한국 첫 우주발사체 나로호(KSLV-I)의 발사 성공은 이륙 540초 후 고도 300여㎞ 상공에서 탑재된 과학기술위성 2호가 발사체 2단 킥모터와 분리돼 목표궤도에 진입하면 판가름난다.

이후 문제는 위성의 '교신 성공' 여부다.

나로호와 분리된 과학기술위성 2호는 발사 13시간 후 한국과학기술원(KAIST) 인공위성연구센터의 지상국과 첫 교신을 시도한다.

KAIST 인공위성연구센터 지상국은 1992년 8월 우리별1호 발사와 함께 설치됐다.

관제 지상국은 위성을 관제, 운용하는 지상국으로서 위성에 각종 명령이나 프로그램을 보내 위성을 조정하고, 위성의 건강상태를 파악할 수 있는 원격검침 정보와 탑재체로부터 측정된 실험자료를 수신한다.

또한 수신된 모든 자료를 저장, 처리 및 관리해 위성의 상태를 점검함으로써 지상국을 정상적으로 유지하고 수신자료를 요구하는 사용자들에게 분배하는 역할을 한다.

KAIST 지상국은 총 4기의 안테나를 보유하고 있으며 안테나는 위성을 추적하고 위성과 신호를 교신하기 위해 사용한다.

이번 나로호 발사에서 위성과의 '교신 실패'는 크게 3가지로 나눠볼 수 있고 정부는 이에 대한 각각의 대책을 마련해 놓고 있다.

먼저 발사 후 위성의 경로추적에 실패하는 경우다.

위성이 지상국과 통신을 하기 위해서는 위성의 궤도를 미리 알고 위치를 예상해야 한다.

따라서 초기 경로추적에 실패할 경우 궤도가 안정화되는 2∼3일 경과 후 북미대공방위사령부(NORAD)의 데이터를 이용해 위성의 궤도 정보를 얻어야 한다.

두번째로는, 경로 추적이 이뤄졌다하더라도 실제 교신에 성공하지 못하는 경우다.

위성체 초기 운영 시 실제 교신은 2단계로 나뉜다.

1단계는 위성체에서 나오는 비콘(Beacon.응급신호발생기) 신호를 지상국에서 감지해 위성체가 동작하고 있음을 확인한다.

2단계에서는 지상국에서 위성체로 명령을 전송한다.

이 명령은 위성체의 궤도 및 기타 데이터를 포함하고 있으며 이를 바탕으로 위성체는 정상운영을 하기 전까지의 작업들을 자동적으로 수행한다.

첫 교신이 이뤄지지 않고 다음 교신 시도에도 실패하면 계속 다음 교신을 기다리며 대기한다.

과학기술위성 2호에 비축된 전력이 동작전압 이하로 떨어지면 안전모드로 전환한다.

안전모드에서는 위성체가 정상동작을 위한 전압이 될 때까지 태양전지판을 통해 충전한다.

충분히 배터리가 충전되면 위성체는 다시 교신을 시도한다.

마지막 세번째, 위성체 자체에 이상이 생기면 '교신 실패'로 이어진다.

위성체 메모리에 저장된 위성체 상태 데이터를 지상국에서 전송받아 문제점을 분석하는 과정에서 위성체 이상이 발견되면 하드웨어를 리셋하거나 소프트웨어적으로 해결하는 것을 시도한다.

그래도 해결되지 않으면 여분(Redundancy)의 장치가 있는지 확인하고 여분의 장치가 있으면 이를 이용해 임무를 수행하는 방안을 모색하게 된다.

(나로우주센터<고흥>연합뉴스) 김영섭 기자 kimys@yna.co.kr