나로호 발사는 인력의 힘만으로는 성공을 보장할 수 없다.
로켓의 발사는 지상에서 첨단기술로 한치의 오차없는 엄격한 분석과 진단을 거쳐 최적화된 발사 가능대(발사 윈도우:launch window)를 사전에 계산해야 한다.
하지만 로켓 발사에 이어 또다른 중요한 변수는 나로호에 실려 우주로 보내지는 과학위성이다.
하늘의 도움을 받아 로켓의 발사가능 시간대가 설정되더라고 발사체는 위성을 궤도에 투입해 정상적 운영을 최종 목적으로 하기 때문에 발사시간에 나로과학위성의 최적 운용조건이 필수적으로 반영된다.
먼저 교육과학부와 항공우주연구원에 따르면 로켓 발사가 허락되는 최적 조건을 갖춘 '하늘의 문'은 바람과 낙뢰, 구름, 온도 등에 의해 결정된다.
또 기상 조건과 함께 우주공간에 떠다니는 우주물체와의 근접 회피 분석도 필요하다.
이와 함께 고려되는 것이 나로과학위성의 운영가능 여부다.
발사 윈도우(Launchwindow)는 위성의 임무요구조건을 만족시켜야 한다.
대부분의 위성은 태양 에너지를 동력으로 하기 때문에 궤도에 진입한 후 위성의 태양 전지판이 태양을 정면으로 바라볼 수 있도록 발사 가능 시간이 결정된다.
궤도에 진입한 위성이 지구 그림자에 감춰져 태양 에너지를 이용할 수 없다면 자체 배터리를 소모해야 하기 때문에 발사시간에 따른 태양의 위치와 위성 궤도면을 사전에 계산해야 한다.
나로과학위성은 발사체에서 분리된 직후 3축 자세 안정화가 이뤄지고 태양전지판의 한 면을 태양으로 향하는 1축 안정화 모드로 전환된다.
이에 따라 초기 운용 때 효율적인 전력생산을 위해 위성이 궤도에 투입된 뒤 하루 동안 지구의 그림자에 가려지는 일식 조건이 10% 이하가 돼야한다. 따라서 궤도면이 태양과 거의 수직이 되는 오전 6시 및 오후 6시 전후 시간이 최적조건이다.
나로과학위성은 일식률을 25% 이하의 조건만 만족되면 위성의 초기 운용에 필요한 전력 여유를 갖도록 설계돼 있고 나로호는 위성이 궤도에 투입된 후 하루 동안 10% 이하의 일식 조건을 갖도록 배려했다.
항우연에 따르면 올 10월에 발사할 경우 오후 3시30분에서 오후 7시10분까지 약 3시간 40분간 발사 윈도우가 지속된다.
항우연 관계자는 "나로과학위성 역시 초기 운용 때 위성이 지구의 그림자에 가려지는 일식 조건이 궤도상에서 장시간 지속되면 위성의 전력 생산량이 줄어들어 임무 수행에 영향을 받게 된다"면서 " 위성발사체의 궁극적인 임무는 위성의 궤도 투입뿐만 아니라 투입된 위성의 정상적이고 효율적인 운용을 보장하는데 있다"고 설명했다.
그는 또 "하늘이 열리는 시간은 위성의 종류와 발사하는 장소, 궤도면과 태양의 조건에 따라 달라진다"며 "나로과학위성의 경우 10% 이하의 일식 조건을 갖는 기간은 연중 최대 4시간의 오후 발사 윈도우를 갖게 되는데 여름철에는 짧고 그 이외의 계절에는 늘어나는 특성을 가진다"고 덧붙였다.
