오스미 위성

3. 기술적 설계

오스미 위성은 외접 반지름 75cm, 길이 1,000mm, 최대 직경 480mm의 정26각형 프리즘 형태였다.^[7][10] 람다 4S-5 로켓으로 발사된 이 위성은 무게가 24kg(4단 모터 연소 후)이었다.^[7]

오스미에는 두 개의 갈고리형 안테나와 네 개의 베릴륨-구리 채찍형 안테나가 장착되었다.^[7] 위성 본체에는 5,184개의 태양 전지가 부착되어 전력을 공급했으며, 평균 전력 소비량은 10.3W였다.^[10] 전원 공급 장치로는 5AH 용량의 산화은-아연 배터리가 설치되었다.^[7]

오스미에는 종방향 정밀 가속도계, 종방향 가속도계, 스트레인 게이지형 온도계, 원격 측정 송신기, 비콘 송신기, 파일럿 송신기가 탑재되었다.^[7] 위성 추적 및 목록 작성에 사용되는 오스미의 설계 코드는 1970-011A이다.^[7]

오스미는 L-4S 로켓의 최상단(4단)인 지름 48cm의 구형 고체 모터(로켓, 로켓 엔진)에 원뿔대 모양의 계측부를 부착한 것으로, 전체 길이 약 1m, 질량은 4단(연소 후 질량) 14.9kg과 계측부 8.9kg을 합한 23.8kg의 작은 인공위성이었다. 계측부에는 축 방향 가속도계, 온도계, 텔레미터 송신기(295.6MHz), 비콘 송신기(136MHz 대역), 파일럿 신호 송신기(296.7MHz) 등이 탑재되었다. 전원은 용량 5AH의 산화은과 아연을 전극으로 하는 1차 전지였으며, 설계 수명은 전지 용량으로 약 30시간이었다.

당초 목표 궤도는 원지점 2900km, 근지점 530km였다. 그러나 1단이 바람에 밀려가고 4단의 추력이 과도하여, 실제로는 원지점 5151km, 근지점 337km의 타원 궤도에 투입되었다. 로켓 모터와의 단열이 불충분하여 기체가 예상보다 고온이 되어 전지가 빨리 소모되었고, 약 15시간 만에 전력 공급이 끊어지면서 위성으로부터의 전파 발신도 종료되었다. 오스미의 전파 운용은 중단되었지만, 이후 광학 관측을 통해 존재가 확인되었다.

발사 후 약 33년간 지구 궤도에 머물렀으나, 지구 상층 대기의 저항으로 감속되어 고도가 낮아지다가 2003년 8월 2일 오전 5시 45분에 북위 30.3도, 동경 25.0도(이집트·리비아 국경 부근) 상공에서 대기권 재진입하여 소실되었다.

3. 1. L-4S 로켓

• 제1단과 제2단은 꼬리 날개에 의한 공기역학적 효과로, 제2단과 제3단은 스핀 모터를 통해 기체를 회전시켜 안정성을 유지한다.
• 제3단 연소 종료 및 분리 후, 제3단이 제4단에 충돌하지 않도록 레트로 모터로 비행 경로를 뒤로 떨어뜨린다.^[25]
• 제4단은 디스핀 모터로 스핀을 정지시키고, 자세 제어 장치로 제4단을 수평 자세로 제어한다.^[26]
• 수평 자세로 제어한 후, 리스핀 모터로 다시 스핀을 걸어 포물선의 꼭대기에서 제4단의 연소를 시작한다.

4. 발사

오스미 위성은 1950년대부터 소형 로켓 실험을 해온 이토카와 히데오가 이전에 이끌었던 도쿄 대학 연구진에 의해 개발되었다.^[11] 1962년, 일본은 람다 로켓 실험을 시작했으며, 이후 개량된 람다 로켓이 결국 오스미를 발사하는 데 사용되었다.^[9]

5. 임무

오스미 위성의 주요 임무는 일본의 위성 발사 기술 시험을 통해 지구 궤도에 위성을 배치하는 로켓 발사를 성공시키는 것이었다.^[13] 발사 시험 과정에서 개발된 주요 발사 계획은 "중력 턴" 기동이었으며, 이는 임무의 최종 성공에 중요한 역할을 했다.^[14] 1970년 2월 11일 발사 2시간 반 후, 우치노우라의 연구팀은 오스미로부터 지구 궤도 완료를 확인하는 첫 번째 신호를 수신했다.^[13]

