[ 인공 구조물 ] - 인공위성

[1] 개요
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인공위성(人工衛星, artificial satellite)은 우주에서 천체의 주위를 돌도록 만든 인공 구조물을 말한다.[1] 인류가 만들어낸 가장 기초적인 우주선이며, 현재 발사되는 모든 인공위성의 99%는 지구 주변을 돌고 있다. 인공위성의 내부 구조는 간단하게 추진체, 컴퓨터장비, 전기공급, 뼈대 등으로 나눌 수 있다.

유사하지만 대립되는 개념으로, 탐사선이 있다. 탐사선은 인공위성처럼 천체 주변을 도는 것이 아니라, 심우주 공간으로 항행을 해 각종 과학 임무를 수행하는 데 초점을 둔 무인 우주선이다.

밤하늘에 유난히 밝은 별이 보여서 '별이 참 밝다'고 하면 '그거 인공위성이야' 같은 식으로 받아치는 경우가 은근히 많은데, 실제로는 거의 목성, 금성, 화성 아니면 평범한 1등성일 확률이 높다. 대부분의 인공위성은 겉보기 밝기가 가까운 행성이나 1등성보다 훨씬 어둡다. 물론 그런 천체들과 달리 지구에 아주 가까이 있긴 하지만 우주적인 관점에서나 가까운 것이지 정지궤도 인공위성과 지구 사이에는 지구가 세개쯤 들어간다. 그 거리에서 어지간한 행성만큼의 밝기가 나오려면 못해도 지름 수백km 크기는 되어야 한다.[2] 극궤도 위성의 경우는 훨씬 가깝긴 하지만 이쪽은 보통 하루에도 수십 번씩 지구를 돌기 때문에 천구상에서 일반 별처럼 가만히 있는 모습은 볼 수 없다.




[2] 역사
최초의 인공위성은 1957년 10월 4일에 발사된 소련의 스푸트니크 1호.[3] 이때만 해도 그냥 우주에 뭔가 쏴 올렸다는 사실만으로 상대방(미국)에게 충격과 공포를 주기 위한 목적이었지만,[4] 점점 용도가 늘어가면서 현재는 용도에 따라 과학위성, 통신위성, 군사위성, 기상위성 등으로 나뉜다.

참고로 대한민국 최초의 인공위성은 1992년 8월 11일에 발사한 우리별 1호. 우리별 1호는 ESA(유럽우주기구)가 제작한 '아리안 로켓'에 실어서 발사했다. 북한은 스커드 미사일 기술로 자체제작한 대포동 발사체를 이용해 '광명성 1호'라는 위성을 자체 발사하려 했으나 실패했고, 2009년 4월 5일에는 대포동 2호 발사체를 이용하여 '광명성 2호'를 발사하려 했으나 또 실패했다. 결국 성공한 것은 2012년 12월 12일 은하 3호에 실은 광명성 3호가 최초. 대포동2호는 2단 분리가 안 돼서 실패했다는 주장이 언론에 돌았으나 나중에 은근슬쩍 말이 바뀌어서 분리에는 성공했으나 우주궤도 진입에는 실패했다고 수정됐다.

문제는 이게 고장나거나 실종되거나 하면 바로 우주쓰레기가 될수도 있다는 것이다. 저궤도의 경우엔 알아서 타버리는데, 문제는 정지궤도의 인공위성. 이런 인공위성의 잔해들이 위험한 이유는, 감속이 일어나지 않고 계속 에너지를 유지하는 우주공간의 특성 때문이다. 지금도 정지궤도 상에는 수많은 우주 쓰레기가 날아다니고 있으며, 만일 이 중 하나가 인공위성이나 크기가 큰 쓰레기를 파괴한다면 그 파편들이 샷건의 산탄처럼 퍼져나가, 엄청난 속도를 지닌 또 다른 우주쓰레기들이 되어 버린다. 지금도 다양한 목적의 인공위성들이 발사되고 있으므로, 이대로 그 잔해가 우주에 방치되다가는 결국 미세한 우주쓰레기의 막이 궤도상을 빠르게 회전하는 막이 되어버릴 것이며, 우주선이 정지궤도를 지나기에 너무나 위험한 상황이 올 수 있다.[5][6] 인류의 우주 진출이 그대로 무산될 수 있는 실질적인 위험인 것이다. 쓰레기 처리 인공위성을 쏘아올린다는 말은 있는데, 아직 한 대도 쏘아올리지 못한 것이 현실. 그래서 보통 수명이 거의 다한 정지궤도 위성은 남은 추진체를 써서 수백 km 정도 높은 '묘지 궤도'(Graveyard orbit)에 올려 폐기한다




[3] 군사위성
군사적인 목적으로 사용되는 위성이다. 정찰위성, 항법위성, 통신위성의 종류가 있다. 전투용 위성을 개발할려는 시도는 있었지만 1967년 우주조약에 의해 우주에 대량살상무기를 설치하는 것을 금지하면서 현재까지 제작되어지지 않았다.
정찰 위성 - 해당 항목 참조.
항법위성
위성을 사용해 지상에서 자신의 위치를 확인하기 위한 위성. GPS, 글로나스, 베이더우 등이 있다.[9]

지금은 민간용으로 풀린 지 오래라서 잘 알려져 있지 않지만 본래 군사용으로 개발된 위성이다. 그런데 대한항공 007편 격추 사건을 계기로 미국이 한창 개발 중이던 GPS를 민간에게도 개방할 것을 약속하게 된 것이다. 현재 대다수의 항법위성은 민간용과 군용 주파수를 다르게 하고 때로는 2000년 이전의 GPS처럼 민간용에 고의적으로 오차를 집어넣어 정확도를 낮추기도 한다. 다만 유럽 연합의 갈릴레오는 완전한 민간용 항법위성이다. 개발 목적 자체가 다른 항법위성이 군사용이기 때문에 군사적 목적에 따라 민간 사용이 제한되는 것을 피하기 위해서이다.

항법 위성이란 게 적어도 4대 이상의 위성이 머리 위에 떠 있어야 작동할 수 있기 때문에, 최소 4대의 위성이 필요하고 전 세계에 서비스하려면 20~30기의 위성에다가 기지국까지 필요한 터라 돈이 매우 많이 든다. 미국, 러시아, 중국 정도만이 본격적으로 사용 중이거나 개발 중이다. 아니면 유럽연합처럼 연합을 해서 지지부진하게 개발하거나 일본, 인도 등과 같이 특정 지역만 서비스 가능하도록 제한적으로 개발하고 있다