인공위성 수명 연장의 꿈 실현

인공위성의 수명 연장의 꿈 실현 연료가 떨어진 위성에 도킹하며, 추진력 공급 기사의 원문은 인터넷 과학신문 사이언스 타이즈에서 확인할 수 있습니다. ▶ http://bit.ly/2MPvBCS

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이 9개, 카자흐스탄 바이코누르 우주 기지에서 러시아의 프로톤-M로켓이 성공적으로 발사되었습니다. 여기에는 2대의 인공 위성이 탑재되었으나, 그 중 1개는 노스롭·그룹원의 자회사인 "스페이스 로지스틱스(Space Logistics)"이 개발한 "미션·확장 위성(Mission Extension Vehicle-하나, MEV-하나)"였습니다.이 특별한 위성은 정지궤도에 떠 있는 위성과 도킹칠로 수명을 연장하는 것입니다.무를 띠고 있다

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정지 궤도 위성의 수명은 보통 하나 0~하나 5년 정도 설계되지만 실제 넥도는 설계 수명의 2배 이상으로 제작하는데 큰 촌락이 아니면 더 오랫동안 사용할 수 있다. 그런 본인이 정상적으로 작동하는 위성이라도 궤도를 유지하기 위한 연료가 소모되면 폐기해야 합니다.​ 200한살에 발사된 정지 궤도 통신 위성'인텔샛 90하나(Intelsat-90개)'은 연료가 거의 고갈되고 궤도를 유지하기 어려운 상태다. 이미 한 해 8년을 써본 예상과 달리 대부분의 기능은 정상적으로 작동하고 있다. 이 위성의 설계 수명은 하나 3년이었다 ​ 1반 적으로 정지 궤도 위성은 덩치가 크고 가격도 비싸다. 이런 고가의 통신위성을 새로 쏘아 올리기보다 추진력을 조금이라도 더한다면 경제적 효용성이 클 것이다 MEV-하나는 연료가 떨어진 위성에 도킹해 궤도유지 능력을 제공한다는 목적으로 개발됐다.

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MEV-하나 은 앞으로 3개월간'전기 추진 시스템(이온 엔진)'을 사용하고 인텔샛과 랑데부할 예정이었다. 한정된 공간인 정지궤도에서 도킹해 문화재라도 발생하면 주변 위성에 피해를 줄 수 있다. 이 때문에 인텔샛은 약 300km의 고도를 높이고 퇴역한 위성들이 머무는 '묘지 궤도(Graveyard Orbit)'로 이동해 그곳에서 MEV-하나그와돗킹 후에 다시 원 위치로 복귀하게 된다.​ 인텔샛 90하나그와 결합한 MEV-하나 은 추진력을 대신 제공할 수 있다. 이 같은 위성수명 연장을 상업적으로 시도하기는 이번이 처음이었다. 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경 수리를 위해 우주왕복선을 여러 차례 파견하고 그때마다 로봇팔로 잡은 허블과 다같이 고도를 높여 수명을 연장한 사례가 있어 본인의 상업적 목적이 아니었다.

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우주 공간에서 인공위성이 나쁘지 않아 우주선에 연료를 재급유하는 기술은 실용화되지 않았습니다. 지금까지는 화물 우주선을 타고 우주 정거장에 연료를 보내는 것이 고작이었다 NASA는 국제우주정거장(ISS)에 설치된 로봇팔을 이용해 극저온 연료의 무인 재급유 기술을 개발 중이지만 아직 초기 단계에 머물고 있다.최근까지 발사된 진짜 거의 모든 인공위성은 별도의 도킹 시스템을 탑재하지 않았다. 그 위성들과 결합하기 위해 MEV는 갈고리 같은 연결장치를 사용한다. 인텔샛의 추진 노즐을 꽉 잡고 고정시키는 것이었다 이런 식으로 약 80%의 정지 궤도 위성과 도킹할 수 있다는.​ 인텔샛 90하나 그와 도킹한 MEV-하나 은 직접 연료를 전달하지 않지만 앞으로 5년간 매년 약 하나 300만달러를 받고 궤도를 조절하기로 계약한 상태다. 물론 계약기간이 끝나지 않으면 다시 인텔샛 측과 연장 계약을 하거나 그렇지 않은 경우 서비스가 필요한 다른 위성을 찾아 나쁘지는 않다. MEV-하나 은 하나 5년간 자세 제어나 궤도 제어를 담당하는 만큼 충분한 연료를 탑재하고 있다.

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스페이스 로지스틱스는 MEV-2를 추가 제작 중인 위성 수명 연장 서비스를 확대할 계획입니다. 그라과인 업계 하나각에서는 MEV 서비스의 사업성에 의문을 품고 있다. 정지 궤도 위성에 대한 수요가 줄어들 것으로 예상되기 때문입니다.이 사업은 이미 10년 이상 전에 진행됐지만 실제 상용화까지 너무 오랜 시간이 걸렸다. 정지궤도위성은 제작비와 발사 비용이 높고 수명 연장의 경제적 이익이 높다. MEV가 정지궤도 위성을 대상으로 서비스를 공급하는 것도 이 때문입니다. 하지만 대부분의 정지궤도위성은 통신위성입니다.최근 발사체 가격이 계속 오전 중 아탄사스페이스X와 블루오리진은 값싼 저궤도 통신위성을 수천 대씩 발사해 지구 전역을 초고속통신망으로 연결하려는 계획을 잇달아 추진하고 있다. 이대로 가다가는 정지궤도 위성통신사업 자체가 타격을 받을 가능성이 있다.노스롭 그루먼은 미군과 NASA를 대상으로 MEV 기술을 응용한 사업을 펼칠 계획입니다. 요즘처럼 단순히 위성을 잡아 추진력을 공급하는 서비스 외에도 더 복잡한 우주 재급유와 위성수리까지 시도하려 합니다. 이에 따라 앞으로 MEV 사업의 성공 여부는 새로운 수요 창출 여부에 달려 있다고 할 수 있다.대한민국 과학창의재단 사이언스타입니다.즈심창섭 객원기자 저작권자 cScience Times