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오는 8월 3일 우리나라 최초의 통신·방송위성인 무궁화 1호가 발사된다. 무궁화 위성이 정상 가동되면 방송과 통신분야에 일대 변혁이 일어날 것이다.

공을 수평으로 던지면 공이 날아가다 지구의 인력으로 인해 떨어진다. 좀더 힘껏 던지면 더 멀리가서 떨어진다. 초속 7.8㎞ 이상으로 던지면 이 공은 지구의 끝까지 가도 떨어지지 않고 지구를 계속 돌게 된다. 이런 속도로 공기중을 날아간다면 공기와의 마찰 때문에 열이 나서 타버리고 말 것이다. 그러나 지상 약 1백㎞ 이상에서는 진공상태이기 때문에 이런 속도로 돌아도 타지 않고 남아있게 된다. 이것이 인공위성이 계속 지구를 회전하는 원리다.

인공위성의 궤도는 원형 또는 타원형 궤도를 이루는데, 지상고도에 따라 한바퀴 도는데 걸리는 시간이 달라진다. 지상에서 2백-1천㎞ 저궤도에서는 지구를 한바퀴 도는데 약 1시간 반이 걸리고 고도가 1만㎞가 되면 12시간, 3만6천㎞가 되면 24시간이 걸린다. 이를 지구정지궤도라 부른다. 지상에서 보면 인공위성이 정지해 있는 것처럼 보이기 때문이다. 세계 각국은 이 궤도에 자기 나라 소유의 방송통신용 인공위성을 쏘아올려 쓰기 때문에 궤도를 확보하기가 대단히 어렵다.

예를 들면 한반도 정지궤도에서는 일본 중국 러시아 오스트리아 홍콩 인도네시아 필리핀 등이 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 특히 여러 대의 인공위성을 가지고 있는 나라는 더욱 치열한 경쟁과 수차에 걸친 조정을 통해 자리를 확보해야 한다. 다행히 무궁화1, 2호는 이들 나라와의 조정 끝에 동경 1백16° 상공 정지궤도에서 앞으로 10년간 쓸 수 있도록 합의를 보았다.

발사 15일 후 정상궤도에

한국 최초의 통신·방송위성인 무궁화1호가 8월3일 미국 플로리다주 케이프케너베럴에서 현지 시간 아침 7시30분(한국시간 밤 8시 반)에 발사된다. 이날은 음력 칠월칠석날로 견우별과 직녀별이 만나는 날이다. 우리는 견우와 직녀의 만남을 지켜보면서 TV화면을 통해 무궁화위성의 성공적인 발사를 기원하게 될 것이다.

무궁화호는 (그림1)에서 보는 바와 같이 위성체와 날개형의 태양전지판으로 구성돼 있다. 태양전지판은 위성중계기에 소용되는 전력을 공급한다. 위성체에 있는 파라볼라 안테나빔은 항시 한반도의 전라북도 무주를 향하도록 자세를 제어하는 장치가 내부에 탑재돼 있다.

이 위성의 발사중량은 약 1.5t으로, 위성 안에는 통신용중계기가 12개, 방송용중계기가 3개 포함돼 있다. 무궁화호를 적도 상공 3만6천㎞ 정지궤도에 발사하기 위해 미국 맥도널더글러스사에서 제작한 델타2 로켓을 이용한다. 이 로켓의 크기는 높이가 38m, 무게는 2백32t인 3단로켓이다.

무궁화호는 발사 15일 후에 동경 1백16° 정지궤도에 도착하게 된다. 이 위성이 지구를 한바퀴 도는데 걸리는 시간은 약 24시간으로 지구가 한번 자전하는 주기와 같기 때문에 지구 상에서 보면 이 위성은 정지해 있는 것처럼 보인다. 무궁화위성에서는 한반도와 중국의 연변, 산동반도, 일본열도 및 러시아의 연해주가 24시간 보이기 때문에 이 지역에 통신과 방송이 가능하다.

그러나 무궁화호는 태양과 지구, 달의 인력 때문에 한지점에 고정되지 않고 동서남북으로 움직인다. 따라서 경기도 용인에 있는 위성관제소에서 무궁화위성을 항시 관제 감시하며, 한자리에 위치하도록 조정한다. 한마디로 말해서 무궁화위성은 남산타워의 중계소가 우리 상공 3만6천㎞ 우주공간에 떠있는 우주국이다.