위성에는 이온층 측정을 위한 장비가 탑재되어 궤도 상에서 태양 방출, 온도 및 밀도와 같은 데이터를 수집했다.^[10] 그러나 위성의 7번째 궤도인 2월 12일에 전력 손실로 인해 무선 신호가 끊기면서 실시간 운용이 종료되었다.^[15]

1966년부터 L-4S 로켓으로 발사 실험을 시작하여 총 5번의 시도 끝에 발사에 성공했다. 그 결과 일본은 소비에트 연방(당시), 미국, 프랑스에 이어 세계에서 4번째로 인공위성 발사에 성공한 국가가 되었다.^[18][19]

오스미는 L-4S 로켓의 최상단에 해당하는 구형 고체 모터(로켓 로켓 엔진)에 원뿔대 모양의 계측부를 부착한 것으로, 전체 길이 약 1m, 질량 23.8kg의 작은 인공위성이었다. 계측부에는 가속도계, 온도계, 텔레미터 송신기(295.6 MHz), 비콘 송신기(136 MHz 대역) 등이 탑재되었다. 전원은 산화은과 아연을 전극으로 한 1차 전지를 사용했으며, 설계 수명은 약 30시간이었다.

목표 궤도는 원지점 2900km, 근지점 530km였으나, 실제로는 원지점 5151km, 근지점 337km의 타원 궤도에 진입했다. 로켓 모터와의 단열 문제로 기체가 예상보다 고온이 되어 전지 소모가 빨라져 약 15시간 만에 전력 공급이 중단되었다. 이로 인해 위성으로부터의 전파 발신도 종료되었으나, 이후 광학 관측을 통해 존재가 확인되었다.

발사 후 약 33년 동안 지구 궤도에 머물다가 2003년 8월 2일 이집트·리비아 국경 부근 상공에서 대기권 재진입하여 소실되었다.

6. 결과

오스미의 발사 성공으로 일본은 소련, 미국, 프랑스에 이어 세계에서 4번째로 독자적인 인공위성 발사에 성공한 국가가 되었다.^[6][8] 당초 계획했던 500km 원형 궤도와는 달리, 타원 궤도를 확보했다.^[10] 오스미는 궤도상에서 높은 온도를 겪으면서 발사 후 약 14~15시간 만에 전력 공급이 중단되었다.^[15] 그러나 2003년 8월 2일에 지구 대기권 재진입하여 북아프리카 상공에서 소실되기까지 33년 동안 궤도를 유지했다.^[15][16][7]

오스미는 L-4S 로켓의 최상단(4단)인 지름 48cm의 구형 고체 모터(로켓 로켓 엔진)에 원뿔대 모양의 계측부를 부착한 것으로, 전체 길이 약 1m, 질량은 4단(연소 후 질량) 14.9kg과 계측부 8.9kg을 합한 23.8kg의 작은 인공위성이다. 계측부에는 축 방향 가속도계, 온도계, 텔레미터 송신기(295.6 MHz), 비콘 송신기(136 MHz 대역), 파일럿 신호 송신기(296.7 MHz) 등을 탑재했다. 전원은 용량 5AH의 산화은과 아연을 전극으로 한 1차 전지로, 설계 수명은 전지 용량으로 약 30시간이었다.

목표 궤도는 원지점 2900km, 근지점 530km였다. 그러나 제1단이 바람에 밀려간 것과 제4단의 추력이 과도했기 때문에, 실제 투입된 궤도는 원지점 5151km, 근지점 337km의 타원 궤도였다. 로켓 모터와의 단열이 불충분하여 기체가 예상보다 고온이 되어 전지의 소모가 심해져 약 15시간 정도 만에 전력 공급이 끊어졌다. 그 때문에 위성으로부터의 전파 발신도 종료되었다. 오스미의 전파 운용은 중단되었지만, 이후 광학 관측으로 존재가 확인되었다.

발사 후 약 33년 동안 지구 궤도에 있었지만, 지구 상층 대기의 저항으로 감속되어 점차 고도가 낮아져, JAXA 통합을 10월에 앞둔 2003년 8월 2일 오전 5시 45분에 북위 30.3도, 동경 25.0도(이집트·리비아 국경 부근) 상공에서 대기권 재진입하여 소실되었다.

