어린이과학동아&수학동아 기사

안녕하세요!

저는 우주기자단 이예나입니다.

저는 4월 16일, 대전에서 열린 대한민국 과학기술대전에 참여하여 한국항공우주연구원 부스를 체험해보았습니다. 

 위는 항우연 부스의 모습입니다.

이 곳에는 4가지 모형들이 전시되어 있습니다.

한국항공우주연구원은 1989년도에 만들어졌으며 우리나라가 우리의 항공우주 기술을 개발하기 위해 만든 출연 연구원,

즉 정부에서 돈을 지원해주는 연구원입니다.

항우연에서는 1300명 정도가 근무하고 있고, 대부분이 항공기, 인공위성, 그리고 누리호와 같은 우주 발사체를 개발하는 연구원들이 모여 일을 하는 중입니다.

 저희는 그중 이곳에서는 한국항공우주연구원의 홍보실장인 이성민 연구원께서 전시품 설명을 해주셨습니다.

여러분이 보았던 누리호 발사 장면을 촬영하신 장본인입니다.

저는 우주기자단 친구들과 마찬가지로 사인을 받는 것을 성공했습니다!

(제가 받은 사인입니다!)

그러면 지금부터 이 부스에 있는 모형들과 함께 우리나라의 항공우주기술에 대해 알아볼까요?

1. 성층권 태양광 무인기 EAV-4     

 이 모형 무인기는 저희 기자단이 가장 처음 소개받은 실제 크기의 3분의 1인 전시품입니다.

가장 최근에 개발 중이고, 이름에서 볼 수 있는 것처럼 고도 18km 이상인, 기온이 -70도 정도로 매우 추운 성층권에서 비행하는 것이 목적입니다. 

왜 인공위성 대신 이 무인기를 개발했을까요?  

그 이유는 바로 성층권은 춥기 때문에  대기가 안정적이어서 바람이 불지 않기 때문입니다.

그 말은 무인기가 멈춰 있을 수 있다는 것입니다.

그럼 인공위성은 어떨까요?  여기서 퀴즈! 여러분, 총알이 더 빠를까요, 아니면 인공위성이 더 빠를까요?

총알이라고 말한 사람들도 많을건데요, 사실 인공위성은 궤도마다 달르지만 보통 총알보다 2배 이상 빠릅니다.

그 때문에 저궤도를 도는 인공위성은 한반도를 하루에 두번에서 세번밖에 돌고 찍을 기회가 없습니다.

그래서 성층권 무인기는 한 지역을 오랫동안 관찰하고, 통신 기지로도 쓸 수 있어 활용도가 굉장히 높다는 것 입니다.

그렇지만, 이 무인기는 날개 길이가 아파트 10층 높이인 30m로 크기가 크지만 150kg이어서 가볍기 때문에 내구성도 약해

구조적으로, 그리고 겨울에 핸드폰 배터리가 빨리 닳는 것처럼 현재의 배터리 기술은 추위에 약하기 때문에 에너지 차원으로도 개발하기 어렵다고 합니다.

그렇지만 항우연 박사님들은 연구를 계속해 EAV-3 무인기를 성층권에서 52시간 동안 연속비행을 하는데 성공하고,

우리나라가 이 분야에서 세계 2위권의 기술력을 보유하게 되었습니다.

현재 EAV-4는 조립이 다 끝난 상태이며 조만간 2~3주 단위로 비행할 계획이라고 합니다!

정말 기대됩니다. 빨리 비행하면 좋겠네요!   

이제부터 저희 우주기자단과 이성민 연구원님과의 Q/A를 한뒤 다음으로 넘어가겠습니다.                                                                                           

Q : 만약에 (무인기 발사가) 실패하면 다시 또 (무인기를) 만들건가요?

A : 실패하면은 부모님이 내신 세금이기 때문에 하나 더 만들 것 (웃음).

열심히 해가지고 실패하면 안되고, 잘해가지고 성공하는 걸로 하려고 있습니다.

