▲ 차세대 중형 위성 2호(국토위성 2호)가 펠콘9 발사체에 실려 우주로 발사됐다(사진=스페이스X 생중계 영상 갈무리).  © 커넥트 데일리

(커넥트 데일리=김영도 기자) 국토위성 2호가 성공적으로 궤도에 안착하면서 대한민국 국가 위성 개발 체계의 새로운 도약기를 맞았다.

 

국토교통부 국토지리정보원 국토위성센터는 차세대 중형위성 2호 '국토위성 2호'가 3일 오후 16시 00분(한국시간) 미국 캘리포니아주 반덴버그 우주군기지에서 성공적으로 발사됐다고 밝혔다.

 

이번 발사는 국가위성 개발 프로젝트가 독자 개발을 성공리에 완수한 첫 번째 사례로 우리나라의 우주 기술 자립성을 글로벌 무대에 입증하는 성과를 거뒀다.

 

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국가 주도 사업으로 산업체 기술 자립 달성

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국토위성 2호는 정부 주도의 국가 위성으로 우주항공청에서 위성으로부터 수신된 위성정보를 가공한 자료를 국토교통부 국토지리정보원 국토위성센터가 받아 활용한다.

 

국토위성 2호 발사의 총괄주관기관 한국항공우주산업(KAI)은 2015년부터 차세대중형위성 1호 개발사업에 한국항공우주연구원과 공동설계팀으로 참여해 핵심 기술을 이전 받아 국토위성 2호의 본체와 일부 핵심 탑재체를 우리 손으로 개발하면서 개발 역량을 입증했다.

 

해당 위성은 탑재체와 위성연료를 포함해 총 중량 534kg에 달하는 정밀지상관측용 중형 위성으로 발사 시 형상은 직경 1.92m, 높이 2.89m이며, 궤도상에 진입해 전개된 형상은 직경 4.25m, 높이 2.89m로 확장된다.

 

전력 소모는 1.1kW 이하로 설계되었으며, 4년의 임무 수명 동안 고도 497.8±2km의 태양동기 원궤도를 비행하며 흑백 0.5m급, 컬러 2.0m급의 초고해상도 광학 탑재체를 장착해 12km 이상의 폭넓은 관측폭을 확보해 정밀한 지상 관측 임무를 수행한다.

 

국토위성 2호는 지난 2021년 3월 22일 카자흐스탄 바이코누르 우주기지에서 발사돼 우주로 향한 정밀지상관측위성 '국토위성 1호(차세대중형위성 1호)'와 궤도 상에서 스테레오로 운용된다.

 

국토위성 1호는 당초 설계 수명인 4년이 경과됐으나, 위성의 양호한 상태와 연료 잔량을 고려해 임무 수행 연장이 추진됐다. 

 

현재 1호기는 지상 궤적의 균일성 유지 및 연료 절감을 위해 고도를 상향 조정하여 502km 궤도에서 운영 중이다.

 

두 위성은 당초 동일 궤도 상 180도의 위상차를 갖도록 설계되었으나, 한반도 평균 재방문 주기 단축과 스테레오 영상의 효율적 취득을 위해 65도의 위상차를 갖도록 운영 궤도가 전략적으로 변경됐다.  

 

이를 통해 한반도 기준 평균 재방문 주기가 20시간 이내로 대폭 단축되고 한반도 전역에 대한 위성영상 확보 주기 역시 기존 1년에서 6개월 이내로 줄어든다.

 

동일한 관측 성능을 지닌 두 위성은 상호 연계 체계를 구축하면서 지상 관측 및 변화 탐지, 지도 제작은 물론 각종 대형 재해재난 발생 시 한층 입체적이고 신속한 국가 공간정보 획득이 가능해질 전망이다.

 

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팰컨9 발사체로 우주 진입 시퀀스 완료

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국가 위성의 성공적인 안착을 위해 미국 반덴버그 현지에서는 매우 치밀한 사전 준비 작업이 진행됐다.

 

위성체는 지난달 2일 국내 운송을 시작으로 미국 발사장에 도착해 10일까지 형상 점검 및 지상 장비 준비를 마쳤다.

