중국은 2007년 자국의 위성을 폭파하는 실험을 하고, 신문이나 텔레비전 등에서 크게 보도한 바 있다. 이와 관련하여 세계 각국에서의 비판이 있었고, 이 문제에 관한 관심이 지대하였다. 그 내용을 보면, 우주에서 군비확장에 박차를 가한다는 것이나, 우주의 안전한 이용을 저해한다는 관점에서의 비판이 많았다. 대량의 우주 쓰레기를 생성하는 것이 된 이 중국의 자국위성 폭파실험행위는 국제법, 특히 우주조약에 위반했는지 여부에 관하여 논한 것은 별로 없었다. 우주잔해는 중대한 문제라고 주장되고 있는 데도 불구하고, 여전히 그 양은 증가를 계속하고 있다. 이대로 우주물체의 발사를 계속해 간다면, 우주공간의 이용 자체가 크게 저해되어 버리는 경우가 현실화 될 수 있다. 더구나 우주공간의 상업적 이용이 향후 더욱 더 행해지고 있기 때문에, 이 문제는 더욱 중요성을 더해 갈 것이다. 이러한 위험성을 충분히 이해하고 국제사회가 협력해서 우주 쓰레기의 저감에 대처하고 있다. 일찌기 미국이나 소련도 ASAT(Anti-Satelite)실험을 하고 있었다. 그러나 이에 대해서, 군사적 측면을 포함해서 우주조약에 위반한 행위라는 항의는 보이지 않았고, 중국의 이번 실험도 동일하게 위법이 아니라고 하는 것이 일반적인 견해라고 생각된다. 현재는 당시에 비해서 우주 쓰레기에 관한 연구도 비약적으로 이루어지고 있으며, 그 위험성이 충분히 인지되고 있다. 이러한 상황 하에서 대량의 우주 쓰레기를 발생시키는 것이 되어버린 중국의 자국위성 폭파실험행위를 종래의 해석으로 단순하게 위법이 아니라고 정리해 버리는 것에 대하여 약간의 저항도 있다. 본고는 지난 중국에 의한 자국위성 폭파실험이 국제우주법을 위반하고 있는지의 여부에 대한 재검토를 시도해 보고자 한다. 본고의 구성은 먼저 사건의 개요를 확인한 다음 이번 실험은 "달, 기타의 천체를 포함하는 우주공간의 탐사 및 이용에 있어서의 국가 활동을 규율하는 원칙에 관한 조약"에 위반하고 있는 것인지 여부에 대한 검토를 하고자 한다. 또한 실험 후에 개최된 유엔과학기술소위원회원회에서 우주잔해의 저감에 관한 가이드 라인이 유엔에서 처음으로 채택되었는 바 그 특징이나 향후의 과제에 대해서도 검토 하고자 한다.
우주활동이 환경과 관련되어 문제가 되는 것은 우주의 탐사활동과 이용을 통해 우주공간이나 천체 및 지구의 환경이 현저하게 오염될 수 있기 때문이다. 특히 우주에서 핵연료(Nuclear Power Sources; 약칭하여 'NPS')를 사용하는 위성이나 우주물체가 기능부전(malfunction)으로 인하여 지구에 재진입하면서 추락했을 경우, 그에 따른 재앙은 실로 엄청날 것이다. 1961년 미국에서 원자력 발전기에 의한 인공위성을 쏘아 올린 이래 원자로를 핵연료로 이용한 원자력위성은 무수히 많다. 주로 달이나 혹성에 발사하는 위성이라든지 군사적인 목적을 띤 위성이 주로 이러한 위성들인데 이들이 우주공간에서 파괴되던가 또는 지표면에 충돌하는 경우에 발생하는 피해는 상당히 심각한 것으로 우려되고 있다. 본 논문은 이와 관련하여 대표적인 인공위성 추락사건인 1978년 소련의 핵원료 위성 Cosmos 954 사건과 이로 인해 UN내에서 '외기권 우주의 평화적 이용에 관한 위원회'(Committee on the Peaceful Uses of Outer Space : 약칭하여 'COPUOS')를 통해서 장기간 논의하다가 1992년 UN총회의 결의를 통해 채택된 "우주에서의 핵원료사용에 관한 원칙"(Principles Relevant to the Use of Nuclear Power Sources in Outer Space; 일명 'NPS원칙')의 내용과 그것의 우주법적 의미에 관하여 살펴보았다. 우주법으로서는 1967년 우주조약, 1968년 구조협정, 1972년 책임협약, 1976년 등록협약, 1979년 달조약의 관련조항을 들 수 있고, 그밖에 핵관련조약들과 국제환경법상 일반원칙들을 살펴보았다. NPS원칙과 같은 연성법은 조약과 같은 경성법에 비하여 효력면에서 구속력은 없으나 국가들이 점차 수용할 때 그것은 국제관습법이 될 수 있으며 국제관습법은 모든 국가를 구속한다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있다. 