우주발사체 발사 기지

우주발사 기지는 우주 발사체를 우주 공간으로 보내는 업무를 담당한다. 인공위성을 탑재한 발사체의 발사 이외에도 우주 관측을 수행하는 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 이러한 장소에 대한 개념은 발사장(Launching Site) 또는 우주센터(Space Center)라고 불리기도 한다. 원활한 우주 발사 능력을 확보하기 위해서는 우주발사 기지의 확보가 절대적으로 필요하다.

전 세계적으로 자체 위성발사 기지를 운용하고 있는 국가는 14개국이다.

• 미국이 상업용 발사장을 포함하여 10개의 기지
• 러시아 6개(Baikonur 포함)
• 중국 5개
• 일본, 프랑스가 2개의 기지를 운영
• 호주, 이스라엘, 인도, 이란, 파키스탄, 브라질, 스웨덴, 캐나다 등이 1개의 기지를 운영
• 북한은 서해, 동해 2개의 기지를 가지고 있으나 실질적인 위성발사는 서해 기지에서만 이루어져 실질적으로는 1개의 기지를 가지고 있는 것으로 보인다.
• 우리나라는 2009년부터 나로우주센터(전남 고흥)를 운영

발사장의 입지 특성

• 인공위성이 위치하게 될 궤도를 고려해야 한다. 고도 200∼500Km 전후의 저궤도, 35,800Km의 정지궤도는 동쪽으로 로켓을 발사하여 지구의 자전 속도를 활용할 수 있도록 동쪽으로 로켓을 발사하는 곳이 선정된다.
• 북극과 남극의 상공을 통과하는 극궤도는 발사장에서 북쪽 또는 남쪽으로 발사하게 되어 지구의 자전 속도는 거의 이용할 수 없게 된다.
• 자전 속도는 적도 상공이 가장 빨라 1초에 460m 정도이다. 위도가 높아지면 높을수록 그 값은 적어져 극의 상공에서는 0이 된다.
• 발사체를 발사하기 위해서는 넓은 공간이 필요하다. 지상에서 발사를 위한 준비나 발사 이후에도 폭발의 위험이 있으므로 경계구역 안으로 출입을 제한하고, 로켓이 폭발하더라도 피해가 가지 않도록 하여야 한다. 발사된 이후에도 잔여물 낙하가 문제가 될 수 있으므로 비행경로를 고려하여 발사 가능 장소를 확보하여야 한다.

해상기반 우주 발사 개념

• 60년 이상 된 오래된 개념이며, 우주 선도 기입인 Sea Lauch, SpaceX, Blue Origin, Black Arrow Space Technologies 등에서 개발을 진행하고 있다.
• 3면으로 둘러싸인 대한민국이 우주력 개발을 집중하고 있는 시기에 해상기반 우주 발사도 연구가 필요하다.

Sea Dragon 발사 개념

Spin Launch 발사장 모습

• 하늘에서 발사하는 개념도 있다. 항공기에 발사하는 방식으로 로켓 비행기를 비행기의 날개 밑에 달아 비행모체에서 발사하는 방식이다.
• 미국의 페가수서(Pegasus)는 미 국방부의 데이터 중계위성을 위성궤도에 올리는 데 성공하였으며. 고공에서 발사되므로 공기저항이 적어 로켓에서 필요한 속도를 10~15% 줄일 수 있는 것으로 알려져 있다.
• 우주 탑재체를 질량 가속기 기술로 우주로 이동시키는 우주기술 개발도 진행중이다. 마치 새총을 쏘는 것처럼 발사하면 발사체 1회 발사 비용을 획기적으로 줄일 수 있다.

  

  Spin Launch 발사장 모습

출처: 강동수, 북한 우주기술 현황 조사, 2022.

 위성발사 비용

위성발사 비용