 

이후 4월 14일까지 위성 기능 점검을 완료하고 22일까지 추진부 점검 및 연료 충전이 이뤄졌다.

 

29일에는 발사체 페어링 조립이 완료되었고, 이달 1일까지 발사체 탑재 및 최종 점검을 거쳐 위성체가 발사대로 이동하며 모든 캠페인이 마무리 됐다.

 

국토위성 2호를 저궤도로 이동해줄 발사체는 미국 스페이스엑스(SpaceX)사의 ‘팰컨9(Falcon-9)’이다.

 

국토위성 2호는 과거 2022년 2월 러시아-우크라이나 전쟁 발생으로 기존 계획에 차질이 빚어지면서 2023년 11월 대체 발사 용역업체로 스페이스엑스와 계약을 체결했다.

 

 

팰컨9은 높이 70m, 직경 3.66m에 총 중량 549톤에 이르는 발사체로, 2026년 1월 기준 588회 발사 중 585회를 성공시켜 약 99%라는 압도적인 성공률을 보유하고 있다.

 

우주 진입을 위한 비행 시퀀스 역시 매우 정교하게 진행됐다.

 

발사체 1단 로켓은 이륙 143초 후 1단 주 엔진의 연료를 차단하고, 위성을 보호하던 페어링을 분리했다.

 

임무를 마친 1단 로켓은 SLC-4 발사장에 마련된 별도의 패드에 착륙해 회수를 완료했다.

 

국토위성 2호는 이륙 후 사전 계획된 60분 25초 타임라인에 맞춰졌으나, 발사 후 60분 11초경 현지 생중계를 통해 위성의 궤도 전개가 공식적으로 확인됐다.

 

이후 15분 뒤 노르웨이 스발바드(Svalbard) 지상국과 최초로 교신이 완료되면서 목표 궤도 안착을 최종 확인했다.

 

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공공 수요 대응 본격화 및 국가적 대응 역량 강화

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정상 궤도 진입이 확인된 차세대 중형 위성 국토위성 2호는 약 498km 궤도에서 4개월간의 초기 운영(LEOP) 과정에 돌입한다.

 

이 기간 동안 한국항공우주연구원 지상국을 비롯해 남극 세종ㆍ트롤기지 등과 연계해 초기 점검(IAC) 및 궤도상 시험(IOT)을 수행하며 위성체 시스템의 정상 동작을 최종 검증한다.

 

또 금년 하반기부터 공공부문 수요 대응 및 국가공간정보활용 서비스 제공을 위한 지상관측, 변화 탐지, 지도 제작, 도시계획 수립 등 국토 자원 관리에 핵심적인 임무들을 수행할 예정이다.

 

특히 국토위성 2기의 동시 운영으로 다중경로 스테레오 위성영상 취득 환경이 마련되면서 수치지형도 및 수치표고모형 등 입체적인 국가공간정보 구축이 본격화 되고 가시화된다. 

 

정부는 이를 위해 밴드 정렬, 왜곡 및 초점거리 보정을 포함하는 자동 정밀기하보정 전처리 모듈 기술을 개발하여 영상의 품질과 활용성을 극대화할 계획이다.  

 

확보된 국토위성영상은 분석에 즉시 활용할 수 있도록 대기보정 등이 적용된 ‘국토위성 ARD(Analysis Ready Data)’ 형태로 가공돼 제공된다.

 

국토위성센터는 이번 위성 발사를 통해 독자적인 공간정보 데이터를 확보함으로써 국가 공간정보 서비스를 더욱 활성화하고 고도화한다는 계획이다.

 

▲ 국토지리정보원 국토위성센터 안종태 센터장(사진=김영도 기자).     ©커넥트 데일리

 

국토위성센터 안종태 센터장은 “AI 등을 도입해 국토위성영상 서비스 환경을 개선하고, 변화탐지정보 등 신규 산출물 생산을 통해 사용자 편의성을 높이겠다”면서 “국토위성 2호로 해안 상태 파악과 태풍, 폭설, 홍수, 산불 피해 관측 등 대형 재난 발생 시 정밀 영상을 제공해 국가적 대응 역량이 대폭 향상될 것”이라고 전했다.

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