d라이브러리

지난 5월 3일, 우리나라의 우주개발을 규정한‘우주개발진흥법’이 국회에 통과되면서 본격적인 우주개발의 기틀이 마련되었다. 이것은 앞으로 우리나라도 로켓을 쏘아올리고 우주인을 양성하고, 나아가 우주여행을 할 수 있는 우주생활의 첫 단추를 끼웠다는 것을 의미한다. 하지만 우리나라의 우주개발은 이미 오래 전에 시작되었다. 이제 한 단계 더 나아가기 위한 노력이 이루어지고 있다. 그렇다면 현재 우주개발은 어디까지 와 있으며 가까운 미래에 어떤 모습으로 다가올 것인가. 우주개발에 관한 7가지 궁금한 점을 풀면서 미래의 우주생활을 꿈꾸어 보도록 하자.
 

궁즘증 하나!
우주에는 나를 바라보는 수천 개의 눈이 있다?!

생활 속의 인공위성 우리나라 위성

거리를 걸으며 친구에게 전화를 한다. 친구는 브라질과 아르헨티나의 축구 중계방송을 보며 전화를 받는다. 걷고 있는 그 순간에도, 핸드폰을 손에 들고 이야기하는 순간에도 당신을 지켜보는 무엇이 있다. 바로 지구 궤도를 따라 조용히 돌고 있는 인공위성이다. 2005년 5월을 기준으로 3,000여 개의 인공위성이 지구 궤도를 돌고 있다는 사실을 알고 있는가?

과학 실험이나 관측을 위한 과학 위성과 군사적인 목적을 위해 만들어진 군사 위성은 인공위성 중에서도 오랜 역사를 자랑한다. 화산폭발이나 지진, 해일 등 지구에서 일어나는 각종 기상 현상을 미리 예측할 수 있는 기상 위성은 인간을 자연 재해로부터 더 안전하게 해 주었다.

최근에는 위치정보를 담은 전파를 발사하여 선박이나 비행기 심지어 개인의 위치까지도 알려 주는 GPS위성이 활발하게 활동하고 있다. 또한 고음질, 고화질의 방송을 즐길 수 있어‘손 안의 TV ’라고 부르는 위성 DMB(디지털 멀티미디어 방송)기술도 주목받고 있다. 방송국에서 DMB위성으로 프로그램을 보내면 위성은 이를 전파 신호로 바꿔 DMB단말기로 보내고 이 원리로 휴대폰이나 전용 단말기를 통해 방송을 볼 수 있다. 우주개발이라고 하면 멀게만 느껴지지만 사실 우리는 그 안에서 혜택을 받으며 생활하고 있는 것이다.

우리나라의 위성

우리나라 최초의 과학실험위성은 우리별1호다. 1992년 처음 발사된 우리별위성의 뒤를 이어 무궁화위성이 발사됨으로써 우리나라 우주과학 기술에 큰 획을 그었다. 1999년에는 우리나라가 독자적으로 설계한 우리별3호와 최초의 지구관측용 다목적 실용위성 아리랑1호가 발사되었다. 다목적 실용위성으로 개발된 아리랑위성은 전자광학카메라와 해양관측이 가능한 카메라가 실려 있어 지도 제작, 해양관측 등의 임무를 수행한다.

궁금증 둘!
새로운 우주망원경을 만들고 있다?!

허블우주망원경 차세대 적외선우주망원경

지상에 들어오는 별빛은 대기층을 통과하면서 고유한 성질을 잃게 된다. 또 특정 파장을 가진 빛들은 대기 중에서 흡수되어 아예 들어오지 못한다. 결국 선명한 천체 사진을 찍기 어렵다는 뜻. 그래서 만든 것이 바로 허블우주망원경이다. 하지만 15년이나 되었기 때문에 2~3년 뒤면 못쓰게 된다. 그러면 허블의 뒤를 이을 차세대 우주망원경은?

유럽의‘허셜’, 미국의‘제임스웹’그리고 일본의 ‘스피카’가 바로 그것이다. 모두 적외선을 이용한 우주망원경으로 2007년부터 차례로 발사되면 이제까지 보지 못했던 우주의 숨겨진 모습까지 볼 수있을 것으로 기대된다. 적외선우주망원경의 가장 큰 특징은 생명체가 존재할 가능성이 있는 행성들을 찾아 낼 수 있다는 점이다. 지구와 비슷한 환경을 가진 행성들은 적외선을 방출하는데, 가시광선을 이용한 허블우주망원경으로 찾아 내기 힘들었다. 또한 적외선우주망원경은 별의 탄생의 신비도 풀 수 있을 것으로 기대된다. 특히 스피카는 일본과 우리나라가 함께 연구개발 하고 있어서 많은 기대를 하고 있다.