Q : 무슨 기술을 (대략적으로) 썼어요?

A : 항공기를 만드는데 크지만 가벼운 비행기를 만든다고 생각하면 돼요.

Q : 성층권에 올라가서 뭘 할려고 하는거예요?

A : 성층권에 올라가서 굉장히 다양하게 쓸 수 있는데, 첫번째로 카메라를 달고 갈 수 있어요.

그래서 지금 여기 보면, 카메라가 달릴 수 있어서 카메라로 같은 지역을 굉장히 오랫동안 찍을 수도 있고, 아까 얘기한 것처럼

통신 중개국으로도 쓸 수가 있어요.

예, 그렇게 여러가지 활용도가 있기 때문에 그런 것들을 우리가 뭘 갖고 갈지를, 탑제체라고 어려운 표현으로 부르는데

어떤거를 장착하고 가느냐에 따라 굉장히 다양한 용도로 사용할 수 있어요.

 이제 아리랑 위성 7호로 넘어가보겠습니다.

 2. 아리랑 위성 7호

 저희는 무인기 다음에 이 실제 크기의 3분의 1인 모형과 함께 아리랑 위성 7호 에 대해 설명을 들었습니다.

이 아리랑 7호는 올해 하반기에 우주로 발사될 예정이라고 합니다. (빨리 하반기가 오면 좋겠네요!)

 이 1톤이 넘는 아주 큰 위성의 외쪽 끝에는 광학 카메라가 있는데, 해상도가 30cm (사진의 픽셀의 가로/세로가 30cm) 이기 때문에

우주에서 30cm의 물건을 구분할 수 있습니다.

이는 지나가는 자동차의 종류까지 구분할 수 있는 초고해상도 사진을 찍을 수 있다고 합니다.

하지만 요즘에는 드론으로도 사진을 찍을 수 있는데, 왜 인공위성 사진이 필요할까요?

그 까닭은 바로 인공위성은 드론과 달리 도시와 같은 굉장히 넓은 범위를 찍을 수 있고, 같은 곳을 계속 찍을 수 있어

최근에 일어났던 강원도 산불 때와 같은 재난 시에 어느 지역에 피해가 얼마나 있는지를 분석할 수 있습니다.

또한 International Charter 라는 기구를 통해서 전 세계 모든 나라들이 서로 재난 상황을 찍은 위성 영상을 공유하기도 합니다.

그리고 위성으로 사진을 찍어 석유량이 얼마나 되는지 파악하고, 농산물 생산 지역을 찍어서 생산량을 예측하는 등으로

주가 예측과 물가 예측도 할 수 있습니다.

아까 말했듯이 올해 7월 (하반기) 에 발사되기 때문에 그때 대전에 가면 실물도 볼 수 있다고 합니다.

저도 다시 대전에 가야겠네요!

이번에는 Q/A 없이 바로 다누리로 넘어가볼까요?

3. 다누리

우리에게 익숙한 다누리는 누리호 (이것도 많이 들어봤죠?) 에 실려 발사된 뒤 하루에 12바퀴씩 달을 돌면서 사진을 찍고 있습니다.

여기서 퀴즈! 다누리는 우리나라에서 발사됐을까요?

아닙니다. 개발은 우리나라가 했지만 발사는 미국에서 스페이스 X가 2022년 8월에 발사했습니다.

발사 후 달로 가기까지 4.5개월이라는 긴 시간이 있었답니다. 그 이유는 바로 위성에 부착되어 있는 태양 전지판은

인공위성 내부의 전자장치를 운영하는데만 쓰이고, 나머지는 엔진을 쓰기 때문에 태양 전지판이 있더라도 영원히 쓸 수 없기 때문에 연료를 최대한 아껴야만 합니다.

다누리와 달리 아폴로 11호는 최대 속도로 출발해서 역추진 (브레이크) 를 달에 근접했을 때 해 3일이라는 짧은 시간 후에

도착했지만, 역추진을 할때 연료를 거의 써버렸습니다.

