부산대 참여 큐브위성 CPSat, 누리호 타고 우주로

조선대와 개발…광신호 지상 송신 도전
부산대, 위성 자세결정·제어 전반 맡아
발사 뒤 궤도서 광통신 기술 검증

부산대와 조선대가 공동 개발한 큐브위성 'CPSat'의 실물 모습. CPSat은 누리호 5차 발사에 탑재돼 우주로 향했다. (사진=부산대 제공)

부산대학교 연구진이 개발에 참여한 초소형위성이 우주에서 지상의 수신국을 정확히 겨냥해 빛으로 신호를 보내는 임무에 도전한다. 부산대가 위성의 방향을 정밀하게 잡는 핵심 기술을 맡았으며, 실제 궤도에서 광통신 기술을 검증하게 된다.

부산대와 조선대가 함께 만든 큐브위성 'CPSat(Cosmic Pulsating nano-Satellite)'은 7일 낮 12시25분 전남 고흥 나로우주센터에서 발사된 한국형발사체 누리호에 실려 우주로 향했다. 누리호는 목표 궤도에 도달한 뒤 CPSat을 포함한 탑재위성 15기를 모두 분리했다.

CPSat은 2022년 큐브위성 경연대회에서 선정된 뒤 부산대와 조선대가 컨소시엄을 꾸려 개발했다. 핵심 임무는 궤도에서 광신호를 지상으로 보내고 수신국에서 이를 받아 위성과 지상 사이의 광통신 기술을 검증하는 것이다.

큐브위성에서 주로 쓰이는 무선주파수(RF) 통신과 달리 광통신은 레이저와 같은 광원을 이용한다. 높은 데이터 전송률을 구현할 수 있는 차세대 위성통신 기술로 꼽히지만, 신호를 보내는 동안 위성이 지상의 수신국을 정확하게 바라보도록 방향을 유지해야 한다.

작은 위성에서 이 작업을 수행하려면 제한된 크기와 전력, 센서와 구동기만으로 정밀한 자세 제어를 구현해야 한다. 부산대 항공우주공학과 연구팀은 이를 위한 자세결정·제어시스템(ADCS) 전반과 관련 알고리즘을 개발했다.

개발 과정에는 조동현 부산대 교수의 한국항공우주연구원 재직 당시 경험도 활용됐다. 조 교수는 근지구 우주환경 관측용 초소형위성 'SNIPE(Small scale magNetospheric and Ionospheric Plasma Experiment)' 개발에 참여했으며, 당시 축적한 자세제어와 시스템 개발 경험을 CPSat에 적용했다.

CPSat은 분리 이후 위성 상태와 통신 여부를 확인하고 자세를 안정시키는 초기 운용을 거쳐 광통신 시험에 들어갈 예정이다. 위성이 지상의 광수신국을 향하도록 방향을 맞춘 뒤 신호를 보내면 지상에서 이를 받아 통신 기술을 검증한다.

발사 이후에도 부산대와 조선대 연구진은 공동 운영에 참여한다. 부산대 측은 위성의 자세 상태와 제어계 성능을 살피고 광통신에 필요한 정밀 지향과 운용을 지원할 예정이다.

조동현 교수는 작은 큐브위성이 지상 수신국을 정확하게 겨냥해야 한다는 점에서 기술적 난도가 높은 임무라며, SNIPE 개발 경험을 실제 우주에서 운용할 위성의 자세제어 기술로 이어갔다는 데 의미가 있다고 설명했다.

부산대는 CPSat에서 얻는 위성 개발·운영 경험을 후속 연구에도 활용할 방침이다. 김호락 교수 연구팀이 제안한 임무가 '2026년 큐브위성 경연대회'에 선정됐으며, 이 위성의 자세결정·제어 분야에도 조동현 교수 연구팀이 참여할 예정이다.

부산=김성욱 기자