미세먼지 같은 우리나라 주변의 대기오염을 관측할 수 있는 정지궤도 환경 위성 '천리안위성 2B호'가 발사를 앞두고 남미 프랑스령 기아나의 기아나 우주센터 조립동에서 발사대로 이동 준비를 하고 있다. (사진=기아나 공동취재단)
현지 시간 17일 오전 8시 27분(우리나라 17일 오후 8시 27시), 남미 프랑스령 기아나의 기아나 우주센터 조립동(BAF).
세로로 긴 건물 전면이 아래부터 위로 천천히 열리기 시작했다. 약 10분에 걸쳐 약 60m의 문이 열리자 높이 51m의 거대한 흰 기둥 구조물이 모습을 드러냈다.
차를 타고 조립동 바로 앞에 다다르자 멀리서 바라볼 때마다 더 크고 웅장한 모습이 나타났다. 오른쪽 상단에 태극기 모습이, 왼쪽 상단에 '천리안 2B호'라는 한글이 선명했다.
발사를 하루 앞둔 해양 및 환경관측 정지궤도 위성 '천리안 2B'호를 실은 유럽 우주기업 아리안스페이스의 발사체 '아리안5ECA'였다.
아리안5ECA는 조립동에서 3.5㎞ 북동쪽에 위치한 발사대로 이동을 앞두고 있었다.
이날 천리안 2B호의 최종 점검차 현장을 찾은 이나영 한국항공우주연구원 정지궤도복합위성사업담당 선임연구원은 "마지막으로 위성의 전원을 끄기 위해 방문했다"며 "2018년 12월 천리안 2A호 발사 당시와 비교해 바람이 다소 강하게 불지만, 발사에는 지장이 없을 것으로 예상한다"고 말했다.
'ㄴ'자 보양의 노란색 발사 테이블(Launch Table)과 함께 위로 우뚝 선 아리안5ECA 앞에는 파란색 트럭 한 대가 서 있었다. 총 무게 2400t에 이르는 발사체와 발사 테이블을 끌고 발사대로 이동할 차량이었다.
발사체 앞에는 조립동 입구부터 21m 간격으로 나란히 난 두 줄의 레일이 있었다. 일명 '스페이스 로드(Space Road)'였다.
오전 11시 53분, 발사체와 발사 테이블이 스페이스 로드를 따라 천천히 이동하기 시작했다. 어른이 마음먹으면 한 시간 안에 걸을 수 있는 거리였지만, 안전을 위해 발사체를 천천히 이동시키다 보니 이송 시간은 한 시간을 훌쩍 넘겼다.
클라우디아 호야우 아리안스페이스 미디어디지털커뮤니케이션 담당관은 "조립동에서 매우 느린 속도로 나와 점차 속도를 높여 시속 2.5㎞로 이동을 시작한 뒤 직선 구간에서 시속 3.8㎞로 이동한다"고 말했다.
이동 시에는 안전을 위해 이송 트럭 운전사를 포함해 9명의 인원만 남고 모두 주변을 벗어났다.
오후 1시 3분 발사대에 도착한 뒤에는 다시 위성의 전원을 켠 뒤 원격에서 최종 작업이 이어졌다.
최재동 정지궤도복합위성사업단장은 "지난해 말 기아나에 온 이후 위성 본체 점검을 이어왔다"며 "내일 발사를 마친 뒤 첫 교신과 태양전지판 전개 등을 확인해 초기 성공 여부를 확인할 계획"이라고 말했다.
천리안 2B호. (사진=기아나 공동취재단)
계획에 따르면 천리안 2B호의 최종 발사는 현지 시간 18일 오후 7시 18분(우리나라 19일 오전 7시 18분)에 이뤄진다. 애초 7시 14분 예정에서 오전 7시 18분으로 4분 늦춰졌다.
현지 시간 기준으로 11시간 23분 전인 오전 7시 55분쯤 최종 카운트다운이 시작된다. 위성에 이상이 발견될 경우 발사 9초를 남긴 시점까지 언제든 카운트다운은 정지된다.