그래서 다누리는 BH 궤적이라는 물체가 서로 끌어당기는 힘 때문에 생긴 길로 돌아가 연료 사용을 최대한 줄였습니다. 

그래서 원래 달에서 임무를 1년만 하기로 했지만, 2027년까지로 연장되었습니다.

그때 수명이 다하면 달에 충돌시키는 방식으로 처리한뒤,

다음에 저궤도에 갔을 때 어떤 현상이 일어날지 연구할 목적으로 쓰일 것이라고 합니다.

달에 충돌하다니, 뭔가 불쌍하네요...

이번에도 Q/A 없이 바로 넘어가겠습니다!

4. 누리호

 항우연의 가장 큰 연구 성과이자 실내 부스의 마지막 모형, 실제 크기인 47.2m의  10분의 1인 누리호 모형입니다.

(10분의 1인데도 정말 크네요...)

이 누리호는 3단으로 이루어져 있는데요, 그 이유는 바로 한단으로 만들면 효율성이 떨어지기 때문입니다.

그로 인해 항우연은 누리호를 3단으로 만들어 1단에는 75t 엔진 4개, 2단에는 75t 엔진 한개, 그리고 3단에는 7t 엔진 한개를

달아 가장 효율적인 방법으로 우주에 갈 수 있게 만들었습니다.

누리호 발사 영상을 보면 흰 물질들이 표면에서 떨어지는 것을 볼 수 있는데요, 그 것들은 겉껍질, 페인트도 아닌 "얼음" 입니다.

이 얼음은 누리호 안에 있는 산소 액체에 붙어있던 것입니다.

그 까닭은 바로 불이 생길려면 산소가 필요하지만 우주에는 산소가 없고 기체 상태의 산소는 가져갈 수 없기 때문에  

산소를 매우 차갑게 해 액체로 만든 뒤 탱크에 실었는데 그 주위 온도가 매우 낮아 얼음이 붙어있던 것입니다.

여기서 퀴즈! 누리호는 우리나라 어디서 발사했을까요?

정답은 바로 고흥입니다.

그 까닭은 바로 우리나라는 땅이 적기 때문에 바다와 가까우면서도 연료를 덜 쓰고 멀리 갈 수 있는 적도에 가까운 곳에서

발사를 해야 하기 때문입니다.

그렇기 때문에 처음에는 제주도에서 하려고 했지만, 계획이 원활하게 되지 않아서 고흥에서 하게 되었다고 합니다.

그리고 누리호는 액체 엔진을 썼는데요,대체 왜 쉬운 고체 엔진 대신 어려운 액체 엔진을 썼을까요?

그 이유는 바로 액체 엔진은 라이터처럼 세밀하게 운영하고 자전거처럼 추력 조절을 할 수 있지만,

고체 엔진은 그렇지 못하기 때문입니다.

그래서 차세대 로켓도 액체 엔진을 쓰는 로켓으로 만들 계획이라 합니다.

그렇지만 고체 엔진도 장점이 있습니다.

고체 엔진은 성냥처럼 준비없이 바로 사용이 가능하기 때문에 대부분이 무기에 쓰입니다.

누리호에서도 고체 엔진은 단들이 서로 충돌하는 것을 방지하기 위해 쓰이고 있습니다.

이 로켓기술은 ICBM (대륙 간 탄도 미사일) 기술과 굉장히 유사하기 때문에 이중용도 기술이라 불립니다.

그래서 다른 나라들은 이 기술을 중요하게 생각해 보안을 지키려고 하고 있습니다.

미국이 누리호 프로젝트를 지원하지 않은 이유도 이것입니다.

그렇기 때문에 각자 이 기술을 개발하고 있어 국제적으로 협력하는 일은 매우 드물다고 합니다.

현재 우리나라도 혼자할 것인가, 같이할 것인가를 고민하고 있습니다.

그렇지만 아폴로 때와 달리 지금은 누가 이기냐를 결정하는 것이 아닌, 우주로 가서 무엇을 이룰 것인가가 더 중요하기 때문에

아르테미스 계획처럼 협력이 중요한 시대라고 할 수 있습니다.