지상관제소는 용인에 있으며 부관제소는 대전 대덕에 설치됐다. 관제소의 주요역할은 위성으로부터 오는 원격 송신호를 수신해 위성상태를 파악하고, 명령신호를 송신해 위성을 제어하는 일이다. 현재 지구국은 서울 부산 대구 광주 대전 다섯곳에 중심지구국을 설치했으며 이밖에도 초소형지구국 도서벽지 행정통신지구국 방송지구국을 설치하고 있다.

12개의 방송채널 확보

무궁화위성 방송서비스는 전국 어디든지 지름 약 45㎝ 정도의 파라볼라 안테나와 수신장비만 있으면 고화질의 TV를 시청할 수 있게 한다. 최근 통신기술이 발달해 방송용중계기 한개로 적어도 4개 이상의 전국적인 TV채널이 확보된다. 따라서 무궁화위성에 있는 3개의 위성방송중계기로 12개의 TV채널이 가능해지고, 올 12월 무궁화위성 2호가 발사되면 모두 20개 이상의 채널을 확보할 수 있다. 그러나 무궁화 2호는 1호에 긴급사태가 발생했을 때를 대비하는 비상용의 성격이 강하다.

또한 전국 어디서나 산간벽지 할 것 없이 난시청지역이 완벽하게 해소된다. 통신용 중계기는 TV스포츠와 같은 위성중계방송은 물론 프로그램 제작업체로부터 CATV 방송국으로 TV프로그램을 보내는 데도 쓰인다. 한편 도서 벽지 통신은 물론 기상재해를 당해 통신망이 두절됐을 때도 위성통신을 이용해 전화나 데이터 통신이 가능해진다. 지난 3월 한국통신에서는 제주도 남단 마라도와 지리산, 그리고 독도에서 위성지구국(SNG)으로 현장 실황 중계를 시도한 바 있었다. 이 서비스는 인텔샛이라는 국제인공위성을 임차하여 시도한 것이지만, 무궁화위성이 올라가면 96년부터는 SNG서비스를 무궁화위성으로 전환할 계획이다.

이밖에도 위성통신서비스로는 영상회의 원격강의 전자인쇄 원격진료 등 다양한 서비스가 있다. 예를들면 교사가 부족한 산간벽지의 국민학교에서는 비디오를 이용해 정상적인 수업이 가능해진다.

HDTV 시대 개막 예고

위성통신이라는 것은 지상통신과는 달리 눈에 보이지 않는 무선통신망으로, 지형이나 거리에 관계없이 수신장비만 가지고 위성의 중계기를 이용해 24시간 통신이 가능한 방법을 말한다.

한국통신 위성사업본부에서는 무궁화위성 2개를 금년 중에 발사, 운영하여 각종 위성통신 서비스와 방송서비스를 계획하고 있다. 앞으로 국내의 어떤 통신 방송사업자라 하더라도 무궁화위성 중계기의 일부 채널을 임차하여 위성통신과 방송사업을 할 수 있게 된다. 앞으로 새로운 뉴미디어들이 속속 등장하게 되는데, 특히 고품질의 HDTV도 무궁화위성을 통해 방영 될 예정이다. 앞으로 수년 내에 화면의 가로세로 비율이 16:9(현재 TV는 4:3)의 광폭 TV 시대로 바뀌게 될 것이다.

무궁화위성 사업을 처음 시작하던 1990년에는 국내에 위성기술자가 별로 없어 경험있는 해외 과학자들을 초빙하여 이 사업을 시작했다. 무궁화위성 사업을 실시하는 동안 약 30명의 한국기술자를 위성 제작회사에 파견해 약 2년 반 동안 현장에서 전문분야별로 훈련을 실시했다. 이들은 모두 귀국해 무궁화위성의 운영과 차세대 통신위성 설계 사업에 참여하고 있다.

무궁화위성은 미국의 록히드 마틴사에서 주로 제작했는데, 이 사업에 참여한 국내 업체는 금성정보통신(중계기의 일부 품목) 대한항공(위성체 구조물 및 태양전지판 구조품) 한라중공업(위성체와 발사체 결합장치) 등이다.

앞으로 차세대 위성사업은 국내업자가 주계약자가 되어 국내 기술진들이 설계하고 조립할 계획이다. 우주환경시험을 종합적으로 실시할 시험시설을 국내에 갖추게 되면 2000년대는 우리도 위성을 제작할 수 있는 나라가 될 것이다.