Beyond the Space

요즘 과밸이 누군가의 난동으로 상당히 어지럽게 돌아가고 있는 관계로 저도 그 정화에 힘을 쓰고자 추석기간에 과밸을 지키러 왔습니다.

로켓 엔진이라는 것은 우주 발사체나 미사일 등에도 중요한 것입니다만 우주에 올라가 있는 인공위성에도 상당히 중요한 부분입니다. 왜냐하니, 이 우주란 공간은 이론적으로만 볼 때는 상당히 깔끔해 보이지만 실제로는 여기저기서 그 깔끔함을 위협하는 요소들이 많기 때문이지요. 그 영향은 우주에서 자기 일을 열심히 수행해야 할 인공위성에도 적용되는 것으로, 인공위성이 돌아야 할 궤도에 여러가지로 집적대고 있습니다. 보통은 '외란'이라는 이름으로 통칭되는 녀석인데, 그 원인은 지구 자기장, 지구의 형태가 완벽한 구가 아니라는 것, 미세한 중력장의 변화.. 등이 있겠습니다.

이러한 외란들을 극복하고 자기 위치를 지키기 위해서 대형의 상용 위성에는 궤도 기동용, 자세 유지용 추력기가 필수적으로 따라붙게 되는데요. 보통은 하이드라진 기반의 mono-propellant(단일 연료)나 bi-propellant(이중 연료) 추력기가 사용됩니다. 지구 정지 궤도 위성의 경우도 외란에서 자유롭지 못하여, 주기적으로 추력기를 가동시켜 station keeping이라는 작업을 통해 자신의 위치를 정확하게 지키려 하는데요. 이때 추력기의 연료량이 지구 정지 궤도 위성의 수명을 결정 짓는 가장 중요한 요인입니다.

한 번 쏘아올린 위성을 가능한 한 오래 사용하기 위해서는 당연히 추력기가 오래 작동할 수 있어야 하는데, 그렇다고 무작정 연료량을 늘리자니 위성 전체의 무게가 늘어나 발사체의 최대 용량에 맞추기 위해서는 다른 곳의 무게를 줄여야만 하는데, 그건 그것대로 곤란한 작업이 됩니다. 그래서 추력기의 효율을 높이는 방향으로 연구가 진행되게 되지요.

현재까지 나온 로켓 엔진, 추력기 종류에서 가장 효율이 좋기로 유명한 방식이 바로 전기 추력기 기술입니다. 이 전기 추력기는 추력 자체는 굉장히 미약하지만 효율이 일반 액체 로켓 엔진에 비할 바가 아니기 때문에 차세대 위성용 추력기로 각광을 받고 있는 녀석이지요. 당연히 전기 추력기가 정지 궤도 위성에 사용된다면 위성의 수명을 비약적으로 높일 수 있을 겁니다.

실제로 인도에서 정지 궤도 위성용 전기 추력기를 검증하기 위해 나섰는데요. 올해 말에 발사할 GSAT-4라는 과학 실험 위성에 전기 추력기를 실어 올려 우주 인증을 하려 하고 있습니다. 현재 10년 정도인 정지 궤도 위성의 수명이, 이 전기 추력기를 사용할 경우 5년 늘어난 15년 까지 확장될 수 있을 것이라고 ISRO(인도 우주국)에서 말하고 있군요. 50%의 생명 연장이라, 상용 위성 업계에서는 굉장히 반가운 소식입니다.