누리호 타는 큐브위성 4기, 미세먼지 추적하고 백두산 폭발 감시한다

2020.03.13 14:00
2019 큐브위성 경연대회에서 선정된 박상영 연세대 천문우주학과 교수팀의 ′MIMAN′과 기창돈 서울대 기계항공공학부 교수팀의 ‘SNUGLITE’, 오현웅 조선대 교수팀의 ‘STEP Cube Lab-2’, 방효충 KAIST 항공우주공학과 교수팀의 ‘ASTRIS-2’의 의 모습이다.(왼쪽 위부터 시계방향으로) 한국항공우주연구원 제공
2019 큐브위성 경연대회에서 선정된 박상영 연세대 천문우주학과 교수팀의 'MIMAN'과 기창돈 서울대 기계항공공학부 교수팀의 ‘SNUGLITE’, 오현웅 조선대 교수팀의 ‘STEP Cube Lab-2’, 방효충 KAIST 항공우주공학과 교수팀의 ‘ASTRIS-2’의 의 모습이다.(왼쪽 위부터 시계방향으로) 한국항공우주연구원 제공

이달 8일 한국이 독자 개발한 정지궤도 해양환경위성 ‘천리안2B’호가 궤도에 안착하며 올 10월부터 한반도 주변의 미세먼지 오염을 실시간으로 관찰할 수 있게 됐다. 박상영 연세대 천문우주학과 교수가 개발 중인 초소형위성 ‘미먼(MIMAN)’은 천리안2B호의 뒤를 이어 미세먼지 오염을 관찰하는 두 번째 위성을 꿈꾸고 있다. 하지만 천리안2B의 무게인 3.5t의 1000분의 1도 되지 않는 3.38kg 무게의 조그마한 초소형위성으로 이 임무를 수행하겠다는 것이 박 교수의 목표다.

 

초소형위성은 수십 kg에서 작게는 수 kg 크기의 위성이다. 10cm 정육면체를 하나의 단위체(U)로 구성해 ‘큐브위성’이라고도 부른다. 적조 감시 등 수십 가지 임무를 수행하는 천리안2B와 같은 큰 위성처럼 다재다능함은 떨어지지만, 한 임무에만 집중한다면 비슷한 성능을 보여줄 수 있다. 미먼은 정지궤도 위성과 달리 한반도를 9일에 한 번 지난다. 하지만 공간 해상도는 200m로 천리안2B의 공간해상도인 250m보다 높게 잡았다. 이는 200m를 한 점으로 인식한다는 뜻이다. 박 교수는 “미먼은 천리안2B 위성의 미세먼지 연구를 상호 보완해 한국 미세먼지 문제를 풀 수 있을 것”이라고 말했다.

 

미먼은 지난달 28일 ‘2019 큐브위성 경연대회’의 최종 임무팀으로 선정된 네 큐브위성 중 하나다. 경연대회는 대학과 산업체 등의 큐브위성 제작 기회를 제공해 우주분야 인력과 기술을 양성하기 위해 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원이 만들었다. 2012년 첫 대회 이후 2013년부터 2년 단위로 열고 있다. 선정팀에게는 큐브위성을 직접 우주에 날려 성능을 검증할 기회가 제공된다.

 

이번 대회는 3U 크기 위성으로 다양한 과학적 임무를 수행하는 ‘과학임무형’ 분야와 산업체와 함께 6U 크기 위성을 만들어 우주핵심기술을 검증하는 ‘기술검증’ 분야를 심사해 참가팀 17개 중 총 4팀을 선정했다. 과학임무형 분야엔 미먼과 함께 방효충 KAIST 항공우주공학과 교수팀의 ‘ASTRIS-2’, 기창돈 서울대 기계항공공학부 교수팀의 ‘SNUGLITE’가 선정됐다. 기술검증 분야는 오현웅 조선대 교수팀의 ‘STEP Cube Lab-2’가 선정됐다.

 

방 교수팀은 여러 파장대를 관찰할 수 있는 초분광 카메라로 지구를 관측하는 임무를 수행할 위성을 띄워보낸다. 미국 우주개발기업 스페이스X를 비롯한 우주기업들이 앞다퉈 구축중인 통신위성을 초소형위성으로도 활용할 수 있을지도 검증한다. 방 교수는 “초소형위성으로 위성인터넷 구축은 어려우나 문자를 보내는 정도의 기술을 검증할 것”이라고 말했다. 기 교수팀은 위성항법시스템(GPS)을 활용해 날씨와 대기를 관측하는 큐브위성을 개발할 예정이다. 수 mm까지 관측하는 정밀한 GPS 수신기를 개발하고 대기의 대류와 전리 현상을 관찰하겠다는 목표다.

 

오 교수팀은 백두산 천지의 폭발을 감시하는 초소형위성을 개발한다. 가시광선과 적외선을 동시에 관찰해 한반도 주변에서 일어나는 열 변화를 감지한다. 천지 분화뿐 아니라 산불 감시, 잠수함 탐지와 원전 가동 여부 등을 관찰한다는 목표다. 위성을 개발해 전자광학과 적외선 카메라를 모두 장착한 초소형위성을 개발하기 위해 솔탑과 한화시스템 등 8개 업체와 컨소시엄을 구성했다.

 

네 팀은 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원이 5회째 열어 온 큐브위성 경연대회에서 과거 입상한 경력이 있는 경험자들이다. 박 교수팀은 2012년과 2017년 대회에서, 방 교수팀은 2012년 대회에서 입상했다. 기 교수팀은 2015년, 오 교수팀은 2013년 입상했다. 지금까지 열린 4차례 경연대회를 통해 14개 팀이 선정돼 발사기회를 받았다. 2012년과 2013년 선정된 6개 팀은 2018년 1월 인도우주연구개발기구(ISRO)의 발사체에 실려 하늘로 올라갔다. 2017년 선발된 큐브위성 2기는 2020년 8월 카자흐스탄에서 소유스 로켓으로 발사를 기다리고 있다.

 

네 큐브위성은 한국이 독자 기술로 개발중인 3단형 발사체 ‘누리호’의 첫 손님이 될 예정이다. 누리호는 2021년 2월과 10월 두 번의 발사가 예정돼 있는데 큐브위성은 이중 두 번째로 발사되는 누리호에 실려 하늘로 오른다. 첫 발사에는 기능이 없는 ‘더미’ 위성만 실릴 예정이다. 각 큐브위성은 과학임무 분야 4억 5000만 원, 기술검증 분야에는 7억 원을 지원받아 내년 중반까지 개발을 완료하게 된다.

메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

작성하기

    의견쓰기 폼
    0/150