 지상 고도(Height a bove sea level)가 표시되어 있다.지구 저궤도:지상 200~2000km사이의 궤도에서 지구 대기권과 밴 앨런 벨트(Van Allen belt)사이에 있는 허블 망원경(Hubble), 국제 우주 스테이션(ISS, International Space Station)등이 궤도에 있다.지구의 정상 궤도에 안쪽에 있어서 빠르게 이동하므로, 공전 주기가 짧다.예로서, 국제 우주 정거장의 공전 주기는 약 93분이다.지구 중 궤도:지상 20,000km에서 지구 정상 궤도 간의 궤도에서 GPS궤도는 지상 20,000km에 위치하고 있다.지구 정상 궤도(Geostationary Earth Orbit):지상 35,800km에 위치하고 지구 정지 궤도라고도 불린다.공전 주기는 지구의 자전 주기와 같은 24시간이다.이 궤도를 도는 물체의 공전 주기가 행성과 달의 자전 주기와 일치하는 경우에 해당한다.일반적으로 통신 위성이나 날씨 위성이 지구의 정상 궤도로 공전하고 있다.지구 상승 궤도:지구 정상 궤도 밖의 궤도에서 일반적으로 위성은 타원 궤도 운동을 한다.벨라 위성(Vela), 뉴턴 망원경(XMM-Newton) 같은 감마선, X선 관측 위성이 본 궤도에 위치.한국의 인공 위성의 수는 10개 정도 됩니다 우리별 1호 우리별 2호 우리별 3호 과학 위성 1호 과학 위성 2호 나로 과학 위성 아리랑 1호 아리랑 2호 아리랑 3호 천리안(천리안.우리별 1호는 KAIST최·승달 교수 외 10명과 외국 기업 참여 우리별 2호는 1호를 바탕으로 순수하게 국내 개발하고 국내 기업 참여 나로 과학 위성은 과학 위성 1호 2호를 토대로 만들어져고도 300km, 원지점 고도 1500km를 약 103분마다 한바퀴씩 지구를 돌며 위성 궤도 진입 확인 및 우주 공간의 환경 탐사를 목적으로 만들어 우주 방사선 우주 이온을 측정합니다. 아리랑 1호는 한반도의 해양 자원이나 해양 관측에 사용되며 아리랑 3호는 화산 폭발 재해 감시에 쓰이고 천리안은 해양 관측 기상 관측에 사용되며 세계 7번째로 기상 관측 위성 보유국.2022년 6월 한국 독자 개발 발사체 누리호 발사~!한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)에 실린 궤도에 오른 성능 검증 위성과 지상사 간의 쌍방향 교신이 22일 새벽에 성공했어요.누리호 발사 성공과 위성의 궤도 안착에 이어쌍방향 교신을 통해서 위성의 정상 작동까지 확인된 한국은 실용 위성 자체의 발사 역량을 완벽히 갖추게 되었습니다.과학 기술 정보 통신부(과기 정통부)와 한국 항공 우주 연구원(항우연)은 22일 오전 3시 1분경 대전 항우연 지상국과 성능 검증 위성이 쌍방향 교신에 성공했다.이 때문에 한국은 처음으로 외국의 발사체를 없이 자력으로 독자 개발한 위성을 발사 교신에 성공하고 위성이 정상 작동 확인.
한국 독자 기술로 개발된 한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)이 이달 21일 오후 전남 고흥군 나로 우주 센터에서 2차 발사가 되었습니다.이번 2차 발사는 한국이 독자 개발한 발사체에 실제 기능을 갖춘 독자적 개발 인공 위성을 탑재하고 발사 첫 사례.성능 검증 위성은 임무 수명 기간의 2년 동안 지구 태양 동기 궤도에서 하루에 약 14.6바퀴 궤도 운동을 하도록 설계됐다.향후 1개월 동안 초기 운영 기간을 거친 뒤 본격적인 임무를 수행 성능 검증 위성에는 국내에서 개발된 우주 핵심 기술 탑재체 3종(발열 전지, 제어 모우먼트 자이로, S-Band안테나)이 탑재되고 있습니다.성능 검증 위성은 이들의 설비가 실제 우주 환경에서 설계된 대로 성능을 발휘할지 여부를 검증할 예정이라는 것입니다.대한민국 파이팅!!
