스페이스X 팰컨 헤비 로켓 발사 성공

스페이스X의 팰컨 헤비 로켓이 Arabsat-6A 통신위성을 싣고 한국시간 오늘 오전 7시 37분 발사되었습니다.

19:41 로켓 발사

27:23 두개의 사이드 부스터 케네디 우주센터 착륙 (발사 후 7:47)

29:29 센터 코어 부스터 드론쉽에 착륙 (발사 후 9:34)

54:00 아랍샛-6A 로켓에서 분리 (발사 후 34:06)

스페이스X는 이번 발사에 사용한 3개의 로켓을 모두 회수하는데 성공합니다. 발사 후 7:32에 두개의 사이드 부스터가 로켓 발사장인 케네디 우주센터의 랜딩존1과 랜딩존2에 성공적으로 착륙했고 발사 후 9:43에 케이브 케네디 우주센터에서 동쪽으로 535 kn(노티컬 마일; 991 km) 떨어진 로켓 회수 무인 선박인 드론 쉽(이름이 Of Course I Still love you)에 정확히 착륙했습니다. 작년에 처녀 발사된 팰컨 헤비인 경우 센터 코어 부스터는 연료 부족으로 드론쉽 착륙에 실패했으나 이번에는 3개 부스터 모두 회수에 성공했습니다.

참고로 드론쉽에 착륙할 때 비디오가 끊겨 착륙 장면이 보이지 않는데 착륙때의 진동으로 착륙 장면을 위성으로 송출하는 위성 안테나 각도가 틀어져 생기는 것으로 늘상 있는 일입니다.

발사 34분 07초 후 아랍샛은 성공적으로 궤도에 올려졌습니다.

현존하는 가장 강력한 로켓인 팰컨 헤비 로켓은 최대 26.7톤의 정지궤도 위성을 GTO(Geostationary transfer orbit) 즉 정지궤도 천이궤도에 발사할 수 있습니다. 각종 스파이 위성이나 지구 관측위성, 국제우주정거장이 있는 지구 저궤도에는 무려 63.7톤의 위성을 올려 놓을 수 있습니다.

정지궤도 천이궤도란 위성이 지구정지궤도로 진입하기 전 로켓이 올려 놓는 궤도로 로켓이 여기까지 위성을 올려 놓으면 위성 자체의 엔진을 이용 정지궤도로 진입하게 됩니다.

일반적으로 위성을 정지궤도에 올려놓을 때 로켓은 위성의 원일점(궤도상 지구에서 가장 먼 지점)이 대략 35000 km, 근일점(궤도상 지구에서 가장 가까운 지점)이 수백 킬로 미터의 타원형 궤도인 정지궤도 천이궤도에 올려놓습니다. 그런 다음 위성 자체에 실려 있는 로켓 엔진과 연료를 이용 근일점의 고도를 서서히 높혀 정지궤도에 다다릅니다. 따라서 정지궤도 위성의 발사시 중량은 반 이상이 연료 무게입니다.

아래 그림은 EchoStar XVII 위성이 정지궤도 천이궤도에서 자체 추진력으로 정지궤도로 궤도 수정하는 모습입니다.

위성 자체에 실려 있는 연료는 이렇게 정지궤도로 올라 가는데 쓰인 후 남은 연료로 위성이 정지궤도에서 작동하는 동안 미세하게 달라지는 궤도를 수정하는 용도로 사용됩니다.

대략 위성의 수명은 15년인데 보톧 자세 제어용 연료가 바닥나면 수명이 다한것으로 판단하므로 가능하면 자세제어용으로 사용할 연료가 많게 하려고 노력합니다.

사실 이번 아랍셋-6A의 무게는 6465 kg밖에 되지 않아 팰컨 헤비로 발사할 필요가 없습니다. 그러나 아랍샛측은 스페이스X의 팰컨 헤비가 시험 비행하기도 전에 자사의 위성을 팰컨 헤비로 발사하겠다고 예약했고 워낙 팰컨 헤비는 강력한 추진력으로 아랍샛-6A를 원일점 90,000 km, 근일점 300 km 높이 까지 올려놨습니다. 보통 원일점이 36,000 km인 천이궤도에 올려 놓는것과 비교할 때 엄청난 고도입니다.

이렇게 고고도에 올려놓으므로서 아랍샛-6A는 자체 엔진으로 정지궤도로 갈때 다른 정지궤도 위성과는 다르게 아주 빠른 단 17일간의 궤도 수정 시간이 필요하고 연료를 다은 위성보다 더 적게 사용할 수 있어 위성 수명이 늘어날 것으로 기대합니다.

아랍샛-6A를 제작한 로키드 마틴은 향후 위성을 정지궤도에 안착시키고 송수신 접시 안테나를 펼친 후 각종 성능 테스트를 마친 후 5월경 운영사인 아랍샛에 정식으로 위성의 소유권을 이양하게 됩니다.

스페이스X는 두달 후 이번 발사때 사용한 로켓을 재활용해 팰컨 헤비로켓을 만든 후 미 공군의 스파이 위성을 발사할 예정입니다. 대표적인 스파이 위성은 영상 정보 획득과 적의 무선 전파 탐지위성으로 나뉩니다. 광학 영상(가시와 적외선 영상)을 얻는 키홀과 레이더 합성 영상을 얻는 라크로스등이 유명합니다. 이들 위성은 무게와 궤도, 임무등이 잘 알려지지 않았으나 일반적으로 저고도에 아주 무거운 위성입니다. 스파이 위성과 대조적으로 정지궤도에 군용 통신위성이나 적의 탄도 미사일 발사를 조기에 관측하는 조기경보위성등은 스펙등이 알려져 있어 스파이 위성이라고는 부르지 않습니다. 이로 인해 스페이스X는 로켓 발사에 있어 큰 손인 미 공군이라는 소비자를 얻게 됩니다.

스페이스X의 팰컨 헤비로켓으로 정지궤도 위성을 발사할 경우 만약 3개의 부스터 로켓을 회수하는 경우 최대 8톤의 위성을 정지궤도 천이궤도에 발사할 수 있고 만약 3개의 부스터 로켓 회수를 포기할 경우 최대 15톤의 정지궤도 위성을 정지궤도 천이궤도에 발사할 수 있습니다.