[나로호D-3]나로호 왜 아무때나 못 쏠까

우리나라 우주 발사체인 '나로호'의 2차 발사가 3일 앞으로 다가왔다. 지난해 발사까지는 성공했지만 위성의 궤도 진입에 실패한 나로호는 오는 9일 2차로 발사해 완전한 성공에 도전한다.

9일 나로호 발사는 오후 4시30분부터 6시40분 사이에 점검 상황, 날씨 등 모든 환경을 고려해 결정된다. 왜 그날 하루종일 환경을 체크해 가장 좋은 시간에 쏘지 않고, 오후에 약 2시간 중 상황이 좋을 때를 체크하는 것일까.

우주발사체는 하늘이 허락한 특정한 시간에만 발사가 가능하다. 이 시간을 일컬어 '하늘 문이 열리는 시간'(Launching Window)이라 한다.

위성은 태양 에너지를 동력으로 하기 때문에 궤도에 진입한 후 위성의 태양 전지판이 태양을 정면으로 바라볼 수 있어야 한다. 만약 궤도에 진입한 위성이 지구 그림자 속으로 들어가 태양 에너지를 이용할 수 없다면 자체 배터리를 많이 사용해야 하기 때문에 효율적으로 운영되기 힘들다.

따라서 발사시간에 따른 태양의 위치와 위성 궤도면을 계산해 태양 에너지를 가장 효과적으로 이용할 수 있는 시간대에 발사하는 것이다.

위성의 초기 운용시 위성이 지구의 그림자에 가려지는 '일식' 조건이 궤도상에서 장시간 지속되면 위성의 전력 생산량이 줄어들어 임무 수행에 영향을 받는다. 과학기술위성 2호는 일식률 25% 이하 조건에서는 초기 운용에 필요한 전력 여유를 갖도록 설계돼 있는데, 나로호 2차 발사에서는 위성이 궤도에 투입된 후 하루 동안 20% 이하의 일식 조건을 갖도록 하는 시간에 발사하게 된다.

하늘이 열리는 시간은 위성의 종류와 발사하는 장소, 궤도면과 태양의 조건에 따라 다르다. '과학기술위성 2호'의 경우 20% 이하의 일식 조건에서는 연중 약 2~4시간의 오후 발사 윈도우를 갖게 된다. 겨울철인 1월에 발사할 경우는 오후에만 가능하고 발사예정일인 6월경에는 오전, 오후에 발사가 가능하다. 여름철에는 약 2시간(오후)으로 짧고, 그 이외의 계절에는 약 4시간으로 늘어나는 특성을 가진다.

나로호 2차 발사가 예정된 9일 역시 오전, 오후 발사가 가능하다. 하지만 오전에 발사할 경우 발사 준비로 밤샘작업을 한 연구원들의 피로누적 등을 고려해 발사시각을 오후 발사 윈도우(16:30~18:40) 내에서 최종 결정할 예정이다.