7. 영향 및 유산

오스미의 성공은 일본의 우주 탐사 시대를 열었으며, 하쿠초, X선 위성, 그리고 소행성 샘플을 수집한 최초의 우주선인 하야부사와 같은 이후 위성 발사 및 개발의 위험성을 평가하는 데 사용된 데이터를 과학자들에게 제공했다.^[9][17] 또한 오스미의 성공적인 중력 턴 기동은 고체 연료 뮤 운반 로켓을 이용한 과학 위성 발사에 이 기동을 사용하게 했다.^[9]

1969년에 발사된 L-4T형 1기의 발사를 포함하여 총 5번의 시행착오 끝에 발사에 성공했다.

그 결과 일본은 소비에트 연방(당시), 미국, 프랑스에 이어 세계에서 4번째 인공위성 발사국이 되었다.^[18][19] 2개월 뒤, 중화인민공화국은 둥팡훙 1호의 발사에 성공했다.

다만, 중국을 포함한 많은 국가는 탄도 미사일 개발의 부산물로서 인공위성 발사 기술을 습득한 데 반해, 일본은 대학의 부속 연구소가 '''순수한 민생 기술로서 연구를 진행하여 비군사 목적으로 인공위성 개발에 성공'''했고, 게다가 일본 국내에서는 직접적인 군사 기술로의 전용도 이루어지지 않았다는 점에서 국제적으로 특이성을 가지고 있다.

참조

_[1] 웹사이트 Ohsumi https://nssdc.gsfc.n[...] NSSDC, NASA 2008-02-12
_[2] 웹사이트 ohsumi http://www.isas.jaxa[...] 2015-08-14
_[3] 웹사이트 SPX-598 http://nssdcftp.gsfc[...] NSSDC, NASA 2008-03-02
_[4] 간행물 Osumi http://www.astronaut[...] Astronautix 2008-03-02
_[5] 웹사이트 Trajectory Details https://nssdc.gsfc.n[...] NSSDC, NASA 2008-02-12
_[6] 웹사이트 The University of Tokyo https://www.u-tokyo.[...] 2024-11-05
_[7] 웹사이트 OHSUMI {{!}} Spacecraft https://www.isas.jax[...] 2024-11-05
_[8] 웹사이트 Japan launches its first satellite {{!}} February 11, 1970 https://www.history.[...] 2024-11-05
_[9] 웹사이트 JAXA {{!}} The Beginning of Japan's Space Exploration https://global.jaxa.[...] 2024-11-16
_[10] 웹사이트 NASA Space Science Data Coordinated Archive https://nssdc.gsfc.n[...] 2022-10-28
_[11] 서적 Origins – The Legacy of Hideo Itokawa https://link.springe[...] Springer International Publishing 2023
_[12] 웹사이트 ISAS {{!}} Brief History / History of Japanese Space Research https://www.isas.jax[...] 2024-11-16
_[13] 웹사이트 JAXA {{!}} The Beginning of Japan's Space Exploration https://global.jaxa.[...] 2024-11-05
_[14] 웹사이트 Japan’s First Satellite OHSUMI Came back to Earth https://spacenews.co[...] 2003-08-14
_[15] 웹사이트 ISAS {{!}} Japan's First Satellite OHSUMI / Missions https://web.archive.[...] 2024-11-07
_[16] 뉴스 Ohsumi, Japan’s first successful satellite https://www.thehindu[...] 2024-11-07
_[17] 웹사이트 Hayabusa - NASA Science https://science.nasa[...] 2024-11-16
_[18] 뉴스 国産衛星 反響さまざま「純国産がうれしい」「ただ国威発揚だけ」 朝日新聞 1970-02-12
_[19] 뉴스 日の丸衛星“おおすみ”地球を回る　世界第四の人工衛星国に　6周まで確認　電波弱まり追跡中止 読売新聞 1970-02-12
_[20] 서적 日本のロケット NHK BOOKS 1993
_[21] 서적 最強　世界のミサイル・ロケット兵器図鑑 https://books.google[...] 2015
_[22] 문서 1960年4月14日第34回参議院内閣委員会第19号 社会党の[[矢嶋三義]]がロケット研究の軍事転用の可能性について懸念を表明
_[23] 문서 1961年4月18日第38回衆議院科学技術振興対策特別委員会第11号 糸川英夫がラムダへ誘導装置を搭載することを示唆
_[24] 문서 1965年2月17日第48回衆議院科学技術振興対策特別委員会第5号 社会党の田中武夫からラムダのIRBM転用可能性について質問
_[25] 문서 이 때, 제3단과 제4단은 관성 비행을 하고 있으므로, 그대로라면 제3단의 잔류 추력으로 제3단이 제4단에 충돌한다.
_[26] 문서 이 때, 로켓은 연소하지 않으므로 "유도"가 아닌 "자세 제어"이다.