원자력/우주항공

창어2호 심우주 탐사임무 및 도전

발행일 : 2011 / 06 / 15

■ 창어2호위성의 목적지: 지구와 150만km 이상 떨어진 심우주
■ 목적지까지의 소요시간: 3개월

□ 임무: 기술시험과 과학시험

○ 기술시험
– 달에서 목적지까지의 ‘장거리 여행’을 하고, 목표 지점 궤도를 비행
– 150만km 거리의 심우주 측정제어능력 검증

* 창어3호 및 화성탐사와 같은 심우주 임무수행을 위해 중국은 35m와 64m 크기의 안테나를 설치할 심우주관측소를 구축 중임. 이번에 창어2호에 대한 ‘원격제어’가 바로 이 두 심우주관측소, 나아가 전반 지상 심우주관측망의 능력 검증임

○ 과학시험
– 지구와 150만km 떨어진 심우주에서 지자기 꼬리 대전입자 탐사 전개
– 태양 X선 버스트와 우주 감마선 버스트 관측

□ 전문가 관점

○ 창어2호 심우주 비행의 키포인트는 나머지 연료의 합리적인 사용으로서 설계기한이 만료된 후 1년 반이 지난 내년 말까지 위성수명을 연장하는 것
○ 천이비행과 궤도비행 단계에서 창어2호는 원격 관측통신과 궤도제어를 전개하고, 또 태양풍 이온 검출기, 태양 고에너지 입자 검출기, X선 분광계와 감마선분광계 등 4개 페이로드를 가동시켜 과학적인 데이터를 취득

□ 도전

위성 궤도 설계의 경우 지구위성의 비행이 지구의 중력을 감안해야 하고, 달 위성의 비행이 지구와 달의 중력을 감안해야 하지만 심우주 비행은 지구, 달, 태양의 중력을 감안해야 하기 때문에 위성 궤도 설계가 복잡함. 따라서 위성은 신뢰성, 관측제어능력, 정확한 집행력의 3대 도전에 직면함

○ 신뢰성
– 창어2호 설계수명은 반년으로 이미 기한이 완료되어 위성 및 탑재설비 상태에 변화가 있으며, 잠재적인 위험이 큼.
– 위성 자체가 이번 심우주 비행임무 수행을 위해 설계된 것이 아니어서 이상 또는 위험 처리 여력이 없기 때문에 위성 제어 성공률과 신뢰성에 높은 요구를 제시

○ 관측제어분야
– 지구와의 거리가 멀기 때문에 위성은 보다 낮고 약한 신호를 수신하는 능력을 지녀야 함
– 목표 지점 궤도비행 동안 위성은 지구와 최장 200만km에 근접한 180만km 떨어져있기 때문에 신호 감쇠가 심각함
– 신규 구축 심우주관측소가 창어2호에 대해 시험적으로 관측제어를 할 경우 향후 창어3호, 금성, 화성 탐사임무 수행에 기여할 수 있음

○ 궤도 제어 정밀도 요구
– 창어2호가 지구에서 달까지 비행하는데 5일 미만이 걸렸으나 이번 심우주까지는 3개월이 걸리기 때문에 위성에 대한 여러 차례의 제어가 필요함
– 위성 궤도는 지구, 달, 태양의 운동과 관련되기 때문에 오류에 특히 민감함