성능검증위성, 국산 탑재체 검증 시작…"위성의 위성 사출은 처음" KAIST·서울대팀 위성은 양방향 교신 중
한국형 발사체 누리호(KSLV-II)의 성공적인 발사 이후에도 인공위성을 만든 연구진이 우주에서 새로운 도전을 이어가고 있다. 9일 한국항공우주연구원에 따르면 누리호에 실려 올라간 뒤 궤도에 안착한 성능검증위성이 계획대로 모든 큐브위성(초소형 위성)을 성공적으로 사출(우주 공간으로 내보냄)했다.
위성통신 단말기 제조업체인 AP위성이 제작한 성능검증위성은 대학 학생팀이 만든 큐브위성 4기와 더미(가짜) 큐브위성 1기를 품고 쏘아 올려졌다.
큐브위성 4기는 2019년에 열린 '큐브위성 경연대회'에서 선정됐다. AP위성은 모(母)위성이 작은 위성들을 사출한 경우가 전 세계 위성개발 역사상 처음이라고 밝혔다.
이 업체의 설명에 따르면 사출 기술은 지금까지 주로 우주쓰레기(space debris)를 수집하거나 우주 공간에서 3D 프린터로 만든 구조물을 내보내는 용도에 활용됐다.
여러 위성을 싣고 올라가는 경우에도 군집위성 활용 등 목적으로 발사체의 마지막 단에서 한꺼번에 내보내는 것이 일반적이며, 이번처럼 일정 기간을 두고 하나씩 내보낸 적은 없었다는 것이다. 한상현 AP위성 위성사업본부 체계개발팀 실장은 "(큐브위성 사출) 기술을 좀 더 발전시켜 위성에서 초소형 위성을 분리해 서로의 데이터를 이용한 임무를 수행하는 경우 등을 염두에 두고 도전적인 시도를 했다고 보면 된다"고 설명했다.
한 실장에 따르면 성능검증위성은 지난 7일 오후 4시 더미 위성을 마지막으로 사출한 이후 1시간 30여 분 만에 자세를 바로잡았다.
성능검증위성은 이제 국내에서 개발한 3종의 우주핵심기술 기기가 실제 우주 환경에서 잘 작동하는지 확인하는 임무 수행에 나선다. 그 중 명령 전송에 활용하는 S-band 안테나(SHA)는 성능검증위성 작동 초기부터 현재까지 문제없이 사용되고 있다.
온도 차를 이용해 전력을 생산하는 발열전지(ETG)와 자세 제어용 구동기(CMG·제어모멘트자이로)는 다음 주부터 본격적인 사용 검증에 들어간다.
한편, 성능검증위성에서 분리된 4기의 큐브위성 중 한국과학기술원(KAIST)팀과 서울대팀이 개발한 위성은 지상국과 원활하게 양방향 교신하고 있다.
KAIST팀의 랑데브(RANDEV)는 소형 지구관측 카메라로 지상을 촬영하는 등 임무를 맡았다.
개발에 참여한 김태호 KAIST 항공우주공학과 박사과정생은 "1∼2주간 텔레메트리(원격수신정보)를 본 뒤 본격적인 임무 수행 여부를 결정하게 될 것"이라고 말했다.
서울대팀의 'SNUGLITE-Ⅱ'는 본격적인 임무 수행을 시작하기까지 두 달이 걸릴 예정이다.
주어진 임무는 글로벌위치시스템(GPS) 반송파 신호를 활용해 정밀하게 대기 관측을 하는 것이다.
이 위성은 이번에 사출된 4개의 큐브위성 중 흔들림(텀블링)이 거의 없이 제일 안정적으로 분리됐다.
이는 위성 설계에서 무게중심이 가장 잘 고려됐기 때문이라고 업계 관계자들은 설명했다.
심한준 서울대 항공우주공학과 박사과정생은 "기술적 임무를 수행하면서 위성이 망가질 수도 있으니 최대한 안정적으로 검증을 해가고 있다"고 했다.
지난달 29일 큐브위성 중 가장 먼저 사출된 조선대팀 큐브위성 'STEP Cube Lab-Ⅱ'(빛고을 2호)는 30일 일부 상태 정보를 조선대 지상국으로 보낸 뒤 지금까지 통신 두절 상태다.
하지만 지도교수인 오현웅 스마트이동체융합시스템공학부 교수와 학생들은 희망의 끈을 놓지 않고 문제점을 찾아 고치기 위해 노력하고 있다.
오 교수는 "2018년 인도의 발사체를 이용해 쏘아 올린 큐브위성 STEP Cube Lab-Ⅰ(빛고을 1호)도 전력 문제가 있었다가 3주 후에 다시 살아났다"며 "지상에 똑같은 위성 시험체(테스트베드)가 있어 여러 시험을 하고 있다"고 말했다.
연세대팀의 큐브위성 'MIMAN'(미먼)은 사출된 이후 아직 희소식이 없다.
연세대 관계자는 "신호가 오지 않아 원인 파악이 안 된다"며 "계속 교신을 시도하고 있다"고 말했다.
큐브위성은 교육용 목적에 적은 예산으로 개발되며 크기도 작아 전 세계적으로도 교신 성공률이 낮은 편이다.
앞서 과학기술정보통신부 관계자도 지난달 열린 기자 브리핑에서 "큐브위성 자체가 초소형이다 보니 세계적으로도 성공할 때도, 실패할 때도 많다"고 말했다. 다만, 과기정통부는 큐브위성 개발 과정 자체가 항공우주 분야에 진입하는 학생들의 교육과 여러 다른 우주기술로의 확산에 긍정적인 영향이 있다고 보고 앞으로 더욱 활성화할 예정이다.