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美선 우주쓰레기, 露선 지구관측… 北 인공위성의 진실은?

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美선 우주쓰레기, 露선 지구관측… 北 인공위성의 진실은?

2016.02.24 18:00

 

광명성4호의 발사 당시 사진 - 동아일보 자료사진 제공
‘광명성 4호’ 발사 당시 진행상황. - 동아일보 자료사진

 

북한이 장거리 미사일 개발을 목적으로 이달 초 발사한 우주로켓 ‘광명성호’에 실려 우주궤도로 올라간 ‘광명성 4호’ 인공위성의 정상 활동 여부를 두고 각국의 분석이 엇갈리고 있다.

 

미국은 발사 직후 광명성 4호가 자세 안정화에 실패했고 특별한 기능도 없어 보인다고 발표한 반면 최근 러시아 우주당국은 “실제로 지구관측 활동을 하고 있는 것 같다”고 밝혔다.

 

안드레이 칼류타 러시아 미사일우주군 산하 우주상황정찰총괄센터 소장은 22일(현지시간) 자국 언론과의 인터뷰에서 “현재 지구궤도를 돌고 있는 광명성 4호 인공위성과, 3단 로켓 상단부를 관측해 왔다”면서 “각종 정보를 분석한 결과 지구관측용 위성이란 결론에 도달했으며 현재도 관측활동을 수행하고 있는 것으로 보인다”고 밝혔다.

 

우주상황정찰총괄센터는 모스크바 북동쪽 노긴스크 지역에 있으며, 우주 공간에 떠있는 위성들의 활동을 추적하는 임무를 맡고 있다.

 

인공위성을 발사 할 때는 로켓 최상단부를 위성과 동시에 궤도에 진입시킨 다음 둘을 분리한다. 로켓의 상단부 역시 인공위성처럼 당분간 지구 궤도를 돌게 되는 것이다.

 

그러나 궤도제어가 불가능하므로 짧게는 수개월, 길게는 수년 내에 지상으로 추락해 불타 없어진다. 러시아 측은 두 개의 우주물체의 궤도나 자세 등을 비교한 결과 광명성 4호가 지상관측을 하고 있다고 판단한 걸로 보인다.

 

러시아와 반대로 미국은 북한의 인공위성 발사를 미사일 실험의 일환으로 해석한다. 미국 측은 각 언론을 통해 “광명성 4호가 발사 이후 잠시 자세가 안정되는 듯 했으나 재차 불안정하게 움직이고 있으며 사실상 기능을 상실한 것”이라며 “위성 기능보다는 위성을 발사한 기술을 더 경계해야 한다”고 말했다. 광명성 4호가 지구 궤도를 돌고 있을 뿐 아무 기능을 하지 못하는 ‘우주쓰레기’라는 해석이다. 북미항공우주방위사령부(NORAD) 관측에 따르면 광명성 4호는 지상 507㎞ 고도에서 초속 7.61㎞로 지구를 돌고 있다.

 

양국의 이 같은 엇갈린 분석에 대해 국내 인공위성 전문가들은 “사실상 누구도 확답하기 어려운 일”이라고 밝혔다. 한 인공위성 전문가는 “지상에서 500㎞ 이상 높이에 떠 있는 작은 물체를 명백히 관찰하기도 어렵거니와, 설사 본다고 해도 위성의 자세가 꼭 관측 방향을 뜻하는 것도 아니다”라고 말했다.

 

일부 소형 인공위성은 지상을 관측하려면 위성 몸체의 방향까지 틀어야 한다. 위성의 궤도나 자세를 유심히 관측하면 언제 어디를 관측하는지는 알 수 있는 것이다. 우리나라의 관측위성인 다목적실용위성(아리랑)도 몸체를 전부 틀어 지상을 관측한다.

 

그러나 위성의 방향과 무관하게 지상을 관측하는 방법은 여러 가지가 있다. 몸체 여러 방향에 다양한 계측장비를 붙였을 가능성도 있다. 내부에 거울을 설치해 반사각을 조절하는 방식으로 다양한 각도에서 지구를 관측하는 방식도 가능하다. 또 카메라의 머리를 돌려 여러 방향을 관측하는 ‘김발(gimbal)’ 방식을 채택하는 경우도 있다.

 

또 다른 위성 전문가는 “불충분한 자세제어 기술을 보완하기 위해 역으로 거울 반사식 관측방법을 선택할 수도 있다”며 “위성의 구조나 관측 목적, 궤도 정보 등이 완벽하게 공개된 상태에서는 비교적 정확하게 예측할 수 있지만 광명성 4호는 아무것도 공개된 자료가 없다”고 밝혔다.

 

미국 측 발표에 따르면 광명성 4호는 현재 계속 몸체가 회전하는 텀블링 상태에 있어 통제 불능 상태일 가능성도 있다. 이 전문가는 “실제로 텀블링 중이라고 해도 회전 주기를 파악한다면 안테나 방향이 일치하는 시기에 교신이 가능할 수 있다”면서 “이 시점에 촬영한 영상 등을 일부 수신할 가능성도 있다”고 말했다.

 

 

우리 군이 수고한 ‘광명성호’의 페어링 부분. 인공위성을 감싼 덮개 부분으로 궤도 직전 분리된다. - 동아일보 자료사진 제공
우리 군이 수거한 ‘광명성호’의 페어링 부분. 인공위성을 감싼 덮개 부분으로 궤도진입 직전에
분리된다. - 동아일보 자료사진

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