[대덕특구]축적된 기술력… ‘미니위성’ 다시 뜬다

초소형 인공위성의 미래

소형위성은 무게 500㎏이하 총괄 지칭
지구관측·우주과학 실험 등 전분야 응용

항공대 한누리1호 개발… 궤도발사는 실패
국내최초 25㎏ ‘나노위성’ 내년 발사 예정


세계 최초의 인공위성은 지난 1957년 10월 러시아가 발사한 '스푸트니크 1호'이다. 당시 발사체 로켓 능력의 한계 때문에 우주로 쏘아 올려지는 위성은 모두 소형위성이었다. 그러나 계속되는 기술력 발달과 함께 위성의 규모도 점차 증가하고 있다. 하지만 초소형 위성은 여전히 매력을 갖고 있어 이에 대한 개발 및 연구가 활발히 진행되고 있다. 초소형위성이란 무엇이며, 어떤 가능성을 갖고 있는 지 알아본다.<편집자 주>


우리 주변을 둘러보면 시간이 지남에 따라 점차 그 크기가 작아지는 물건들을 어렵지 않게 찾아볼 수 있다.

가장 쉽게 찾아 볼 수 있는 것이 바로 전자제품. TV의 경우 대형화 추세 속에 이제는 손목시계만한 액정화면으로 언제 어느 곳에서나 볼 수 있는 TV가 등장해 관심을 모으고 있다.

오디오도 마찬가지이다. 최첨단 기술력을 접목시켜 이제는 MP3라는 제품이 나와 테잎이나 CD 없이 음악을 다운로드 받아 저장시켜 들을 수 있는 제품이 남녀노소 모두로부터 인기를 한 몸에 받고 있다.

이런 가운데 인공위성도 초소형 바람에 동승하고 있다.
인류의 인공위성 역사는 소형으로 출발했지만 여기에 더욱 정밀하고 진보된 기술력이 접목돼 더욱 작아진 인공위성이 쏘아 올려지고 있는 것이다.

▲ 대한민국 다목적 인공위성 아리랑2호가 촬영한 행정도시 모습.

▲초소형위성이란=제궤도 소형위성은 통상적으로 무게가 500㎏ 이하의 위성을 총괄 지칭한다. 미니위성(100~500㎏), 마이크로위성(10~100㎏), 나노위성(10㎏ 내외) 및 피코위성(1㎏ 이하) 등으로 구분된다. 여기에 더 나아가 마이크로 위성, 나노위성, 피코 위성은 다시 초소형 위성으로 분류하고 있다.

초소형위성은 지구관측, 제궤도 위성 이동통신 및 우주과학 실험 등 거의 전 분야에서 응요되고 있으며, 임무설정에서 발사에 이르기까지 개발기간이 짧아 선행기술이나 새로 개발된 장비의 실험에도 널리 이용되고 있다.

특히 초소형위성은 규모는 작지만 대형위성과 거의 동일한 구성요소를 갖고 있어 임무분석, 설계, 제작, 시험, 발사 및 운용에 이르는 전 과정에 대한 우주개발 능력을 축적하고 전문인력 양성의 도구로 활용할 수도 있다.

크기가 작은 만큼 개발 소요 비용이 저렴하다는 장점을 갖고 있다. 더 나아가 짧은 개발 기간과 함께 보다 많은 우주비행 기회를 제공할 수 있으며, 신기술 적용이 쉽다고 한다.

▲국내 초소형위성 개발=현재 우리나라 기술력으로 초소형 위성을 독자적으로 개발할 수 있는 능력은 충분히 보유하고 있는 것으로 분석되고 있다.

국내 대학 중 유일한 인공위성시스템 연구실인 한국항공대학교 우주시스템연구실은 국제 프로그램인 1㎏급의 피코위성인 '큐브젯' 프로그램에 참여해 우주실험 및 교육용 도구로써 '한누리-1'를 개발해 지난해 7월 27일 러시아의 '디네플' 발사체에 의해 발사됐다.

하지만 발사체 1단 엔진의 오작동으로 위성을 궤도에 올리는 데 실패했다. 당시 임무궤도는 고도 650㎞, 경사각 98.1도의 태양동기궤도였다.

항공대 우주시스템연구실은 과학기술부로부터 지난 2003년 국가지정연구실로 지정돼 25㎏급의 나노위성을 개발 중에 있다.

이 위성은 국내 최초로 개발되는 나노위성으로 내년에 발사돼 2년간의 운용기간 동안에 동물추적 및 우주환경 측정 등의 임무를 수행할 예정이다.

▲초소형위성 활용 임무=현재 초소형위성을 활용한 임무는 아직 입증되지 않았지만 고위험의 첨단기술들을 우주공간에서 저비용으로 테스트하는데 초점을 두고 있다.

그러나 기술 검증이 미래 과학탐사 등의 임무에 적용돼 가능케 되면 초소형 위성의 임무는 첨단 신기술 검증뿐만 아니라 중대형 위성이 수행하는 실질적 소요 임무를 수행할 것이다.

▲초소형위성 전망=초소형 위성기술은 우주시스템 개발 비용절감, 임무개념부터 발사까지의 짧은 기간, 고성능 및 낮은 위험도라는 장점 등 때문에 연구개발 및 활용범위가 급격히 확대될 것으로 기대된다.

이런 추세는 위성체 자체의 소형화는 물론 지구관측, 통신, 항법 및 우주과학 등을 위한 탑재체의 소형화와 병행될 전망이다.

또한 초소형 위성기술은 우주 및 자원 탐사의 목적으로 이용범위가 확대될 것으로 전망된다.
항공대 항공우주공학과 장영근 교수는 "초소형 위성의 미래기술은 전략적 위성군 형성기술, 분산 위성시스템 기술, 위성을 이용한 서비스 및 검사기능 확립을 포함한 유연한 발사 서비스 확보 가능 측면에서 우주 탐사의 새로운 장을 제공할 것으로 기대된다"며 "소형 발사체 기술의 활발한 연구를 위한 계기가 마련될 것"이라고 말했다.