인공위성 수명 연장의 꿈 실현

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

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이 9최초의 카자흐스탄 바이코누르 우주 기지에서 러시아의 프로톤-M로켓이 성공적으로 발사됐다. 여기에는 2대의 인공 위성이 탑재되어 있는데 그 중 아래 본인은 노스롭·그룹원의 자회사인 "스페이스 로지스틱스(Space Logistics)"이 개발한 "미션 확장 위성(Mission Extension Vehicle-첫 MEV-최초)"입니다. 이 특별한 위성은 정지궤도에 떠 있는 위성과 도킹하여 수명을 연장하는 것입니다. 무를 띠고 있습니다

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정지 궤도 위성의 수명은 보통 한 0~일 5년 정도 설계되지만 실제 넥도는 설계 수명의 2배 이상으로 제작하는데 큰 마을 아니면 더 오랫동안 사용할 수 있다. 따라서 본인이 정상적으로 작동하는 위성이라도 궤도를 유지하기 위한 연료가 소진되면 폐기해야 한다.​ 200일년에 발사된 정지 궤도 통신 위성'인텔샛 90일(Intelsat-90일)'은 연료가 진짜 고갈되고 궤도를 유지하기 어려운 상태다. 이미 하루 8년 쓴 사람한테 의외로 대부분의 기능은 궤도에 작동하고 있다. 이 위성의 설계 수명은 3년이었던 일반적으로 정지 궤도 위성은 덩치가 크고 가격도 비싸다. 이런 고가의 통신위성을 새로 발사하는 것보다 추진력을 조금이라도 더할 수 있다면, 경제적인 효용성이 클 것이다 MEV-일은 연료가 떨어진 위성에 도킹해 궤도유지능력을 재공수할 목적으로 개발됐다.

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MEV-쵸쯔은 향후 3개월간'전기 추진 시스템(이온 엔진)'을 사용하고 인텔샛과 랑데부할 예정이다. 한정된 공간인 정지궤도에서 도킹해 사고라도 나면 주변 위성에 피해를 줄 수 있다. 이 때문에 인텔샛은 약 300km의 고도를 높이고 퇴역한 위성들이 머무는 '묘지 궤도(Graveyard Orbit)'로 이동해 그곳에서 MEV-조금 도킹 후에 다시 원 위치로 복귀하게 된다.​ 인텔샛 90조금 결합한 MEV-쵸쯔은 추진력을 대신 제공할 수 있다. 이 같은 위성수명 연장을 상업적으로 시도하는 것은 이번이 처음이다. 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경 수리를 위해 우주왕복선을 여러 차례 파견했고 그때마다 로봇팔로 잡은 허블처럼 고도를 높여 수명을 늘린 사례가 있어 상업적인 목적은 아니었다.

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우주 공간에서 인공위성이나 우주선에 연료를 재급유하는 기술은 실용화되지 않았습니다. 현재로선 화물우주선으로 우주정거장에 연료를 보급하는 게 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 꼭 잡고 고정하는 것이다. 이런 식으로 약 80퍼.센트의 정지궤도 위성과 도킹 할 수 있다고 한다.​ 인텔샛 90하나 그와 도킹한 MEV-하나 은 직접 연료를 전달하지 않지만 앞으로 5년간 매년 약 하나 300만달러를 받고 궤도를 조절하기로 계약한 상태다. 물론 계약기간이 끝나면 다시 인텔샛 측과 연장 계약을 하거나 서비스가 필요한 다른 위성을 찾을 수도 있다. MEV-하나 은 하나 5년간 자세 제어나 궤도 제어를 그다 sound되는 만큼 충분한 연료를 탑재하고 있다.

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스페이스 로지스틱스는 MEV-2를 추가 제작 중인 위성 수명 연장 서비스를 확대할 예정이었다 하지만 업계 일각에서는 MEV 서비스의 사업성에 문제가 있다. 정지궤도 위성에 대한 수요가 줄어들 것으로 예상되기 때문이었다.이 사업은 약 20년간 이뤄졌지만 실제 상용화까지 꽤 긴 시간이 걸렸다. 정지궤도위성은 제작비와 발사 비용이 높고 수명 연장의 경제적 이익이 높다. MEV가 정지궤도위성을 대상으로 서비스를 제공하는 것도 이 때문이었다. 하지만 대부분 정지궤도위성은 통신위성이었습니다.그 무렵 발사체 가격이 계속 떨어지면서 영토인 스페이스X와 블루오리진은 값싼 저궤도 통신위성을 수천 대씩 쏘아 올려 지구 전역을 초고속통신망으로 연결하려는 예정을 잇달아 추진하고 있다. 이런 추세라면 정지궤도 위성통신사업 자체가 타격을 받을 가능성이 있다.노스롭 그루먼은 미군과 NASA를 대상으로 MEV 기술을 응용한 사업을 전개할 예정이었다. 요즘처럼 단순히 위성을 잡고 추진력을 제공하는 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.한국과학창의재단 사이언스타입니다.즈심창섭 객원기자 저작권자 cScience Times