그래서 저도 개인적으로는 우리나라도 협력을 하면 좋겠다고 생각합니다.

실제로 우리나라도 아르테미스 계획에 참여하고 있습니다.

그중 아까 본 다누리는 나사에서 만든 탑제체를 실고, 어두운 곳에서도 사진을 찍을 수 있는 섀도우 캠도 부착되어 있습니다.

이 섀도우 캠이 중요한 이유는 아르테미스 계획은 달에 사람을 보내는데 그치지 않고 정착시키는 것까지 목표를 둬 물이 필요하기

때문에, 달의 크레이터 중 햇빛이 들지 않은 영구음영지역에서 물 (얼음) 이 존재한다고 예상해 그 어두운 지역을 찍을 수 있기

때문입니다.

그래서 우리나라도 다누리를 통해서 착륙지 선정에 큰 기여를 하고 있습니다.

물론 협력하는 것만큼 독자적으로 하는 것도 중요합니다.

예를 들어, 미국은 항공 기술 선진국이자 중심국이기 때문에 의존을 너무 하게 되면, 미국의 정치 등의 상황으로 인해

우리나라의 기술 발전에 영향을 줄 수 있어 독자적 발사체를 개발하는 것이 중요합니다.

실제로 아리랑 7호도 2022년에 발사할 예정이었지만 러시아/우크라이나 전쟁 때문에 러시아의 발사체를 쓰지 못해 발사가 3년이나 늦어졌습니다.

마지막으로, 올해 누리호가 11월달에 발사하는 것으로 시작해, 3번 더 발사를 할 예정이라고 합니다.

정말 기대되는 소식입니다!

이제 Q/A를 해보겠습니다.

Q : 우리나라 로켓의 역사는 어떻게 되나요?

A : 우리나라 로켓 역사는 굉장히 오래됬는데, 옛날에 KSI-1이라는 로켓이 있었어요.

그거부터 시작을 해서 이제 KSI-1, 2, 3까지 하고 나로호를 거쳐서 이제 누리호까지 왔고, 이제 아까 얘기한 것처럼 우리도 독자적인

우주개발 능력을 갖고 있어야 하기 때문에 독자적으로, 우리 스스로 원할때 우주를 갈 수 있어야 되서 발사체 개발을 했고요.

하나의 예로는 아리랑 7호의 발사 지연을 예시로 들 수 있습니다.

Q : 왜 아리랑 7호를 누리호에 실지 않고 큐브 위성을 실었나요?

A : 누리호는 첫번째 발사 때 실패하고 두번째, 세번째에는 성공했지만 아직 개발 단계이고 저 위성의 가격이 몇천억이어서 

만약에 잘못되기라도 하면 큰일나기 때문에 더 안전성 있는 발사체에 실어야 해요.

그리고 저 꼭대기를 보면 볼펜 끝처럼 생긴 것을 페어링이라고 하는데, 거기에 지금 아리랑 7호를 담을 수 없는 상황이기 때문에에담을려면 개조를 해야 해요.

 저희는 야외 체험 부스를 가는 동안에도 많은 것들을 연구원님께 물어봤는데요, 인공지능 발전에 따라 항공우주 기술은 같이

협력하면 러시아의 자율 착륙처럼 발전할 것이고, 달의 가치는 헬륨3를 많이 가지고 있다는 것이 예상되기 때문에

2조원 정도일 것이라는 것을 배우게 되었습니다.

저희는 이 부스에서 누리호 AR 컬러링 체험과 달 탐사 VR 체험을 하면서 즐거운 시간을 보냈습니다.

(누리호 AR 컬러링)

(제가 VR 체험을 하는 모습입니다.)

이번 현장미션은 처음에는 긴장되기도 했지만, 우주 기자단 친구들과 즐겁고 유익한 시간을 보내서 기뻤습니다.

이상으로 기사를 마치겠습니다.

감사합니다!