허블우주망원경

1990년 4월 24일, 우주의 기원을 밝히기 위한 미국항공우주국(NASA)의 계획으로 허블 우주망원경이 디스커버리호에 실려 궤도에 올려졌다. 허블우주망원경이 현재까지 찍어온 75만 장의 천체 사진을 통해 우주가 팽창하고 있으며 그 속도도 빨라지고 있다는 사실이 밝혀졌다. 하지만 허블이 관측할 수 있는 빛은 가시광선으로 관측에 한계가 있다.

그래서 앞으로 개발될 차세대 우주망원경은 적외선으로 우주를 관측한다. 적외선은 가시광선의 붉은색 바깥 파장으로, 지구처럼 온도가 낮은 행성을 관측하고 빅뱅 이후 생성 초기의 우주까지 예측해 낼 것을 기대하고 있다.
 

“우주탄생의 신비를 벗길 새로운 우주망원경 ‘스피카’를 말한다!”

★★한국천문연구원 우주과학연구부 박수종 박사★★

Q 먼저 우주망원경에 대한 간단한 설명 부탁드립니다.

A 우주망원경은 1950년대부터 스피처라는 미국의 유명한 천문학자가 제안했습니다. 실현 된 것은 40년이 지난 후에 만들어진 허블우주망원경이지요. 지상의 천문대에서 모든 천체를 관찰할 수 있다면 좋지만 대기의 영향으로 관측하기가 어렵습니다. 그래서 우주로 망원경을 보내는 것이지요.

Q 스피카는 어떤 우주망원경인가요? 허블우주망원경하고는 차이가 있다고 하던데….

A 스피카는 적외선우주망원경입니다. 우리가 흔히 보는 망원경은 눈으로 볼 수 있는 가시광선을 감지하는 망원경인데, 스피카는 적외선을 감지하는 망원경이랍니다.

Q 왜 적외선인가요? 그럼 우주에서 무엇을 관찰할 수 있지요?

A 적외선은 파장이 길고 투과성이 좋아서 우주의 끝부분 그리고 깊은 내부를 들여다볼 수 있는 것이지요. 우주 탄생의 비밀을 밝히기 위해 사용하는 것이 바로 적외선우주망원경이랍니다.

Q 스피카를 통해 일본과 공동 연구를 하게 된 이유는 무엇인가요?

A 일본과는 애스트로에프라는 적외선탐사위성을 연구하면서 가까워졌습니다. 데이터 처리와 같은 소프트웨어 개발 면에서는 일본보다 우리나라가 앞서기 때문에 일본에서 협조 요청을 해 왔고, 자연스럽게 적외선우주망원경이라는 대형 프로젝트로 연결되었습니다. 또한 문화적인 특성상 일본과의 공동연구가 서로에게 많은 도움이 됩니다.

Q 지금 미국이나 유럽에서도 적외선우주망원경 개발을 하고 있는 데, 우주망원경에서도 세계적인 경쟁이 되는 것인가요?

A 미국이나 유럽 그리고 우리나라와 일본이 연구하는 적외선우주망원경들은 각각 그 파장과 관측 목적이 조금씩 다릅니다. 그래서 경쟁이 아니라 각 부분을 맡아서 관측한다고 볼 수 있는 것이죠.

Q 박사님처럼 우주개발에 관한 연구를 하고 싶어 하는 ‘어린이과학동아’친구들에게 한 말씀 해 주세요.

A 현재 우주개발 관련 분야의 연구는 많은 시간과 노력이 필요합니다. 혼자서는 해 낼 수 없는 일들이지요. 여러 분야의 많은 사람들의 힘을 모아야 큰 성과를 내게 됩니다. 어떤 목표를 가지고 꾸준히 해 나가는 것이 중요합니다.

궁금증 셋!
우주 생명체 발견은 시간문제다?!

우주 생명체 발견 우주 탐사선

적외선우주망원경이 생명체가 있을만한 행성을 찾는다면 우주탐사선은 더 적극적으로 그 임무를 수행한다. 주로 물을 찾는 역할을 하는데 생명체가 살아남기 위한 조건 가운데 가장 중요한 것이 바로 물이기 때문이다.

