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[궁즉답]바람때문에 미뤄졌던 누리호, 위성은 날씨 영향 없나요?

누리호, 지상풍·고층풍·구름 등 발사 조건으로 작용
위성은 무선 주파수 이용해 지상국서 신호 받아
위성 신호, 날씨에 낮아지지만 교신 자체 못하는 경우는 없어
  • 등록 2022-06-30 오후 3:12:11

    수정 2022-06-30 오후 3:12:11

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Q. 지난 21일 발사에 성공한 누리호는 바람의 영향으로 발사일이 한 차례 미뤄졌었습니다. 누리호가 쏘아 올린 성능검증위성에서 분리된 큐브위성 교신은 날씨의 영향을 받지 않나요? 받지 않는다면 그 이유는 무엇인가요?

[이데일리 강민구 기자] 결론적으로 큐브위성 교신도 날씨의 영향을 받습니다. 다만, 위성 교신 자체를 중단해야 할 정도는 아닙니다. 거의 없다고도 할 수 있습니다. 쉽게 말해 구름이 잔뜩 끼거나 비가 온다면 원래 받아야 할 신호(100%)의 60~70%로 신호 세기를 낮게 받을 순 있습니다.

국산 로켓 누리호를 먼저 살펴보면 ▲온도(영하 10도 ~ 영상 35도) ▲습도(25도 기준 98% 이하) ▲압력(94.7~104 kP) ▲지상풍(이송·설치·발사: 평균 풍속 15m/s, 순간 최대풍속 21m/s) ▲고층풍 ▲낙뢰·구름과 같은 발사 기상 조건을 모두 만족해야 합니다. 로켓이 발사되면서 지구 대기를 뚫고 우주로 가는 과정에서 발사에 영향을 줄 가능성이 있기 때문입니다.

지상에서 부는 바람의 경우 발사대에서 작업자가 안전작업을 하다가 떨어져 다칠 수도 있고, 대기 상층에서 부는 바람은 비행제어에 영향을 줄 수 있습니다. 낙뢰도 비행 시 탑재체가 방전돼 전기적인 손상을 줄 가능성이 있기 때문에 조건을 충족해야 합니다.

지난 21일 누리호 발사 장면.(사진=한국항공우주연구원)
누리호는 자체적으로 방수가 이뤄지도록 기밀작업을 해놨기 때문에 일정 수준의 비나 바람을 견딜 수 있습니다. 다만, 로켓은 제작부터 발사까지 많은 시간과 비용을 썼기 때문에 발사조건을 어기면서까지 발사를 하는 경우는 없습니다. 발사일을 미루더라도 인공위성을 제대로 우주에 올려 놓는 임무가 중요합니다.

로켓이 우주로 위성을 올리면 위성은 우주 궤도에서 임무를 수행하게 됩니다. 가령 누리호가 올린 성능검증위성은 태양동기궤도(700km)를 돌고 있습니다. 궤도에 안착한 위성은 지구의 지상국으로 “자신이 살아있다”는 것을 알리기 위해 무선주파수(RF) 신호를 보냅니다. UHF, VHF, S, X 대역 등 다양한 특성을 갖춘 대역도 사용합니다.

우주에서 보낸 신호는 지구로 들어오는 과정에서 날씨가 흐리거나 하면 일부 신호 감도가 약해질 수 있습니다. 지상국의 안테나의 경우도 태풍이 발생해 안테나가 떨리거나 하면 영향을 받을 수 있기는 합니다.

최근에는 이러한 현상을 아예 막기 위해 안테나에 돔을 씌워 영향이 없도록 만들기도 하고, 위성설계부터 미세한 신호를 증폭시키거나 내구성을 키워 만듭니다. 일시적으로 날씨에 따라 신호 감도가 여전히 낮게 들어오거나 명확하지 않을 수 있지만 교신 자체가 안되는 경우는 거의 없습니다. 지상국에서 날씨를 특별히 점검하지 않는 이유이기도 합니다.

우주에서는 태양풍의 영향을 받을 수도 있습니다. 다만, 전파 보다 위성 상태에 영향을 준다고 봐야 합니다. 태양에서 폭발이 일어나거나 하면 위성의 오작동을 유발하지만 모든 전파에 교란을 줄 정도의 사례는 드뭅니다.

강경인 KAIST 인공위성연구소 박사(전 한국연구재단 우주기술단장)는 “최악의 상황을 가정해 바람이 불어서 안테나가 떨리거나 신호 감도가 작게 들어올 수는 있지만 대부분 문제 없이 교신 작업을 한다”며 “위성을 설계할 때 증폭기의 출력파워를 조정하거나 지상국 수신 안테나를 강화하는 작업도 하기 때문에 위성에 날씨 영향은 거의 없다고 봐야 한다”고 설명했습니다.

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