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우주로 올라가는 모든 인공구조물은 시험을 봅니다. 인공위성도 만약 독독한 시험을 통과하면 우주로 올라갈 수 있습니다."대학에 입학할 자격이 있는지, 대학에 들어가기 위해 치는 수능처럼 위성도 우주로 올라갈 자격이 있는지, 우주로 올라오는 제대로 작동하는지 확인하기 위해서, 다양한 시험을 봐야 합니다.단 한 나이 6개월에서 2년에 가까운 시각이 소요됩니다.인공위성은 어떤 시험을 통과해야 우주로 향할 수 있을까요?
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자동차는 신모델 출시 전에 수많은 테스트를 거칩니다. 안전과 성능이 생명이기 때문입니다. 수많은 성능시험과 안전시험을 거쳐 정식으로 출시한 후에도 사고가 나면 리콜이 이루어집니다.그러나, 인공위성의 본인 발사체 등 우주에서 운용되는 모든 구조체도, 우주에 오르기 전에 수많은 시험을 봅니다. 그러나, 실제의 운용 환경인 우주와 같은 환경에서 테스트하기에는 한계가 있습니다. 한번 우주에 올라가면 리콜도 불가능합니다. 우주정거장 책인 대형 망원경 등의 일부를 제외하고는 사람을 보내 수리할 수도 없습니다.그래서 지면으로 더 완벽한 시험과정을 거칩니다. 인공위성의 경우, 총조립 후 본격적인 시험에 들어가는데 부품 단계부터 조립과 시험이 동시에 이루어지기도 합니다. 그 기간은 그럭저럭 1년 6개월에서 2년 정도 소요됩니다.인공위성을 우주로 쏘아 올리기 전에 시행하는 시험을 통칭해 "위성환경시험"이라고 부릅니다.위성환경시험은 발사시에 위성에 가해지는 충격을 시험하는 발사환경시험(Launch Environment Test), 지구궤도에서 임이다무를 수행할 때 위성이 감내해야 하는 극한환경에서의 상태를 시험하는 궤도환경시험(Orbit Environment Test), 상시 인공위성이 주고받는 전자파 영향을 시험하는 전자파시험(EMC Test)으로 크게 구분할 수 있습니다.이와 별도로 인공위성이 기계적으로 잘 조립되어 이상 없이 작동하는지 확인하는 정렬시험(Alignment Measurement), 지구궤도에 안착한 인공위성의 태양전지판이 본인의 안태본인지 잘 열리는지를 점검하는 전개시험(Deployment Test) 등이 주요 위성환경시험 전후, 혹시 중간에 진행됩니다.우선, 인공위성을 조립하면, 가장 이미지로 실시하는 시험은 정렬시험(Alignment Measurement)입니다. 글자 댁에서 위성의 각종 부품과 센서, 박스 등 구성품이 기계적으로 잘 장착·정렬되어 있는지를 점검하는 단계입니다.위성의 가장 큰 임무는 지구 궤도를 돌며 영상정보를 확보하는 것입니다만. 예를 들어, 서울의 한 지점을 찍을 때 카메라가 그 지점을 정확히 바라보는 것이 가장 중요합니다. "'요랑' 역할을 하는 별 센서 책인 태양센서를 위성에 장착하는데, 정렬이 잘못되었다면 서울이 아닌 엉뚱한 곳을 찍게 될 것입니다. 이렇게 위성을 우주로 쏘아 올리기 전에 지면에서 위성이 제대로 조립되었는지, 각종 센서와 장치는 제대로 작동하는지를 테스트하는 단계가 정렬시험입니다.
인공위성이 기계적·전기적으로 잘 조립되어 있는지 확인이 마지막이라면, 본격적으로 발사 환경 시험(Launch Environment Test)에 들어갑니다. "발사환경은 위성발사체의 로켓연소로 생성하는 진동과 소리, 궤도에 진입하여 발사체와 분리되는 과정에서 받는 충격 등으로 구분할 수 있습니다.발사환경시험에서는 진동시험(Vibration Test)과 sound향시험(Acoustic Test), 충격시험(Shock Test) 등이 진행됩니다. 로켓 연소의 힘으로 땅에서 상승할 때, 발사체에는 매우 큰 진동이 생성됩니다. 이때 인공위성 구조체에는 문재가 없는지, 전장박스를 연결한 본인이 풀리지 않는지 등을 점검하는 단계가 진동시험이다.
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음향시험도 중요합니다. 로켓이 연소할 때 매우 압력이 발발하는데 압력이 음파의 형태로 발사체의 상단을 치게 됩니다. 로켓이 발사될 때의 소리는 150dB에 이릅니다. 인공위성을 보호하고 있는 페이로드 페어링은 마치 큰 종과 같습니다. 종을 울리고 있지만 종 안에 들어 있으면 어느 1이 일어날까요? 상상하기도 싫지? 페이로드 페어링도 마찬가지입니다. 아주 큰 소리를 견디지 못하면 인공위성은 치명적 손상을 입을 수 있습니다. 이 소리를 어느 정도 잘 견디는지 측정하는 시험이 음향시험입니다.