예를 들어 1963 년 12윌 13 일 UN총회가 우주의 법적지위에 관하여 우주 활동을 규제하는 법원칙인 "외기권 우주의 탐사 및 이용에 관한 국가들의 활동을 규제하는 법원칙의 선언"(Declaration of Legal Principles Governing the Activities of States in the Exploration and Use of Outer Space)을 채택하였는데 이는 1967년 우주조약으로 발전하였다. 조약의 체결에도 불구하고 아직도 이 결의가 중요한 의미를 가지고 있는 것은 이 결의의 주요내용인 우주이용의 자유체제, 우주의 점령이나 주권주장을 통한 전유화 금지, 국제법의 준수, 국제책임, 우주비행사의 구조, 인류 전체의 이익지향 등의 원칙들이 국제관습법으로 발전하여 현재 우주관계법에 가입하지 않은 국가들도 구속하고 있다는 점이다.
우주활동이 환경과 관련되어 문제가 되는 것은 우주의 탐사활동과 이용을 통해 우주공간이나 천체 및 지구의 환경이 현저하게 오염될 수 있기 때문이다. 특히 우주에서 핵연료(Nuclear Power Sources; 약칭하여 'NPS')를 사용하는 위성이나 우주물체가 기능부전(malfunction)으로 인하여 지구에 재진입하면서 추락했을 경우, 그에 따른 재앙은 실로 엄청날 것이다. 1961년 미국에서 원자력 발전기에 의한 인공위성을 쏘아 올린 이래 원자로를 핵연료로 이용한 원자력위성은 무수히 많다. 주로 달이나 혹성에 발사하는 위성이라든지 군사적인 목적을 띤 위성이 주로 이러한 위성들인데 이들이 우주공간에서 파괴되던가 또는 지표면에 충돌하는 경우에 발생하는 피해는 상당히 심각한 것으로 우려되고 있다. 본 논문은 이와 관련하여 대표적인 인공위성 추락사건인 1978년 소련의 핵원료 위성 Cosmos 954 사건과 이로 인해 UN내에서 '외기권 우주의 평화적 이용에 관한 위원회'(Committee on the Peaceful Uses of Outer Space : 약칭하여 'COPUOS')를 통해서 장기간 논의하다가 1992년 UN총회의 결의를 통해 채택된 "우주에서의 핵원료사용에 관한 원칙"(Principles Relevant to the Use of Nuclear Power Sources in Outer Space; 일명 'NPS원칙')의 내용과 그것의 우주법적 의미에 관하여 살펴보았다. 우주법으로서는 1967년 우주조약, 1968년 구조협정, 1972년 책임협약, 1976년 등록협약, 1979년 달조약의 관련조항을 들 수 있고, 그밖에 핵관련조약들과 국제환경법상 일반원칙들을 살펴보았다. NPS원칙과 같은 연성법은 조약과 같은 경성법에 비하여 효력면에서 구속력은 없으나 국가들이 점차 수용할 때 그것은 국제관습법이 될 수 있으며 국제관습법은 모든 국가를 구속한다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있다. 예를 들어 1963 년 12윌 13 일 UN총회가 우주의 법적지위에 관하여 우주 활동을 규제하는 법원칙인 "외기권 우주의 탐사 및 이용에 관한 국가들의 활동을 규제하는 법원칙의 선언"(Declaration of Legal Principles Governing the Activities of States in the Exploration and Use of Outer Space)을 채택하였는데 이는 1967년 우주조약으로 발전하였다. 조약의 체결에도 불구하고 아직도 이 결의가 중요한 의미를 가지고 있는 것은 이 결의의 주요내용인 우주이용의 자유체제, 우주의 점령이나 주권주장을 통한 전유화 금지, 국제법의 준수, 국제책임, 우주비행사의 구조, 인류 전체의 이익지향 등의 원칙들이 국제관습법으로 발전하여 현재 우주관계법에 가입하지 않은 국가들도 구속하고 있다는 점이다.
