원자력/우주항공

해양2호위성 궤도진입 정밀도 10cm 신기록 창조

발행일 : 2011 / 08 / 17

■ 궤도진입 정밀도 신기록 창조

태원위성발사센터에서 8월 16일 발사한 해양2호위성이 비행 13분 후 971km의 궤도 고도에 진입했다. 위성의 궤도진입 정밀도는 10cm 이내로, 중국 위성발사 궤도진입 정밀도의 신기록을 창조했다.

이번에 중국은 최초로 더블밴드 GPS 정밀궤도결정 기술을 적용함으로써 위성의 궤도진입 정밀도를 기존보다 두 자릿수로 향상시켰다. 이로써 ‘파도 높이 측정 정밀도를 4cm 이내로 향상시키자’는 위성 설계 요구 충족을 위한 신뢰성 보장을 제공했다.

태원위성발사센터의 발사장은 작동 타이밍, 오퍼레이팅 요점에 대한 도표화 관리를 진행하여 에어컨, 급배전, 주입, 발사대 등 시스템에 대한 성능 업그레이드와 기술 개선을 진행했다. 특히 로켓과 위성을 발사장으로 운반한 후 ‘제로결함’ 관리요구에 따라 핵심지표와 핵심콘텐츠 62건, 난제 102건에 대한 재검사 분석을 진행하여 적시에 ‘점화여건’을 충족시켰다.

위성 발사임무는 위성과 로켓 도킹, 연료주입을 포함한 실외작업이 있은 후 3번의 뇌우날씨를 만난다. 위성과 로켓의 청결도는 규정된 지표보다 한 개의 수량급으로 향상시킨다. 해양2호위성 발사시간은 6시 57분 19초로, 공정 설계 최상의 시간이다.

■ 중국 우주공정의 5대 ‘제1’ 창조

2007년 1월 국무원의 허가를 받아 해양2호위성공정이 입안되었다. 국방과학기술공업국은 공정의 책임부서로서 해양2호위성을 돌파구로 중국 우주공정의 자주혁신, 핵심부품의 국산화, 연구개발의 정보화 사업을 활성화하여 다음과 같은 5대 ‘제1’을 창조했다.

○ 중국 최초의 해양동력환경 데이터 획득 위성
○ 중국 최초의 고정밀도 우주선
○ 중국 최초의 정량관측 마이크로파 원격탐지위성
○ 중국 최초로 위성-지구 레이저통신 시험 진행
○ 중국 최초로 마이크로파 원격센서의 해상 방사보정과 진실성 검사 전개

■ 해양2호위성 발사 목적, 임무 및 전망

○ 해양2호위성은 ‘제11차 5개년 규획’기간 민간 우주연구 전문프로젝트 계획의 중점프로젝트이자, 중국 최초로 해양동력환경 정보를 획득하는 지상원격탐지위성으로서 세계 해면 풍장, 파동장(wave field), 해양장, 해양환류, 해수면온도 합성장 등 다양한 해양 동력계수를 획득할 수 있다. 위성은 국가해양국을 비롯한 사용자의 해양환경 모니터링 및 예보, 해양조사 및 자원개발, 해양 오염 모니터링과 환경보호, 해양권익 수호 및 군사수요, 해양과학연구 및 응용연구를 위해 서비스를 제공하는 한편, 우주공간 재해 예방과 감소, 기후변화 대처 연구를 위해 기여할 전망이다.

○ 해양2호위성은 궤도에서 운행하는 해양1호위성과 배합해 각각 마이크로파와 광학 관측방법으로 해양환경 모니터링과 해양자원 탐사를 결합시켜 우주입체모니터링시스템을 구성한다.

○ 해양3호위성은 2015년 전으로 발사한다.

■ 기술혁신성과

○ 독자적으로 개발한 마이크로파 원격센서는 정량화 해양환경 데이터 획득이 가능하며, 국제 지상관측시스템의 핵심데이터소스임
○ 위성 레이저통신 실험은 고속 데이터전송 신규 루트를 모색
○ 진행파관증폭기(TWTA), three-floated gyro를 포함한 다양한 핵심부품의 국산화 실현
○ 위성 고정밀도 제어, 위성 전자기 호환성, 장수명의 활동부품 분야에서 특허 150건 신청
○ 선진국 수준의 공정 정보관리체제를 적용해 위성기술 상태변화의 관련 단일기계와 시스템에 대한 영향을 자동적으로 인식할 수 있으며, 위성의 연구개발 주기를 대폭 줄임

■ 강경산 원사, 위성탑재장치 소개

중국과학원 우주과학 및 응용연구센터 마이크로파원격탐지부 수석과학자 강경산(姜景山) 중국공정원 원사가 해양2호위성에 탑재된 레이더 고도계, 마이크로파 산란계, 스캐닝 마이크로파 복사계(scanning microwave radiometer), 보정 마이크로파 복사계를 소개했다.

