KAIST·서울대 ‘꼬마위성’ 날았다..우리 발사체로는 처음

[이데일리 강민구 기자] 큐브위성을 직접 만든 대학원생들은 매일 두 번(새벽 3~5시, 오후 3~5시)만 이뤄지는 위성과의 교신을 준비하느라 뜬눈으로 밤을 지새워야 했다. 국산 로켓 누리호의 성공에 따라 갑자기 커진 국민 관심도 부담이 됐다. 기회는 많게는 4번이고, 적게는 2번. 폭염속에도 위성과 10여 분 만나기 위한 사투가 이뤄졌다.

국산 로켓 누리호가 태양동기궤도(700㎞)에 올린 성능검증위성에서 사출한 KAIST와 서울대의 큐브위성 2기가 각각 3일 오후 4시 10분, 4일 오전 3시 21분에 지상국과의 양방향 교신에 성공하면서 우주를 향한 이들의 꿈이 소기의 성과를 거뒀다.

2017년에 발사된 KAIST팀의 양방향 교신 성공 이후, 11번만이자 5년여만의 교신이 성공적으로 이뤄졌다. 해외 발사체로 이뤄졌던 이전과 달리 국산 로켓으로 만든 첫 성과다. 위성들은 4일 기준 정상 작동하고 있는 상황으로 1~2달 후 우리나라 첫 큐브위성 임무 성공이라는 목표에 도전할 수 있게 됐다.

[이데일리 김정훈 기자]

정상적으로 작동..1~2개월후 임무 도전 기대

큐브위성은 무게 10㎏ 이하 초소형위성으로 가로, 세로 길이가 각각 10㎝이다. 우리나라에서는 2012년부터 시작된 ‘큐브위성 경연대회’에 선정된 팀들이 인도, 러시아, 미국 발사체를 이용해 발사를 해왔다. 2017년에 미국 아틀라스V 로켓에 실려 발사된후 국제우주정거장에서 사출한 KAIST의 ‘링크’ 큐브위성의 후속 위성들은 통신이 두절되거나 일부 데이터만을 받는 등 양방향 교신까지 해내지 못했다.

위성 전문가들에 의하면 양방향 교신은 큐브위성 임무를 하기 위한 첫걸음이다. 지상국과 위성이 안정적으로 신호를 주고 받아야 본격적인 위성 임무에 도전할 수 있기 때문이다. 안타깝게도 우리나라 큐브위성들은 양방향 교신도 해내기 어려워 임무 조차 도전하지 못했던 셈이다.

위성 안테나 전개 못하다가 성공

KAIST와 서울대 팀이 성능검증위성에서 큐브위성 사출후 위성 상태정보(비콘신호) 확인, 지상국과의 교신까지 과정이 순탄치 않았다. 서울대의 큐브위성은 상태정보 데이터 수신에 성공했으나 수신한 데이터에 오류가 포함되어 있었다. 위성 안테나를 전개해야 하는데 이 작업이 이뤄지지 않다가 뒤늦게 성공했다. KAIST팀도 노후화된 지상국 설비로 수작업으로 위성과의 교신을 시도하느라 애를 먹었다.

위성들은 앞으로 1~2달 동안 위성 자세 제어 등 기술적인 보완작업을 마친뒤 본연의 임무에 도전할 계획이다. 서울대팀은 이중주파수 GPS 수신기 3대 등을 이용해 지구대기 관측 데이터를 모으고, KAIST팀은 초분광 카메라로 지구 관측 임무를 시도한다.

심한준 서울대 항공우주공학과 박사과정생은 “안테나가 제대로 전개되지 않아 걱정했다”면서도 “다행히 양방향 교신까지 성공한 만큼 앞으로 2달 동안 위성이 제대로 동작하는지 점검이 잘 이뤄진다면 큐브위성 임무에도 도전할 계획”이라고 말했다.

큐브위성 발사 현황.(자료=과학기술정보통신부, 디자인=이데일리)

성공실패 떠나 큐브위성 시대 진입

누리호의 성능검증위성에 함께 실린후 사출한 또 다른 큐브위성을 만든 조선대팀도 위성과의 교신을 계속 시도하고 있다. 연세대팀의 위성도 4일 오후 사출 후 위성과의 교신을 시도할 예정이다.

이번 큐브위성들은 성공여부를 떠나 우리나라가 큐브위성 시대로 진입했다는 점에서 의미가 있다. 3기 모두 위성 사출에 성공했고, 일부는 양방향 교신까지 성공하면서 앞으로 큐브위성 임무를 본격화할 수 있게 됐다.

가격이 수백억원에서 수천억원에 이르는 정밀위성과 달리 대학원생들이 한정된 예산(1억원~10억원)으로 만들었다는 점에서 산업적 활용폭도 크다. 대학, 스타트업 등에서도 충분히 우주시대에 도전할 수 있어 다양한 아이디어와 접목한 기업들이 탄생하거나 새로운 위성 서비스를 제공할 수 있다는 의미다. 특히 국산 로켓인 누리호로 큐브위성을 올렸다는 점에서 해외 발사체에 실려 원하지 않는 시간대와 궤도에 투입해야 했던 과거와 달리 우리가 원하는 시간에 목표로 한 궤도에 정확하게 쏘아 올리는 시대가 다가왔음을 시사한다.

한국항공우주연구원 관계자는 “KAIST 링크위성이 초기 교신에 성공했지만 나머지 위성들은 양방향 교신이나 미션까지 완수하지 못했다”며 “전 세계적으로 큐브위성 완전 임무 수행 성공률은 25%, 일부 성공은 50% 정도 수준으로 이번 성공을 계기로 소기의 성과를 거둬 다음 큐브위성팀들을 위한 중요한 성공사례가 되길 바란다”고 말했다.