우주비행체는 우주공간에서 소형 추력기를 통해 연소가스를 노즐 외부로 배출시킴으로써 궤도보정 및 자세제어에 필요한 반작용 모멘텀을 발생시킨다. 이때 배출된 배기가스가 우주비행체의 표면과 충돌하면서 발생된 교란 힘 및 교란토크, 열 부하, 표면 오염 등은 우주비행체의 수명 단축 및 기능저하를 유발시킬 수 있으므로 추력기 배기가스 거동에 관한 예측은 우주비행체 설계시 매우 중요한 절차라고 할 수 있다. 본 연구에서는 우주비행체의 자세제어용 추력기로 사용되는 10 N급 이원추진제 추력기의 배기가스 거동을 수치적으로 해석함으로써 우주비행체 설계에 필요한 핵심기술을 확보하는 것이 목적이다. 이를 위해 모노메틸하이드라진(MMH) 연료와 사산화이질소(NTO) 산화제의 화학평형반응과 추력기 노즐 내부 연속체 영역 계산을 수행한 후 배기가스 해석을 위한 직접모사법(DSMC)의 유입조건으로 적용하였다. 해석 결과, 이원추진제 추력기 노즐 부근에서 배기가스의 화학종 박리와 같은 비평형 팽창과 후방유동의 특성들을 예측할 수 있었다.
두 가지의 비표면 가시화 기법과 이들 기법의 와류 적용 예를 기술한다. 두 가지 가시화 기법 중 하나는 전통적인 연기선 기법이고, 또 다른 하나는 가정용 초음파 가습기에서 발생하는 미세 수적을 사용하는 기법이다. 연기선 기법은 공기 흐름 속도에 제한이 있으며(0.07 mm 지름의 연기선의 경우 약 5 m/sec), 오염의 문제점이 있지만 매우 정교하고 선명한 연기 유맥선 시트를 발생시킬 수 있다. 이 기법은 3차원 날개의 날개 끝 와류의 가시화에 적용되었다. 초음파 가습기 미세 수적 기법은 연기선 기법에 비하여 공기 흐름 속도를 보다 크게 할 수 있으며(10 m/sec 이상), 독성과 오염의 문제를 해결할 수 있다. 초음파 가습기 미세 수적 기법은 정점 스트레이크를 가지는 이중 삼각날개에서 발생하는 복잡한 와류 시스템의 가시화에 성공적으로 적용되었다.
태양광 추진 항공기는 감시, 지구 모니터링, 통신 등에 대기 오염 없이 그리고 가까운 장래에 인공위성과의 가격 경쟁력까지 갖추게 될 수 있어 미래의 고고도 장기체공 임무수행을 위해 더욱더 그 중요성이 증대되고 있다. 그러나 전통적인 항공기 사이징 방법들은 태양광 추진 항공기에 바로 적용될 수 없다. 본 연구에서는 다양한 동력 시스템 구성품들이 태양광 추진 장기 체공 항공기의 사이징에 어떤 영향을 미치는지를 파악하기 위하여 에너지 균형 및 구속조건 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 동력 생성과 연료전지의 재생 에너지 저장을 위한 광전지 모듈을 동력 시스템 구성품으로 고려하였다. 또한 본 연구 결과를 검증하기 위해 고고도 무인기에 이 새로운 사이징 기법을 적용하여 결과를 제시하였다.
