한국의 우주관문, 나로우주센터 탄생기

출처 : KISTI의 과학향기 (http://scentkisti.tistory.com/207)

글 : 민경주 한국항공우주연구원 나로우주센터장 


한국의 우주관문, 나로우주센터 탄생기

우리나라 최초로 우주발사체(로켓)을 쏘아올릴 나로우주센터가 6월 11일 공식적인 준공을 마치고 첫 출항을 준비하고 있다. 나로우주센터는 우리나라 첫 우주발사장으로서 우리나라 위성을 우리 땅에서 발사할 수 있는 발판을 마련하였다는 점에서 의미가 매우 크다.

우주선진국으로 진입하기 위해서는 인공위성 및 발사체 자력개발 능력, 그리고 자국 내 발사장 구축 등 3박자가 갖추어져야 한다. 현재 우리나라 우주개발 프로그램의 궁극적인 지향점이 바로 이러한 3박자를 모두 갖춰 우주개발의 자주성을 확보하는 것이다.

우주기술 선진국들은 지난 50여 년 동안 수천 개의 위성을 발사해 왔다. 이들의 우주개발 역사에서 중요시 되는 것이 바로 각 국의 발사장, 즉 우주센터다. 우주센터가 우주개발을 수행하기 위한 전초기지이기 때문이다.

세계적으로 발사장을 가장 많이 보유하고 있는 나라는 미국으로 1949년 설립된 플로리다의 ‘케이프 케너버럴’ 발사장을 비롯해서 현재 10개의 우주센터를 가지고 있다. 신흥 우주강국 중국의 추격도 만만치 않다. 유인우주선 선저우호 발사로 유명한 주천발사장을 1958년 설립한 데 이어 총 3곳을 운영하고 있으며, 현재 또 다른 발사장 한 곳을 건설하고 있는 중이다. 일본도 1963년 건설된 가고시마 발사장을 비롯하여 현재 3번째 발사장을 구축하고 있다.

1990년대 들어 우주개발을 시작한 우리나라는 우리별위성, 무궁화위성, 아리랑위성 등 우리의 위성을 보유하면서 우리 위성의 자력 발사를 위한 소형위성발사체(KSLV-I) 개발사업에 본격적으로 나섰다. 우주발사체 개발은 물론 독자적인 우주개발과 우리 기술 보호를 위해 우리나라 안에 우주센터를 건설해야 한다는 필요성이 대두되다 1998년 과학기술장관회의를 통해 우주센터 건설이 확정됐다.

<나로 우주센터가 들어설 전남 고흥 외나로도 전경. 동아일보 자료사진>

우주센터를 만들 때 가장 중요한 것은 ‘어디에 세우느냐’이다. 우주발사체가 대기권을 벗어나 정상적으로 궤도에 진입하기까지 보통 2단계 이상의 단 분리가 이루어진다. 우주발사체 비행궤적에 인구가 많은 지역이나 다른 나라의 영공을 비행하는 경우에는 안전이나 외교적인 문제를 야기할 소지가 있다.

나로우주센터를 세울 때도 그랬다. 우주센터 건설자문위원회에서 11개 후보지를 선정했고, 이어서 지방자치단체가 추천한 인사가 포함된 우주센터추진위원회가 각각의 후보지를 정밀 검토했다.

비행궤적과 각 단 낙하지역의 안전영역을 우선 고려하여 일본이나 중국을 지날 수 있는 동해와 서해 지역은 제외했으며, 전남 고흥과 경남 남해 두 곳이 후보지역으로 압축됐다.

이렇게 대상이 압축되면 다시 종합 검토에 들어가야 한다. 나로우주센터도 발사장 주변 안전영역, 발사각도, 건설 용이성 및 주민 이주보상 등 종합적인 검토를 거쳤다. 발사대 중심으로 최소 2km 이내에 사람이 거주할 수 없기에 이주대상이 적은 곳을 찾았다. 발사장 및 부대시설 건설이 용이하고 도로, 항만, 전기, 용수 등의 기반시설이 확보되어 있는지 여부 그리고 해당 지역의 자치단체 및 주민의 의견도 수렴했다.