물이 존재하는 행성. 그 첫 번째 대상은 바로 화성이다. 화성은 표면온도가 최저 영하 87℃에서 최고 영하 5℃로 춥고 일교차도 크다. 공기는 희박해서 표면기압이 지구 대기의 100분의 1 수준이다. 게다가 대기의 대부분이 이산화탄소이고 자외선을 막아줄 오존층도 없다. 과연 이런 환경에서 생명체가 살아갈 수 있을까? 물이 존재한다면 가능할 수도 있다. 화성탐사선인 스피릿과 오퍼튜니티는 그 가능성을 보여 주었고, 화성에 유인우주선을 보내려는 다음 계획으로까지 확대됐다.

다음으로 활발한 연구를 하는 곳은 토성의 위성인 타이탄이다. 지구에서 12억km 이상 떨어져 있는 오렌지 빛 거인 타이탄을 탐사하기 위해 나사와 유럽우주국은 카시니-호이겐스를 보냈다. 호이겐스는 토성에 도착한 카시니로부터 분리되어 지구를 떠난 지 7년 3개월 만에 타이탄의 대기를 뚫고 착륙했다. 영하 180℃의 추운 타이탄에 물이 존재하는 것은 불가능하다. 그러나 타이탄에 관심을 갖는 이유는 바로 대기층 때문이다. 호이겐스가 찍어온 350장의 사진과 각종 기후, 지질 자료에 의하면 타이탄의 대기는 40억 년 전 원시 지구와 비슷한 메탄 성분으로 이루어져 있다. 타이탄 대기에 대한 연구는 생명체 탄생의 실마리를 풀 수 있는 중요한 단서가 될 수 있다.

마지막으로 우리가 주목해야 할 곳은 금성이다. 금성은 지구와 가장 가깝고 질량도 비슷하다. 그러나 높은 온도와 압력 때문에 금성에 착륙했던 탐사선은 길어야 한 시간 밖에 견디지 못했다. 유럽우주국은 금성의 두꺼운 대기층에 떠다니는 미생물의 존재에 대해 주목했다. 산성을 띠는 두꺼운 구름은 미생물을 자외선으로부터 보호해 주는 차단제 역할을 했을 것이라는 생각이다. 유럽은 금성을 탐사할 비너스 익스프레스를 올해 11월에 발사할 예정이다. 생명체를 찾아나서는 또 한 번의 모험은 무한한 비밀을 간직하고 있는 금성으로 향하고 있는 것이다.

궁증증 넷!
우주정거장, 그 정체가 드러나고 있다?!

우주 진출 기지 국제우주정거장

지구에서 쏘아올리는 인공위성과 탐사선으로는 뭔가 부족하다. 우주 공간에 대한 호기심과 미지의 세계에 대한 도전은 실험이나 관측을 안정적으로 할 수 있는 우주정거장을 만들게 했다. 그래서 1971년 4월 세계 최초의 우주정거장인 러시아의 ‘살류트’가 발사되었다. 2년 뒤 미국은‘스카이랩’이라는 우주정거장에서 무중력 상태를 이용한 다양한 실험을 했다. 그 후 러시아의 미르를 비롯하여 우주정거장에 대한 개발이 활발히 이루어졌고, 드디어 지상 400km에 초거대 국제우주정거장(ISS) 건설이 시작됐다.

국제우주정거장 계획은 1981년부터 시작되었고 처음에는 미국을 비롯한 자유주의 국가들만이 참여했다. 그러나 1993년 우주개발에 풍부한 기술을 가지고 있던 러시아가 참여하면서 활기를 띠게 된다. 국제우주정거장은 2010년에 완성될 예정이며 각 나라가 만든 부품들이 모두 결합되면 축구 경기장의 1.5배 크기에 450톤의 무게를 가진 거대한 모습이 드러나게 될 것이다. 앞으로 불과 5년 후면 우주공간에 새로운 역사를 쓰게 되는 것이다.

국제우주정거장은 거대한 무중력 실험실

지구와 다른 우주공간만의 특별한 매력은 무엇일까? 바로 무중력이라는 점이다. 무중력 상태는 중력이 없는 것이 아니라 중력을 느낄 수 없는 상태를 말한다. 그렇다면 우주만의 독특한 환경인 무중력 상태에서는 어떤 현상이 벌어질까? 우주에서의 촛불은 지구와는 다른 모양으로 탄다. 무중력 상태에서는 뜨겁더라도 가볍고 무겁다는 개념이 없기 때문에 대류가 발생하지 않는다. 따라서 무중력 상태의 촛불은 둥근 공 모양이다. 그리고 촛불 주위에 타 버린 기체가 쌓이고 산소도 다 떨어져 곧 꺼지고 만다.