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충격시험은 발사체에서 페이로드페어링이 분리되는 순간, 그리고 발사체 각 단이 분리될 때 발생하는 충격에 대비한 시험입니다. "페이로드 페어링은 로켓이 발사할 때 생기는 소음과 공기층과 부딪쳐 발생하는 열로부터 인공위성을 보호하기 위한 일종의 보호 커버입니다. 로켓이 대기권을 칭크오과 고도 한 70km~200km사이에 도달하면 유료 하중 페어링이 분리되는데요.체결 프레임이 분리되어 위성에 충격을 주게 됩니다. 여러 단으로 이루어진 발사체의 각 단이 분리될 때도 위성에 충격을 주게 됩니다. 충격시험은 고랭충격에 위성이 안전한지를 테스트하는 과정입니다.다음 단계는 궤도환경 시험입니다. 그럭저럭 열진공 시험(Thermal Vacuum Test)이라고 불리는데요. 궤도에 안착한 인공위성은 극한의 우주 환경을 견뎌야 한다. 열진공 시험에서는 우주와 가장 크고 접합소이한 환경을 만들어 진공과 고온, 극저온 상태에서 인공위성이 어느 정도 잘 견디는지 확인하게 됩니다.이 단계에서는 표준 우주 환경 모사 장치라고도 불리는 욜징콤챠은바ー 내부에 조립이 완료된 인공 위성을 넣어 가장 이미 니시 이치 0억분의 일키아프 이하의 고 진공 상태를 만들어 줍니다. 담 욜징콤챠은바ー 내부의 휴식 우드라 불리는 얇은 판자 속에 액체 질소를 주입하고 챔버 내부 기류 온도를 영하 한 85도까지 내려서 가장 큰 우주와 대충 대동 소이 한 환경을 만들어 줍니다. 저런 환경 속에서 챔버 외부로 연결된 전자지 지원 장비와 위성을 접목시켜 위성이 정상적으로 작동하는지를 검토하게 됩니다.욜징콤 시험은 짧게는 3주일, 길게는 한달 이상 계속됩니다. 이때 시험을 실시하는 연구진과 기술진은 오전과 밤도 없이 쥬이에키·휴일도 관계 없이 3교대로 근무하고 24가끔 시험을 수행하게 됩니다.
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인공위성 뿐만이 아니라, 발사체도 발사 환경 시험, 궤도 환경 시험, 전자파 시험등을 거치고 있습니다. 인공위성이 스스로 발사체처럼 높은 신뢰성을 요구하는 우주시스템의 총조립과 시험은 우주시험동에서 이루어지는데요. 시험 과정도 조립만큼이나 제 자신의 고도의 집중력과 인내심이 반드시 생길 것이라고 생각합니다. 정렬, 진동, 음향, 열진공, 전자파, 전개시험 등 어느 단계도 쉽지 않고 대강령으로서의 "대강"은 절대 통용되지 않습니다.여러 시험 중 진동시험에서 가장 경계하는 정세는 '공진'의 발생입니다. 물체는 고유의 진동과 진동수가 있습니다. 특정 진동수를 가진 물체가 같은 진동수의 힘이 외부에서 가해질 때 진폭이 커서 에임저지가 증가하는 현상이 공진입니다. 소프라노 가수가 불변의 고음을 내면 유리잔을 깨는 것과 대등한 정세입니다. 진동에 의해 공진이 발생하면, 위성 자신 발사체가 파손될 수도 있습니다. 그래서 인위적으로 진동을 만들어 시험할 때는 진동에 의한 사고가 없는지 계속 지켜봐야 합니다.
인공위성은 발사체에 실려 목표 궤도에 도달한 후, 분리하여 임무를 수행합니다. 인공위성은 수많은 부품과 배선, 장치, 소프트웨어를 비롯해 광학카메라와 같은 최애 첨단 탑재체로 구성되어 있습니다. 이러한 위성이 정상적으로 작동하여 임무를 수행하게 하는 것이 인공위성 개발의 최종 목표이다. 정상작동을 위해서는 단계별로 인공위성에 발생할 수 있는 정세를 사전에 모사하여 철저히 검증하는 것이 무엇보다 중요합니다.
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그 때문에, 위성 시험 기술 레벨은 우주 개발의 경험이나 역사와 정비례합니다. 아무리 값비싼 시험장비가 있어도 시험과정에서 도출하는 수많은 데이터를 보고 어디에 어떤 이상이 있는지를 발견하는 것은 오랜 경험과 노하우가 축적되어야 가능합니다. 한국 항공 우주 연구원에 우주 시험동이 만들어진 것은 지난 하나 996년. 이 20년 동안 인공 위성 개발 등의 과정을 거치면서 우주 환경 시험 수준도 그만큼 높 슴니다.게다가 우리는 다목적 실용 위성 아리랑 하나호부터 최근 개발 중인 정지 궤도 복합 위성 천리안 2호까지 모놋달은 위성을 개발하 슴니다. 조립과 시험을 할 때마다 매번 처음부터 하는 것과 같았습니다. 그만큼 어려웠지만 다양한 경험과 노하우를 축적할 수 있었습니다.'하나 00카피.세인트 완벽한 시험'은 불가능합니다. 그러나, 리콜도 수리도 불가능한 우주 개발로 실패와 실수를 할 수 있는 "해로운 노하우"는 지면에서 최대한 완벽한 시험을 거치는 것뿐입니다.
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