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천리안 위성

“순수 국산 관제시스템에 의해 운용된다”

- 정지궤도 위성 관제시스템 기술 독립 쾌거

- 외국 선진기술과 견주어 손색없어... 기술 수출 가능성 열려

우리나라 최초 정지궤도 위성인 ‘천리안‘을 지상에서 원격감시하고 조종하기 위한 관제시스템이 순수 국산 기술로 개발되었다.

ETRI(한국전자통신연구원, 원장 김흥남)는 “지난 27일 오전 발사에 성공한 통신서비스, 해양관측, 기상관측 등 복합기능을 갖춘 천리안 위성이 ETRI에서 개발한 관제시스템에 의해 운용된다“고 28일 밝혔다.

이번 천리안 위성 관제시스템 개발성공으로 우리나라는 아리랑 위성과 같은 저궤도 위성의 관제시스템 개발에 이어 정지궤도 위성의 관제시스템까지 개발할 수 있는 역량을 갖춘 우주기술 보유국이 되었다. 특히 방송통신위원회 주관으로 진행된 통신해양기상위성 통신시스템 세부사업<참고자료1 참조>을 통해 우리나라는 위성 관제시스템뿐 아니라 통신중계기, 지구국 시스템 모두를 국산화 개발 완료하게 된 쾌거를 달성했다.

우리나라의 위성 관제시스템 개발은 1999년 지구 저궤도 위성인 다목적 실용위성 1호(아리랑 1호)용 관제시스템을 ETRI가 국내기술로 독자 개발한 이후 다목적 실용위성 2호, 3호, 5호 관제시스템 개발을 통해 기능 및 성능을 고도화시켰다. 또 이번에 정지궤도 위성인 천리안 위성의 관제시스템 개발에 성공함으로써 저궤도 위성으로부터 정지궤도 위성까지의 모든 위성을 지상에서 원격감시하고 조종할 수 있는 시스템을 개발할 수 있는 기술 확보에 성공하였다.

ETRI는 이번 천리안 위성 관제시스템이 통신, 해양, 기상의 복합 임무를 수행하기 위해 위성제작사인 아스트리움(프랑스)에서 요구하는 여러 가지 특수한 기능을 모두 구현하였으며, 이를 검증하기 위한 기술시험 및 운영시험을 통과하여 우리나라의 우수한 우주정보통신 기술력을 입증한 바 있다.<참고자료2 참조>

이번에 개발한 위성 관제시스템은 ▲ 원격측정, 거리측정, 원격명령과 같은 위성과의 통신을 위한 13미터 안테나가 포함된 ‘TTC 서브시스템’ ▲ 위성의 상태를 실시간으로 감시하고 명령을 만들기 위한 ‘실시간 운용 서브시스템’ ▲ 세 가지 복합임무를 시간별로 계획하기 위한 ‘임무계획 서브시스템’ ▲ 위성의 궤도를 결정하고 위치를 유지시키기 위한 ‘비행역학 서브시스템’ ▲ 위성을 지상에서 시뮬레이션하기 위한 ‘위성시뮬레이터 서브시스템’으로 구성된다.<참고자료3 참조>

관제시스템 개발 책임자인 ETRI 김재훈 위성시스템연구팀장은 “우주관련 선진국에서 기술이전을 꺼리는 관제시스템 기술의 독자 개발을 통해 우리나라가 우주기술 선진국으로 진입할 수 있는 토대를 마련했다”라면서 “우리나라의 우수한 IT 기술을 바탕으로 순수 국내 기술력에 의해 개발된 정지궤도 위성 관제시스템과 저궤도 위성 관제시스템은 우주 선진국의 관제시스템과 동등한 기능 및 성능을 보유한 것으로 외국과 수출경쟁을 벌일 수 있을 것으로 전망된다.”고 말했다.

한편, 이번에 개발된 천리안 위성 관제시스템은 한국항공우주연구원에 설치되어 동경 128.2도에 위치한 천리안 위성을 직접 관제하는데 사용되며, 이중 ETRI 주도로 개발한 또 다른 국산 기술인 통신중계기의 감시 및 제어를 위한 기능은 ETRI내 운용센터에 설치·운용될 예정이다.<보도자료 본문 끝>

<참고자료1>

□ 천리안 사업 개요 및 성과

천리안 위성은 교육과학기술부(총괄), 방송통신위원회(방통위), 국토해양부, 기상청 등이 참여하는 범부처 사업(2003년 5월∼2010년)으로 진행되고 있으며, 방통위는 통신시스템(통신탑재체, 관제시스템, 지구국)을 주관하고 있다.

방통위 출연 및 주관으로 진행된 통신시스템 분야에서는 ETRI 주도의 국내 기술진의 힘으로 위성 관제시스템, 통신탑재체, 지구국 시스템 국산화개발을 완료하였으며, 본 사업 수행으로 ETRI는 국내·외 특허 (출원, 등록 포함) 270건, 국내외 논문 320건, 기술이전 46건의 실적을 달성했다.

<참고자료2>

□ 관제시스템 구현 기능

통신해양기상위성인 천리안의 관제시스템은 일반적인 정지궤도 통신위성을 위한 관제시스템에서 요구하는 기능 이외에도 새로운 복잡한 기능이 추가되었다. 세 가지의 복합임무를 수행하기 위해서 기상위성센터와 해양위성센터가 요청하는 영상촬영 요구가 서로 충돌하지 않도록 적절히 스케쥴링하는 기능이 관제시스템의 기능으로 추가되었으며, 위성제작사인 아스트리움(프랑스)에서 제공한 비행운용절차(Flight Operation Procedure)를 관제시스템에서 번역하여 위성에 전송하기 위한 비행운용절차 번역기 및 비행운용절차 전송기를 별도로 개발하였다. 또 천리안 위성은 북쪽면에 있는 해양탑재체 및 기상탑재체의 온도조절을 위해서 위성의 태양전지판을 남쪽에만 부착했기 때문에 하루에 두 번씩 추력기를 사용한 자세제어를 수행해야 하는데 이와 같은 영향을 궤도계산에 반영하기 위한 모든 기능이 관제시스템에 추가되었다. 이 밖에 위성의 관제를 위해서 요구되는 모든 특수한 기능에 대한 기술시험과 운영시험이 관제시스템 개발자인 ETRI, 위성제작사인 아스트리움, 위성운영자인 항공우주연구원의 참여 하에 성공적으로 종료되었다.

[그림1] 천리안 위성

(남쪽면에만 태양전지판 부착)

<참고자료3>

□ 관제시스템 구성

천리안 위성 관제시스템은 ▲ TTC 서브시스템 ▲ 위성운용 서브시스템 ▲ 임무계획 서브시스템 ▲ 비행역학 서브시스템 ▲ 위성시뮬레이터 서브시스템으로 구성되며 13미터 TTC 안테나를 포함한 통신장비, 그리고 각종 컴퓨터 및 응용 소프트웨어로 구성된다.

[그림2] 13미터 TTC 안테나 및 관제통신 장비 - TTC 서브시스템

[그림3] 원격측정 데이터 경향분석 - 실시간운용서브시스템

[그림4] 위성 임무 스케쥴링 - 임무계획 서브시스템

[그림5] 위성 궤도위치 유지조정 -비행역학 서브시스템

[그림6] 해양탑재체 운영 시뮬레이션 - 시뮬레이터 서브시스템

[그림7] 기상탑재체 운영 시뮬레이션 - 시뮬레이터 서브시스템