한화시스템, 감시정찰용 초소형 SAR 위성 국내 기술 100%로 개발

[경향신문]

한화시스템은 국내 최초로 100㎞ 이하 1m급 성능을 자랑하는 초소형 SAR 위성을 개발 중이다.

SAR 위성은 악천후에도 영상 획득이 가능해 감시정찰 자산으로서 매우 높은 가치를 자랑한다.

하지만 우주에서 SAR 위성을 동작하기 위해 필요한 고난도의 기술 개발은 해외에 의존해야 한다. 우주급 부품의 사용, 발사 등 고비용 문제로 인해 감시정찰체계 구현에 어려움이 있다.

특히 발사 비용은 발사체에 탑재되는 위성의 무게만큼 소요돼 개발 비용에 있어 많은 부분을 차지한다.

최근 이러한 개발의 어려움을 극복하고자 위성 분야에서는 경제적인 개발 철학을 도입했다. 우주급 대신 상용 부품(Commercial off-the-shelf) 사용, 하나의 발사체로 다수의 위성(군집 위성) 대량 발사, 위성 경량화를 특징으로 하는 뉴 스페이스 패러다임이 트렌드로 자리 잡고 있다. 현재 Planet, Capella Space, Oneweb 그리고 ICEYE 등 많은 글로벌 기업들이 신개념의 초소형 위성을 개발 중이다.

미국 국방부는 민간기업의 우수한 우주기술을 적극적으로 활용해 뉴 스페이스 패러다임에 부합하는 경제적인 위성 개발에 힘쓰고 있다.

이러한 개발 경향에 맞추어 한화시스템에서는 레이더 분야에서의 다양한 경험과 독자적 개발 역량을 바탕으로 100㎏ 이하의 초소형 SAR 위성을 국내 기술 100%로 개발하고 있다.

한화시스템이 개발한 초소형 SAR 위성은 원통 또는 박스형 본체와 날개 형태의 태양전지판이 달린 일반 위성과는 다르게 SAR 탑재체와 본체 및 태양전지판이 일체화된 얇은 직육면체 형태로 설계됐다.

이로 인해 무게는 줄이고 하나의 발사체에 최대한 많이 실을 수 있도록 제작해 발사 비용을 절감할 수 있다. 즉 본체-탑재체 일체형 설계를 통해 발사체 수납 효율을 극대화할 수 있게 설계했다.

또 위성 경량화에 따른 성능 저하를 최소화하기 위해 고집적 FPGA를 활용하고 있다. 이는 다수 모듈로 구성된 전장품을 단일 모듈로 기능 통합해 경량화·소형화를 달성하는 효과를 거뒀다. 또 SAR의 핵심인 안테나는 국내 최초의 한국형 전투기 KF-21의 AESA 레이더 과제에서 검증된 반도체 송수신 장치를 활용해 초경량 고이득 능동위상배열안테나를 적용했고, 1m급 고해상도 관측 모드와 넓은 영상 획득이 가능한 광역 관측 모드를 제공할 예정이다.

한화시스템의 초소형 SAR 군집위성군 감시정찰체계는 현재 개발 중인 초소형 SAR 위성을 사용하여 궤도면당 약 500㎞의 고도에서 재방문 주기 30분을 목표로 설계됐다. 또 위성 안테나에서 전파의 편파를 다르게 하여(수직·수평 편파) 송신할 수 있는데, 같은 물체여도 편파에 따라 반사되어 위성으로 되돌아오는 전파의 세기가 다르므로 관심 지역의 물체 파악을 위한 보다 다양한 정보를 획득할 수 있게 했다.

위성의 임무는 지상국과 교신을 통해 정해지기 때문에 지상국과 교신이 불가능하면 위성은 사전에 정의된 임무에 따라 감시정찰을 수행한다. 한화시스템이 개발 중인 SAR 군집위성군은 다른 궤도면상에 존재하는 위성 간 통신이 가능해 긴급 임무 변경이 필요할 때 위성 간 통신을 이용해 위성의 임무를 변경할 수 있게 설계됐다.

현재 감시정찰 분야에서 초소형 SAR 위성은 큰 주목을 받고 있다. 이러한 상황에서 한화시스템은 국내 최초로 100㎞ 이하 1m급 성능을 자랑하는 초소형 SAR 위성을 개발 중이다. 한화시스템은 초소형 SAR 위성 국내 개발 성공을 시작으로 위성 분야 연구·개발(R&D) 역량을 지속적으로 강화해 나갈 것이다.