○ 레이더 고도계
해수면 고도, 유의 파고, 풍속 측정에 사용된다. 데이터 피드백 결과는 해양 기후와 환경 모니터링 및 예보, 해양 오일가스와 해양 어업 및 해안지대 자원 조사 개발에 응용될 수 있다. 정밀도는 3-5cm로, 지구와 1,000km 떨어진 궤도에서 해수면 고도의 센티미터급 변화를 측정할 수 있다.

○ 마이크로파 산란계
해수면 풍속과 풍향을 측정할 수 있다. 해수면 풍장을 측정하여 해양동력 연구, 해황 예측, 재해 모니터링에 응용될 수 있다.

○ 스캐닝 마이크로파 복사계
세계 해양 온도, 해수면 풍장, 대기 증 수증기 함량, 구름 중 수분 함량, 해빙과 강우량 측정에 활용된다. 선진국 수준의 원추 주사 방법을 적용했다.

○ 보정 마이크로파 복사계
레이더 고도계를 위해 대기 경로 지연시간 보정을 제공한다. 대기 중 수증기 함량 측정을 통해 레이더 고도계를 위해 대기 보정 데이터를 제공하며, 궤도 보정, 수정기기 드리프트 등 기능을 확보하고 있다. 이 복사계는 현재 세계에서 민감도가 최고로서 레이더 고도계가 센티미터급 정밀도에 도달할 수 있게 한다.

레이더 고도계와 마이크로파 산란계는 능동형 마이크로파 원격센서이다. 즉 센서를 능동적으로 발사하고, 반사 또는 산란작용으로 되돌아오는 전자파를 수신하는 것이며, 레이더와 유사하다. 마이크로파 복사계는 수동형 마이크로파 원격센서이다. 즉 센서가 직접 해수면이 방사하는 전자파를 수신하는 것이며, 카메라와 유사하다.

이 4개 위성탑재장치는 공동으로 종합적인 원격탐사를 수행한다. 중국은 앞으로 미국에 이어 세계 두 번째로 종합적인 마이크로파 원격탐사를 수행할 수 있는 국가로 부상하게 된다.

이들 원격탐측기의 기반은 선저우(神舟)4호이다. 선저우4호 페이로드 응용임무 가운데 가장 중요한 센서인 멀티 모드 마이크로파 원격센서는 중국 최초의 실험용 마이크로파 원격시스템으로서 획기적인 기술성과를 거두었다.

중국과학원 우주과학 및 응용연구센터는 독자적으로 레이더 고도계와 보정 마이크로파 복사계를 연구개발을 담당했으며, 중국항천과기집단공사와 공동으로 마이크로파 산란계 연구개발을 수행했다.

중국과학원 우주과학 및 응용연구센터는 중국 최초로 마이크로파 원격탐사기술 연구를 전개한 기관이자, 현재 중국 내 마이크로파 원격탐사 메커니즘 연구와 마이크로파 원격센서 연구개발의 주요기지이다.

■ 중국의 해양위성공정

중국은 해양위성 발전계획에 따라 해양수색환경(해양1호, HY-1)위성, 해양동력환경(해양2호, HY-2)위성, 해양레이더(해양3호, HY-3)위성 등 3개 위성의 계열화를 실현하고, 방사보정 및 진실성 시험장을 설립하며, 남북극 원격탐사 수신시스템과 해양 입체 관측시스템을 구축할 계획이다.

○ 해양1호위성
중국의 근해와 세계 해양 수색(水色) 수온 및 해안지대 동적 변화 정보 획득

○ 해양2호위성
중국 근해와 세계적 범위의 해수면 풍장, 해수면 고도, 유의 파고, 해수면 온도 등 해양동력환경 정보를 24시간 전천후로 획득

○ 해양3호위성
섬, 해안지대, 해상목표물에 대해 24시간 전천후의 모니터링을 진행하며, 해양 파동장, 폭풍해일 범람, 내부파도, 해빙, 오일분출 등 정보를 획득

* 해양1호위성은 중국이 독자적으로 설계 및 제조한 자체 지재권 보유 위성으로서 A위성과 B위성으로 구성되었다. A위성은 2002년 5월, B위성은 2007년 4월 11일 발사되었다. 해양 생물의 자원 개발 및 이용, 해양 오염 모니터링 및 예방/치유, 해안지대 자원개발, 해양과학연구 등을 위해 서비스를 제공한다.