이후 발사 4시간 38분 전부터 액체산소와 액체수소 등 발사체 추진제 주입이 시작된다. 추진제 주입에는 3시간 30분이 소요된다.
발사 15분 전에는 위성 배터리를 사용하는 내부전력 모드로 전환되고 발사 7분 전부터는 발사 자동시퀀스가 시작된다. 발사 명령이 내려지면 1초 뒤 1단 엔진이 점화되고 약 7초 뒤 고체 부스터가 점화되며 이륙하게 된다.
발사 2분 22초(142초) 뒤에는 고체 부스터가 분리되고 3분 22초(202초) 뒤에는 위성 덮개(페어링)가 분리된다. 발사 8분 50초(530초) 뒤에는 주 엔진이 분리되고 4.5초 뒤 2단 엔진이 점화된다.
발사체가 목표 궤도에 진입하는 시점은 발사 뒤 25분 29초(1529초) 뒤다. 천리안 2B호는 발사 31분 뒤인 49분에 발사체로부터 분리되고 발사 40분 뒤인 7시 58분 호주 야사라가 관제소와 첫 교신을 할 예정이다.
교신은 일차적으로 위성 발사의 성공 여부를 판가름하는 중요한 이벤트다. 이후 발사 1~2시간 뒤에 태양전지판 전개까지 마치면 발사 당일 확인할 수 있는 절차는 모두 끝난다.
이후 약 2주 뒤 위성을 동경 128.2도 위치에 정확히 보내면 본격적인 시험 운용이 시작된다.
최 단장은 "위성 연료의 70%를 위성을 제 자리에 보내는 데 투입한다"며 "정확도가 필요한 매우 중요한 작업으로 이 기간까지 긴장의 끈을 놓을 수 없다"고 말했다.
천리안 2B호의 발사 현장 준비는 10여 일 전부터 시작됐다. 천리안 2B호는 1월 6일 기아나 우주센터에 도착한 이후 기능 점검과 추진제 충전, 발사체 어댑터 결합작업 등 차례로 거치며 발사 준비를 해왔다.
발사 11일 전부터 9일 전까지 천리안2B호와 함께 발사될 일본의 모바일 통신위성 JCSAT-17와 천리안 2B호를 차례로 발사체 어댑터에 장착시켰다. 이후 두 위성을 조립공간에 이동시킨 뒤 최종위성조립실(BAF)로 이동시켰다.
발사 일주일 전부터는 두 위성을 발사체에 탑재시키는 작업을 시작했다. 먼저 두 위성 가운데 무게 3.4t으로 크기가 작은 천리안 2B를 탑재공간의 하단부에 탑재하고 무게 6t에 크기도 더 큰 일본 위성을 지지대와 함께 상단부에 탑재했다.
발사 4일 전부터는 발사 연습에 돌입했다. 발사 2일 전 최종적으로 발사 준비 과정을 점검하고 발사 진행 여부를 결정하는 발사준비완료검토회의를 현장에서 개최했다.
이 회의의 결정 결과에 따라 발사 하루 전인 이날 위성을 실은 발사체가 발사대로 이동을 시작했다.
천리안 2B호는 지구에서 3만 6000㎞ 떨어진 곳에서 지구의 자전 속도와 같은 속도로 지구 주위를 돌며 한 지점을 집중적으로 관측하는 '정지궤도' 위성으로 2018년 12월 발사된 기상 관측 위성 천리안 2A와 위성 본체는 같고 임무를 위한 센서(탑재체)만 다른 쌍둥이 위성이다.
한반도와 그 주변 바다와 대기를 24시간 관측하며 해양 환경 변화와 대기 오염물 농도 등을 10년간 관측할 계획이다.
과학기술정보통신부와 환경부, 해양수산부가 다부처 협력사업으로 2011년부터 개발했다. 한국항공우주연구원이 총괄 주관하고 한국해양과학기술원과 한국항공우주산업, 미국 볼에어로스페이스사, 프랑스 에어버스사 등이 개발에 참여했다.