그 결과 최종적으로 전라남도 고흥군 외나로도가 우주센터 건설부지로 선정됐다. 고흥군은 우주발사체를 발사할 수 있는 각도가 다른 후보지보다 최대 4배나 높다는 장점도 있었다.

우주센터 건설이 시작되면 ‘부지 넓이와 목적에 맞는 설계’가 중요해 진다. 외나로도 동남단 지역을 중심으로 총 부지면적 약 500만㎡, 시설부지 약 37만㎡ 규모를 갖춘 우리나라 최초의 우주센터인 나로우주센터는 2007년 상반기에 주요시설 건설공사를 마무리하고, 우주발사체 발사에 필요한 다양한 추적 및 통제장비들의 구축도 완료했다. 모의비행시험을 통해 모든 장비 간 통합운용시스템도 구축 완료된 상태이다.

우주센터를 운용하는데 필요한 필수 시설은 어떤 것들이 있을까? 나로우주센터의 주요시설로는 우주발사체의 성공적인 발사를 지원하기 위한 발사대시스템을 비롯해 발사통제동, 위성시험동, 발사체종합조립동, 고체모터동, 추적레이더동, 광학장비동, 우주과학관 등이 설치돼 있다.

우주기지에서 반드시 필요한 두 가지 시설이 있다. 로켓의 발사상황을 한눈에 살펴보고, 모든 상황을 지휘 할 수 있는 ‘발사지휘소’와 로켓의 상황을 속속들이 통제할 수 있는 ‘발사통제센터’가 그것이다. 대개 발사체 통제센터는 발사장 인근 지하에, 발사지휘소는 이보다 떨어진 위치에 짓는 것이 관례다. 발사체는 강한 폭발력을 지닌 연료를 갖고 있는 데다 발사 순간 섭씨 3000도가 넘는 열을 뿜어내기 때문에 통제센터는 보통 발사대 인근 지하에 벙커를 만들어 세워야 한다.

하지만 나로우주센터는 발사체 통제센터와 발사지휘소가 발사통제동에 함께 있다. 같은 건물에 두가지 기능을 합쳐 설계한 경우는 나로우주센터가 세계에서 처음이다. 발사통제동은 발사대에서 2km나 떨어져 있는데, 먼 곳에서도 전자제어장비와 실시간 화상으로 모든 업무를 처리할 수 있기 때문이다. 우리나라의 뛰어난 IT 기술이 이룩한 성과라고 할 수 있다.

<완공된 나로우주센터 로켓 발사대. 동아일보 자료사진>

그 외에 우주기지에 필요한 시설은 어떤 것이 있을까? 우주발사체의 비행정보를 수신하고조종하기 위한 추적시스템이 필요하다. 일단 발사된 로켓이 어디로 날아가고, 어떻게 움직이는지를 판단해 조작해야 하기 때문이다.
추적시스템에는 레이더와 원격자료수신장비, 광학추적장비 등 첨단장비가 동원된다. 이런 시설은 나로우주센터 및 제주추적소에 만들어진다. 또 순조로운 발사 운용에 필요한 각종 기상 데이터를 확보하기 위한 기상관측소가 우주센터 인근 마복산에 위치하고 있다.

한국의 우주개발 역사는 미국, 러시아, 유럽연합, 일본, 중국, 인도 등에 비하여 매우 짧다. 비록 후발주자이지만, 지금껏 자체적인 우주센터를 보유하지 않은 상황에서도 우주기반기술 확보에 있어서 비약적인 성과를 이뤄 왔다. 이번 나로우주센터 준공과 첫 위성발사를 통해 앞으로 우리나라의 우주기술 개발이 훨씬 더 탄력을 받을 것으로 기대하고 있다.

우주를 향한 대한민국의 꿈이 우리 위성에 실려 우리 땅에서 우리 발사체로 출항을 알릴 역사적 순간이 이제 멀지 않았다. 남해바다가 내려다보이는 우리의 땅에서 우리의 기술력이 생산해 낸, 태극마크 선명한 우주발사체 KSLV-I이 붉은 빛을 내뿜으며 힘차게 도약하는 장관을 그려본다.

글 : 민경주 한국항공우주연구원 나로우주센터장

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