우주에서는 완벽한 구를 만들 수 있고 각종 의학 실험도 가능하다. 무중력 환경에서의 연구는 산업 재료에 응용되고 생명과학이나 의학 등의 발전에도 큰 영향을 미치게 될 것이다. 국제우주정거장이 완성되는 시점에 이르면 무중력 공간에 대한 호기심 해결의 길이 활짝 열릴 전망이다.

궁금증 다섯!
2년 후면 우리나라에서도 로켓을 발사한다?!

국내 최초 우주센터 나로우주센터

우주를 배경으로 한 SF영화의 단골손님은 로켓과 우주왕복선이다. 엄청난 불을 뿜으며 우주로 향해 날아가는 로켓의 모습을 보면 금방이라도 우주에 와 있는 듯한 느낌이 든다. 다만 아쉬운 것은 발사 장소가 모두 외국이라는 것. 하지만 2년 후면 우리나라에서도 그 모습을 볼 수 있게 된다.

전라남도 고흥의 외나로도에는 지금 로켓을 발사할 우주센터가 만들어지고 있다. 이름은 ‘나로우주센터’. 2003년 8월 8일을 시작으로 본격적인 건설에 들어간 우주센터는 2006년에 완공할 예정이다.

우주센터가 완공되면 우리나라는 세계에서 열세번째로 우주센터를 보유하는 나라가 된다. 현재까지 우주센터를 가지고 있는 나라는 12개국으로, 총26개소의 우주센터를 운영하고 있다. 그 중 미국이 10개소로 가장 많고, 중국과 러시아가 각각 3개소, 일본이 2개소를 보유하고 있다.

지금까지 자체적인 발사장을 갖추지 못했던 우리나라는 우리의 위성을 모두 외국의 우주센터에서 비싼 외화를 지불하고 발사해 왔다. 우리나라에 우주센터가 들어서면 이러한 외화 지출이 없어지게 된다. 또한 우리의 기술로 만든 위성과 발사체를 우리의 땅에서 발사할 수 있는 중요한 기반시설이 들어서게 되어 우주개발 선진국 대열에 진입할 수 있는 밑거름이 될 것이다.

나로우주센터

전남 고흥의 외나로도에 건설 중인 나로우주센터는 150만평에 달하는 넓은 시설부지에 8만 평의 규모로 만들어지고 있다. 내년이면 그 모습을 드러낼 나로우주센터에는 발사체를 직접 발사할 발사대와 이를 통제할 발사 통제동이 세워지며, 위성 시험동, 추진기관 시험동 등 여러 가지 시설이 들어서게 된다. 또한 발사한 위성을 관측할 추적소와 기상관측소도 마련된다. 또 우주체험관을 만들어 일반인들도 우주에 대한 관심을 갖고 견학할 수 있도록 할 예정이다. 나로우주센터는 남해안 다도해 해상국립공원 구역에 위치하여 경치가 좋을 뿐만 아니라 인접 나라인일본, 중국과도 영향이 없어 우주센터가 갖추어야 할 좋은 조건을 갖추고 있다.

“로켓 발사 이제 우리 손으로 합니다”

나로우주센터 건립의 책임을 맡고 있는 유정주 우주센터장에게 우주센터에 대해 궁금한 점을 물어 보았다. 우리 앞에 서게 될 우주센터는 어떤 모습일까?

★★한국항공우주연구원 우주센터장 유정주 박사 ★★

Q 지금 우주센터 건설은 어느 정도 진행되었나요?

A 우주센터는 발사체 준비, 제어장비 완비, 건축으로 크게 나눌 수 있습니다. 현재 발사체와 제어장비는 순조롭게 진행 중이며, 토목공사 50% 완료, 건축도 올해 초부터 시작해서 2006년 6월에는 모두 공사를 끝낼 예정입니다.

Q 그럼 최초 발사는 언제쯤이 되는 건가요?

A 완공 후 시험 운행을 해야 합니다. 그래서 최초 발사는 2007년 하반기로, KSLV-1 발사체에 과학기술위성2호를 실어 발사할 예정입니다.

Q 우주센터는 순수 우리 기술로 만들어지는 건가요?

A 우주센터의 건립은 여러 가지 분야 사람들의 힘이 필요합니다. 물론 토목이나 건축분야는 모두 우리 기술이고, 장비 운용은 일부 프랑스 국립우주연구원(CNES)의 자문을 받고 추적 장비의 일부는 해외에서 사오기도 합니다.

