5일 오전 7시 34분 발사된 무궁화위성 3호는 발사 24분 만에 발사체인 아리안로켓에서 분리됐다. 발사 직후 위성은 12~16시간 주기로 지구에서 가장 가까운 지점(약 200km)과 가장 먼 지점(약 3만5천786km) 사이의 타원궤도를 돈다.
괌에 위치한 지상관제소는 발사 59분 뒤 위성의 신호를 포착하는데 성공했으며 이후 지속적으로 위성의 상태를 감시하고 있다. 무궁화위성 3호는 지구를 공전하면서 액체 원지점 엔진을 이용, 3차례에 걸쳐 궤도를 높인 뒤 발사 4일만에 정지궤도로 진입한다. 발사 9일 뒤 정지궤도인 동경 112.5도에 진입한 위성은 35일간 위성탐재체 성능시험을 마친 뒤 48일 뒤에는 최종 목표궤도인 동경 116도 정지궤도로 들어선다.
또 9월 중순부터 궤도 내에서 정상 동작 여부를 조사하는 위성체 성능 및 품질 검사 시험을 거치게 된다. 11월쯤 시험데이터 분석 결과가 계약상 규정된 성능과 인수조건과 일치할 경우 제작사인 미국 록히드마틴으로부터 위성체를 최종 인수한다모든 조건이 만족된다면 무궁화위성 3호는 2001년부터 아시아 전역에 위성을 통한 통신 및 방송 서비스를 본격적으로 개시한다. 무궁화위성 3호의 실제 수명은 12년이지만 정상적인 궤도 안착이 가능할 경우 최장 15년까지 사용 가능하다. 발사지점인 기아나가 적도상에 위치해 발사후 궤도진입을 위한 연료소모를 줄일 수 있기 때문.
한편 현재 동경 116도에 자리잡고 있는 무궁화위성 2호는 동경 113도로 이동한 뒤 기존에 제공하던 서비스와 추가 수요를 모두 수용해 운용되며, 2000년초 수명이 끝나는 무궁화위성 1호는 기존 서비스를 3호에 물려주게 된다.
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