위성통신

◉ 우리나라의 무궁화위성

1. 무궁화위성 사업의 준비

무궁화위성 사업계획은 1989년 2월 체신부에서 대통령에게 국내 위성 확보 계획을 보고하면서 시작되었다.

1990년 3월에는 전 국민을 대상으로 최초 국내 위성에 대한 명칭을 공모하여 [무궁화호]로 정하고, 영문 표기로는 [KOREASAT]으로 명명하게 되었다.

1991년 1월 최종적으로 확정된 설계 기준은 위성 규모를 중형급으로 결정하고, 방송용 중계기 3개, 통신용 중계기 12개로 구성된 주.예비 2기의 위성으로 하며, 위성궤도로는 동경 116˚를 선택하게 되었다.

1991 년 5월에는 확정된 무궁화위성 구매 규격에 따라 국제 입찰을 실시하여 미국의 GE, Hughes, Space Loral사와 영국의 British Airway사로부터 입찰 제안서를 받아 모든 면에서 가장 유리한 GE사로 결정하고, 1991년 12월 30일자로 구매계약을 체결하였다.

위성 발사체는 미국의 General Dynamic사, MacDonnell Douglas사, 프랑스의 Arianspace사가 입찰에 참가했는데, 발사 성공률과 경제성 면에서 가장 유리한 맥도널 더글라스사의 델타(Delta) 발사체가 선정되어 1990년 8월에 계약을 체결하였다. 위성을 제어할 관제소는 경기도 용인군 운학리에 주관제소를 건설하였다.

기술 전수는 위성체와 발사체 설계에서 제작에 이르기까지 모든 공정에 대해 국내 기술진이 참여하였는데, ETRI와 산업체에서 위성체 분야에 30명, 발사체 분야에 24명을 선발, 1992년 9월부터 제작 현자에 파견하여 약 3년 동안 기술 전수를 받았다.

2. 무궁화1, 2호 위성의 발사

무궁화 위성은 1995년 8월 5일 미국 플로리다주 케이프커내버럴의 미 공군 기지에서 발사되었다. 그러나 발사 후 1분 7초에 1단 로켓에 부착된 9개의 보조 로켓 중 6개는 분리되었으나, 2분 11초에 분리된 3개 중 1개가 분리되지 않아 정상궤도 진입을 위한 타원형 천이궤도에서 6,418km 모자란 지점에 도달하는 사고가 발생하였다. 그 결과 위성체의 자세 제어용 추력을 사용, 자체 원료를 분사 시켜 1995년 8월 31일 정지궤도에는 성공적으로 진입했으나 위성의 수명은 4년 4개월로 현저히 줄어들게 되었다.

사고 원인을 조사한 결과 보조 로켓 내부의 도화선이 보조 덮개의 구조적 결함으로 공기 중에 노출되어 녹아버려 사고가 난 것이었다.

무 궁화위성을 쏘아올린 로켓은 Delta II 로서 NASA가 1959년 개발한 3단 로켓이었다. 1960년 5월 발사한 이래 지난 17년간 98.8%의 성공률은 가졌고, 지난 8년 동안 49회 발사에서 성공률 100%를 기록한 우수한 로켓이었으나 무궁화위성 발사에서 불의의 사고가 난 것이다.

1호 위성의 사고에 대비하여 준비되어 있던 무궁화 2호 위성이 1996년 1월 14일 성공적으로 발사되었기 때문에 위성 서비스 제공에는 차질이 없게 되었다.

구분		서비스 내역	중계기 수
방송용	직접 위성방송	- 공영 방송 - 교육 방송 - 뉴미디어 방송	3
통신용	비디오 중계	- TV 방송신호 중계 - CATV 중계 - 영상회의 전송	2
	국간 중계	- 주요 도시간 전화회선 중계	1
	도서지역/행정 통신	- 도시 및 산간지역의 음성 및 데이터 회선 - 비상 회선(중요 회선) - 재해 복구용 회선 - 임시전화	2
	고속전용 통신	- 국가 공공기관, 금융, 언론, 기업체 등의 고속 전용회선	2
	저속전용 통신	- 국가 공공기관, 금융, 언론, 기업체 등의 저속 전용회선	4

<표 1> 서비스 이용 분야

무궁화 1호 및 2호 위성은 방송통신 위성의 기능을 갖춘 복합위성으로 방송용 중계기 3개와 통신용 중계기 12개를 각각 탑재하고 있다. 사용 주파수는 14/12GHz 대역으로 통신용은 중계기당 36MHz, 방송용은 27MHz 대역폭으로 사용하고 있는데 서비스 이용분야는 다음과 같다.