Q 우주센터가 우리나라에 세워지는 것은 어떤 의미가 있나요?

A 우주센터를 만들고 발사체를 직접 쏘아올리는 우주개발 기술은 국민의 자부심과 연결되어 있습니다. 대외적으로도 기술 강국으로 국가 이미지가 상승하게 되지요. 또 우리의 위성을 다른 나라에서 쏘아올리려면 발사하려는 위성의 모든 정보를 알려 주어야 합니다. 방위능력 향상이라는 면에서도 의미가 있는 것이지요.

Q 우주센터가 만들어지면 우리‘어린이과학동아’친구들도 견학할 수 있는 건가요?

A 우주센터는 발사체를 쏘아올리는 곳이지만 우주개발에 관한 교육의 장이기도 합니다. 우주센터 안에 우주체험관을 만들고 교육 프로그램을 마련하여 우리 친구들이 언제든지 와서 공부할 수 있도록 할 계획입니다.
 

궁금증 여섯!
우리나라 최초의 우주인은 바로 나?!

국내 최초 우주인  우주인 선발
 

얼마 전 텔레비전과 신문을 떠들썩하게 했던 뉴스가 있었다. 바로 우리나라 우주인 선발에 관한 것. 최초의 우리나라 우주인은 과연 누가 될까? 현재 우주인 선정은 한국항공우주연구원을 중심으로 관련 전문가들이 협력하여 선발 기준 및 과정에 대한 계획을 세우고 있다. 또한 사업을 주관할 기관 선정이 진행되고 있어서 2006년도 내에는 우주인이 선발되리라 예측된다.

우주인은 신체조건 뿐만 아니라 다양한 과학 분야에 능통하고 대인관계나 도덕성도 좋은 조건을 가진 사람을 선발하며, 선발 후 6개월간의 기초 훈련과 1년여의 고등훈련을 거치게 된다. 현재 우주인 훈련을 하는 곳은 미국의 존슨우주센터와 러시아의 가가린우주비행사훈련센터 두 곳인데, 우리나라 비행사의 경우 러시아의 가가린우주비행사훈련센터에서 훈련을 받고 2007년이나 2008년 경 소유즈 우주선에 탑승할 예정이다.

궁금증 일곱!
우주여행은 이미 시작되었다?!

우주여행 민간 우주 사업

“이번 여름방학 캠프는 달에서 열릴 예정이에요. 모두 늦지 않도록 우주센터로 모이세요~!”

상상만 해도 즐거운 일이다. 언제쯤 이런 일들이 현실이 될까? 우주여행 역시 먼 미래의 이야기만은 아니다. 중국은 달 탐사‘항아’계획을 추진 중이고, 일본 역시 이에 질세라 유인우주선‘후지’개발을 추진한다고 발표했다. 미국에서는 스페이스쉽원이 라는 민간우주선으로 고도 100km까지 도달하며 우주여행 시대의 장을 열었다. 따라서 본격적인 상업 우주여행의 시대는 2010년경이면 가능할 것으로 예측된다. 그러나 이와 같은 세계적 추세를 감안하더라도 우리나라의 경우, 현재 기술 수준으로 보면 적어도 2025년경이 되리라 예측하고 있다. 먼 미래에 있을 상상 같지만 이제 현실로 다가올 날이 멀지 않았음을 의미한다.

지금까지 생활에 밀접하게 다가온 인공위성에서부터 우주여행에 이르기까지 우주개발에 대한 현재의 기술과 이로 인해 만들어질 수 있는 가까운 미래의 모습을 살펴보았다. 이제 우주는 그저 SF영화에서만 볼 수 있는 공간이 아니라 현실의 한 부분임을 알아야 한다. 특히 차세대 주역인 여러분들에게는 더욱 현실로 다가올 것이다. 미래를 준비하는 것 역시 여러분들의 몫이다.
 

 

최초의 민간 우주여행자 ‘데니스 티토’

지난 2001년 4월 28일 민간인 최초 우주여행객인 데니스 티토가 러시아 우주선 소유즈-TM32를 타고 우주로 향했다. 티토는 6일간의 우주여행에서 국제우주정거장에 머물며 푸른 행성 지구를 마음껏 감상할 수 있었다. 민간 우주인은 현재 데니스 티토와 마크 셔틀워즈뿐이며, 각각 260억 원에 달하는 큰 비용이 들었다.