누리호 발사 성공과 소형 큐브 위성 분리(위성모사체?)

순수 우리나라 독자 기술로 개발한 첫 우주발사체 ‘누리호(KSLV-II)’ 발사에 성공하며 마침내 세계 7대 우주 강국의 꿈을 이뤘습니다. 순수 국산화율이 97%를 넘는 말 그대로 순수 국산 우주발사체가 바로 누리호입니다. 조금 지난 소식이지만 한국항공우주연구원(항우연)은 21일 오후 4시 고흥군 봉래면 나로우주센터에서 누리호 발사에 성공했습니다.

모든 국민들이 가슴 벅차 했으리라 믿어지는데요.당초 목표했던 1.5톤급 실용위성을 지구 저궤도 (600~800㎞) 지점에 안착시켰습니다.

1톤 이상의 위성을 우주 괘도에 쏘아 올릴 수 있는 7번째 나라가 된 대한민국은 우주개발 경쟁에 본격적으로 뛰어들게 되었습니다.

 

누리호의 발사 성공은 우주개발 선진국도 해내지 못한 최단기간의 성공이며, 2차 발사만에 성공한 것이라 더욱더 의미를 가지며, 또한 순수 국산 발사체라 의미가 더  큽니다.

 

지난 누리호 1차 발사에서는 3단 엔진이 조기 연소 종료돼 위성 모사체가 목표로 한 고도 700㎞에는 도달했으나 7.5㎞/s의 속도에는 미치지 못하며 지구 저궤도에 안착하지 못하고 낙하했습니다.

여기서 궁금한 것이 위성 모사체가 뭔가?라는 궁금증이 생기는데요, 위성 모사체란 진짜 위성이 아닌 말 그대로 발사 성공 여부를 확인하기 위한 위성으로 모양, 무게 등은 같지만 실제 위성 기능은 없는 테스트 위성과 같은 것입니다. 물론 위성국과 통신 정도와 위치 정도만 알려주는 실험 위성인 것이지요.

 

그런데 이번 누리호 2차 발사에서 꼭 눈여겨봐야 할 위성들이 있는데요, 바로 큐브위성들입니다. 조선대학교, 연세대학교, 서울대학교 KAIST 등에서 만든 소형 위성들인데요 누리호에 실려간 모사체 위성에서 각각 분리되어 각자의 역할을 할 계획입니다.

 

오늘 6월 29일부터 큐브위성(초소형 위성)을 하나씩 우주 공간에 내놓는다. 성능검증위성에 실린 4개의 큐브위성은 이날부터 이틀 간격으로 하나씩 고도 700㎞에 분리돼 6개월에서 1년간 각자에게 주어진 임무를 수행할 예정입니다.

 

한국항공우주연구원과 과학기술정보통신부는 이날 오후 4시 50분쯤부터 성능검증위성에 탑재된 큐브위성 1기가 사출 된다고 밝혔습니다. 큐브위성은 성능검증위성에 탑재된 발사관을 따라 밀려 올라가듯 우주 공간으로 튕겨 나갑니다. 이 과정은 성능검증위성에 실린 비디오카메라 시스템(VCS)에 촬영됩니다. 가장 먼저 사출 되는 큐브위성은 조선대에서 만든 ‘STEP Cube Lab-Ⅱ(스텝 큐브 랩 Ⅱ)’입니다.

사진출처: 중앙일보.

조선대 큐브위성은 임무 수명 1년을 목표로 합니다. 국내 최초로 전자광학·중적외선·장 적외선 카메라를 탑재했습니다. 한반도 부근의 열 변화를 살피는 이 큐브위성은 폭발 위험성이 제기된 백두산의 폭발 징후 같은 화산 감시나 산불감시 등의 임무를 수행합니다.

 

김기석 과기부 우주기술과장은 “6월 30일 오전이면 우주에 내보내진 큐브위성이 정상 작동하는지 알 수 있을 것”이라고 설명했습니다.

 

29일은 조선대의 스텝 큐브 랩 Ⅱ가, 이틀 단위로 7월 1일에는 한국 과학기술원(KAIST)의 랑데브가 사출 됩니다. 랑데브는 초분광 카메라로 지구를 관측하는 임무를 6개월 동안 수행합니다.

3일에는 서울대의 스누글 라이트 Ⅱ가 사출 된다. 위성 위치확인 시스템(GPS)을 활용해 지구 대기를 관측하는 임무를 맡는습니다.  5일에는 연세대의 미먼이 사출 될 예정이다. 미먼은 이름처럼 한반도 주변의 미세먼지를 모니터링하는 임무를 갖고 6개월간 운용됩니다.

 

그동안 위성 하면 대형 위성들을 생각하는 경우가 많은데요 21세기에는 큰 위성의 시대가 지나고 이제 소형 위성은 우주 인터넷과 군사 등 필요에 따라 특별한 위치를 차지하고 있습니다.

 

위성 무게는 곧 비용과 연관되고, 또한 현재 기술로 위성을 소형화, 경량화해도 그만한 성능이 나오기 때문에 전체적으로 소형화 추세로 많이 가고 있습니다.

이번 큐브(소형위성)의 발사와 성능 검증은 군에서도 예의 주시할 것으로 보입니다.  군은 총 5대의 정찰위성을 도입하는 사업(425 사업)을 추진하고 있습니다. 하지만 중, 대형 위성은  2시간마다 한반도 상공을 정찰하기 때문에 감시망에 공백이 불가피합니다. 나머지 정찰 시간 공백을 큐브(소형위성)로 메울 계획이기 때문입니다.

ADD가 개발 중인 초소형 영상 레이더(SAR) 32대를 띄우면 30분 간격으로 한반도 주변을 정찰할 수 있으며, 핵무기를 탑재한 미사일을 은밀히 쏘아 올리는 북한의 이동식 발사대(TEL) 움직임을 사전에 포착할 수 있다는 의미가 됩니다. 소형 위성은 510㎞ 고도에서 1m 크기의 물체를 들여다볼 수 있는 성능을 지녔습니다.

 

한국에서 개발하는 초소형 정찰위성은 세계 신기록 달성도 가능합니다. 현재 가장 뛰어난 성능의 초소형 위성을 능가합니다. 참고로 핀란드 정찰위성의 해상도는 1m 수준으로 비슷하지만, 무게는 85㎏ 수준으로 한국 위성보다 무겁습니다.