정지궤도위성의 추진시스템은 전이궤도에서 궤도상승, 정상 운영모드에서 남/북방향, 동/서방향 궤도위치유지 및 모멘텀 덤핑을 위해 일반적으로 사용된다. 최근 정지궤도위성에 완전 전기추진시스템을 적용할 경우 화학추진시스템 보다 탑재체의 탑재용량이 약 40% 증가 할 수 있어 정지궤도 위성에 전기추진시스템의 활용이 점차 증가 되고 있다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 전기추진시스템의 사용이 모든 정지궤도위성에 적용하기에는 여러 제약 조건이 있어 위성 임무에 따라 이에 적합한 추진시스템을 적용하여 왔다. 본 연구에서는 완전 전기추진시스템 적용한 국내 정지궤도위성 개발 시 고려되어야 할 정지궤도위성의 운영제약조건 분석, 전기추력기에 의한 오염영향, 방사선 노출에 따른 부품배치 고려 및 제어메카니즘 설계, 전기추력기용 고전압 제어유닛의 부동접지 설계방안들이 분석되었다.
필자는 우주조약의 국제법적 의미에 관하여 첫째, 우주활동의 법원칙선언조항, 둘째, 세부조약으로 발전한 조항 그리고 마지막으로 우주조약의 보완사항에 관한 최근 동향으로 분류하여 설명하였다. 1963년 12월 13일 UN총회의 '우주법선언'을 반영한 우주조약은 그 세부조약으로 1968년 구조협정, 1972년 책임협약, 1975년 등록협약을 제정하였다. 2013년 5월 기준으로 102개국이 가입하고 27개국이 서명한 우주조약은 그야말로 우주법의 '마그나 카르타'(Magna Carta) 내지는 우주의 헌법이라고 불릴 정도로 우주법의 가장 기본이 되는 원칙을 담고 있고, 특히 달과 다른 천체를 포함한 우주를 비전유원칙인 '국제공역'(res extra commercium)으로 선언함으로서 우주에 대한 영유권 문제를 종식시켰다는 점에서 큰 의미를 찾을 수 있다. 우주조약이 제정된지 반세기가 되어가는 시점에서 우주조약에서 규정하고 있는 조항 중 우주활동은 모든 국가들의 이익을 위한다는 원칙(제1조), 외기권 우주의 자유로운 탐사와 이용(제1조), 전유화금지(제2조)와 타국의 권리존중(제9조)은 조약법은 물론 모든 국가들을 구속하는 국제관습법과 '강행규범'(jus cogens)으로까지 발전된 조항이라고 할 수 있다. 특히 우주조약은 투명성과 개방성을 규범적으로 요구하고 있다. 이것은 우주활동이 '전세계적 공공 이익'(global public interest)과 관련되어 있음을 시사하고 있다. 이러한 우주에서의 '전세계적 공공이익'에 대한 원리는 국제공동체에게 '대세적 의무'(obligation erga omnes)를 부과하고 있는데, 우주를 모든 인류의 영역이라고 선언한 점, 우주에서의 협력의 의무, 우주비행사를 인류의 사절이라고 한 점, 우주활동에서 해로운 오염을 피하라고 한 점, 우주활동을 국가, 사적 실체 그리고 정부간 조직체(IGOs)로 제한한 점, 우주활동으로 인한 손해배상에 대한 절대책임원칙, 우주에서의 핵무기 및 대량파괴무기 배치 금지, 우주활동의 공개성과 투명성 그리고 국제우주제도의 보편적 적용 등이 이를 뒷받침 해주고 있다. 현재 우주조약의 해석을 두고 많은 논란이 있는 조항들이 있고 제정당시 예상 못했던 우주기술의 발달과 상업화로 인해 보충해야 할 주제도 많이 생겨나서 현재 COPUOS 내에서 1979년 달조약을 포함한 현행 우주관련 5개 조약의 지위검토를 법률소위원회에 의제로 포함시킬 것을 제의하여 1998년 제37차 법률소위원회부터 정식으로 승인받아 현재까지 논의되고 있다. 