방 송용 중계기에 의한 직접위성방송은 시청자가 위성에서 보낸 전파를 소형 파라볼라 안테나로 직접 수신하게 되며, 신호의 디지털화로 인하여 지상파에서 문제시되던 난시청 문제를 완전히 해결, 전국 어디서나 선명한 화면을 시청할 수 있게 되었다. 시청자가 무궁화위성의 방송신호를 직접 수신하도록 하기 위해서는 높은 전력이 필요한데, 위성 중계기의 출력은 약 120W이다.

위성의 중심 빔(beam)은 전북 무주(동경 127.5˚, 북위 36˚) 지역인데, 이 지점에서는 안테나 직경이 40cm 정도의 소형 안테나로 수신할 수 있으며, 우리 동포들이 많이 거주하는 일본과 극동지역의 중국.러시아에서는 120cm 이상이면 어느 정도 가능하므로 한국의 현지 방송을 우리와 동시에 시청할 수 있게 되었다. 또한 디지털 위성방송을 위한 기술기준은 1995년 5월 결정됨에 따라 고선명 텔레비전 방송이 가능하게 되었다.
 

3. 무궁화 3호 위성의 발사

무궁화 3호 위성은 99년 9월 5일, 남미 프랑스령 가이아나의 쿠루 기지에서 성공적으로 발사되었다. 무궁화 1호 위성을 대체할 3호 위성은 위성 본체는 미국 록히드 마틴사에서 제작하였고, 발사체는 유럽 아리안 스페이스사의 아리안 4호 로켓이었으며, 무게 2,800kg, 길이 19.2m의 대형 위성이다.

1, 2호 위성과 달리 4개의 구동 안테나가 설치된 이 위성은 지상명령을 통해 원하는 위치로 서비스 지역을 바꿔 한반도뿐 아니라 동남아 지역에도 중계 서비스를 제공할 수 있다.

무 궁화3호 위성에는 14/12GHz 대역의 Ku밴드에 6개의 고출력 방송용 중계기와 24개의 통신용 중계기가 탑재되어 새로운 주파수 자원인 30/20GHz 대역의 Ka밴드에 3개의 통신용 중계기가 새로 탑재되었다. 이 가운데 방송용 중계기 6개로는 약 48개 채널의 디지털 위성방송 제공이 가능하고 통신용 중계기 일부를 추가 활용할 경우 최대 168개까지 위성방송 채널 공급이 가능하다. 또한 추가 탑재된 KA대역 통신용 중계기로는 2000년부터 초고속 광대역 멀티미디어 서비스 등을 제공하게 되며, 중계기당 155Mbps까지의 초고속 통신망 구현이 가능하다.


◉ 무궁화위성과 우리별 위성의 차이점

우리나라 최초의 인공위성이자 과학실험 위성인 우리별 위성과 무궁화위성을 비교해 보면, 우선 규모면에서 무궁화위성은 우리별의 70배 크기이며, 12배나 무겁다. 위성 발사도 무궁화호는 델타II 로텟이 실려 단독 발사되었지만, 우리별은 다른 위성과 함께 아리안 로켓에 실려 발사되었다. 무궁화위성은 위성방송, 유선방송 중계, 벽지통신, 기업통신 등에 활용도가 높아 산업부문에 미치는 효과가 크지만, 우리별은 한반도 사진을 찍거나 우리말 시험방송을 하는 등 연구실활용 차원이므로 용도 면에서도 큰 차이가 있다.

금액 면에서도 무궁화위성은 제작에 3,400억원의 예산이 들었지만 우리별은 1, 2호를 합쳐도 69억원을 넘지 않는다.

구분		무궁화 위성	우리별 1호
용도		통신, 방송 복합 상용 위성	과학실험 위성
제원	중량	735Kg(중형	50Kg급
	크기	173.6×142.2×195.6cm3	30.5×34.5×60cm3
	수명	약 10년	약 5년
	주파수대	SHF대 (14/11, 14/12GHz)	VHF대 (100MHz, 30MHz)
	출력	120W(방송용), 14W(통신용)	100W
	궤도유지	지상 약 36,000Km, 정지궤도(동경116˚)	지상 약 1,300Km 저궤도 (약 100분에 지구 1회전)
제공서비스		- 직접 위성 방송(DBS) - 고속, 저속 데이터 통신 - 비디오 통신 - 국간 중계 - 도서벽지, 행정통신	- 음성 데이터 화상정보 교신 - 지구표면 촬영 - 우주 방사선 측정

<표 2> 우리별 1호와 무궁화 위성의 차이점

※ 출처 - http://www.bazi.pe.kr/