그러나 필자는 '우주법선언'의 내용들이 이미 국제관습법으로 굳어 졌으며, 이를 거의 반영한 우주조약의 상당부분 조항들이 이제는 국제관습법화 되었고, 심지어는 강행규범(jus cogens)이 된 조항들도 있다는 면에서 우주조약의 성과는 국제법상 매우 큰 의미를 지녔다고 평가하고 싶다. 앞으로 우주조약 이외에 우주관련세부조약들로도 해결하지 못하는 분야들은 COPUOS나 UN을 통하여 보완적인 결의와 선언들로 계속 반영되어야 할 것이며 만일 별도의 조약제정이 불가능하다면 적당한 시기에 우주조약을 포함하여 세부조약의 개정을 통하여 또는 추가의정서를 만들어 보완하면 좋을 것이라고 생각한다. 우주조약은 그 개념들의 모호성 때문에 수많은 학자들로부터 비난을 받아왔지만 그럼에도 불구하고 계속 존속해 왔다는 사실을 간과해서는 안 될 것이다. 현재 우주폐기물과 관련하여 "IADC 우주폐기물 경감 가이드라인", COPUOS의 "우주폐기물감축 가이드라인", 세계국제법협회(ILA)의 "우주폐기물로 인한 피해로부터 환경을 보호하기 위한 국제협약 초안" 등이 우주조약을 보완하고 있고, 분쟁해결에 관하여 세계국제법협회(ILA)가 1998년 타이페이(Taipei) 회의에서 채택한 "우주법분쟁해결에 관한 협약안"을 제시한 바 있고, 2011년 중재재판소(PCA)가 "우주활동관련 분쟁의 중재재판에 관한 선택규칙"을 제정하고, 2012년 우주활동관련 분쟁의 중재재판관을 새롭게 임명하였다는 점은 우주법이 계속 발전되어 가고 있다는 모습을 보여주고 있다. 한편 UNIDROIT(국제사법통일기구)에서는 우주자산의 구입 및 조달에 필요한 담보금 거래시 국제적으로 통일된 담보거래 규칙을 위한 "이동장비국제담보권협약에 대한 우주자산의정서"는 우주조약이 해결하지 못하고 있는 분야는 별도의 조약체결을 통하여도 보완되고 있다는 가능성을 보여주고 있는 것이다.
본 논문에서는 통신위성과 비교하여 정지궤도 기상위성의 기술적 특성을 분석하고 통신 방송, 기상 및 해양관측 등 복합 임무를 수행하는 위성에서 고려하여야 할 특성을 살펴보았다. 정지궤도 기상위성은 관측자료의 국제공유를 기본으로 하고 있어 관측 및 서비스 영역이 넓으며 1km~4km 공간해상도로 관측하기 위해서는 통신위성에 비해 매우 높은 지향 정밀도가 요구된다. 또한 적외선 센서의 성능을 유지하기 위하여 극저온 열제어가 필요하며 기상 탑재체 광학부의 오염방지를 위한 설계 및 관리도 고려되어야 한다. 한편 2008년 발사를 목표로 개발될 통신해양기상위성은 복합임무를 성공적으로 수행하기 위하여 자세제어계, 전력계, 열제어계 및 전개장치 등에서 고려하여야 할 사항들을 분석하였다.
이 논문에서는 식기간 동안 미광(stray light)에 의해 천리안 기상 영상이 받게 되는 영향에 대해 분석하였으며 미광의 영향을 제거하기 위한 방법 또한 모색하였다. 기상영상의 경우 식기간 동안 미광의 영향을 받아 영상의 왜곡 (줄무늬 등)문제가 발생한다. 미광의 영향에 대한 정량적 분석이 천리안위성의 궤도상 시험기간 동안에 이루어졌으며, 천리안위성 기상탑재체의 총 4개 적외 채널에 대해 태양과의 거리에 따른 미광의 영향이 분석되었다. 본 연구에서는 계산된 천리안위성의 식기간 자료를 바탕으로 미광의 영향이 매우 강한 사례를 선정하여 적외채널 영상의 미광에 의한 오염 정도를 조사하였다. 또한 영상에 나타난 미광의 영향을 두 개의 열적외 채널을 이용하여 단파적외 채널을 대체하는 방법이 유효함을 확인 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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