누리호 ‘위성 15기’…한국 달 탐사차 부품 개발, 신약 실험도

곽노필의 미래창
기업·대학·연구기관이 제작
위성부 탑재 총중량 1톤 넘어

7일 누리호 탑재 위성들이 사출되는 장면. 웹방송 갈무리

다섯번째로 발사된 누리호에는 역대 가장 많은 15기의 위성이 실려 있다.

한반도를 정밀 관측할 초소형군집위성 5기와, 대학·기업·연구기관·지자체가 만든 큐브위성 10기다. 위성사출장치와 어댑터를 포함한 위성부의 총중량은 1071kg이다. 실제 위성을 탑재한 3차 발사 이후 처음으로 1톤을 넘어섰다.

주탑재위성은 카이스트 인공위성연구소가 개발한 초소형군집위성 '네온샛(NEONSAT)' 2~6호기다. 군집위성은 일정 간격을 두고 같은 궤도를 비행하는 위성 무리를 가리킨다. 누리호의 주탑재 위성이 군집으로 구성된 건 처음이다. 기술 검증용인 1호기는 올해 1월 뉴질랜드에서 발사됐다.

네온샛은 1기당 무게가 100㎏ 미만인 초소형위성 10기를 궤도에 올려 한꺼번에 운용하는 시스템으로, 군집이 갖춰지면 고도 500~600km의 태양동기궤도를 돌며 한반도를 하루 3회 이상 촬영하고 같은 지점을 24시간 안에 다시 촬영하는 게 가능해진다. 내년 6차 발사에서 나머지 5기를 마저 올리면 군집이 완성된다. 해상도는 흑백이 1m급, 컬러가 4m급이다. 산불, 홍수 등의 재난·재해와 국가 안보 상황 등에 신속히 대응하는 것이 목적이다. 임무 기간은 3년이다. 이번 발사가 애초 6월에서 10월로 밀린 것은 네온샛의 추력기(궤도 변경·유지용 엔진)를 보완하기 위해서였다.

우주에서 만든 결정, 인공지능이 검토

부탑재위성으로 실리는 나머지 10기는 모두 큐브위성이다. 큐브위성은 한 변이 10㎝인 정육면체(1U)를 기본 단위로 하는 규격 위성을 가리키는 말이다.

우선 국내 첫 우주의약 개발 기업 스페이스린텍이 지난해 4차 발사에 이어 이번에도 미세중력 환경에서 의약품 결정을 만드는 실험위성 '비-1012'(12U)를 실은 것이 눈길을 끈다. 지상에서는 중력에 의한 대류, 침강 등으로 인해 결정이 가라앉거나 뭉치지만, 미세중력에서는 이런 방해 요소가 없어 더 균일하고 정밀하게 물질을 만들 수 있다. 이번엔 단순한 결정화 실험에서 한 걸음 더 나아가, 위성에 실려 있는 인공지능이 결정 생성 여부와 성장 단계를 궤도에서 직접 판단한다.

대전·제주도 등 지구관측 위성 3기

가장 큰 큐브위성은 대전시가 기획한 16U급 '대전샛 1호'다. 해상도 1.5m급 컬러 카메라(관측폭 9.3㎞)를 달고 대전 등지의 도시 공간 변화를 관측한다. 임무 기간은 1년이다.

코스모웍스의 '잭(JACK) 007'(3U)은 지구관측용 광학 망원경을 탑재해 해상도 5m급으로 10×10㎞ 영역을 찍는다. 영상은 공공 목적으로 공개할 예정이다. 쿼터니언의 '퍼샛(PERSAT)02'(3U)는 제주도 해양쓰레기의 해류 방향 감시가 임무다. 100% 국산 부품을 썼다. 추력기 대신 자세를 바꿔 대기 저항 면적을 조절하는 '차분항력' 방식으로 궤도를 비행한다.

우주 환경·통신·항법용 위성 4기

대학생들이 만든 카이스트의 '지비샛'(3U)은 지구 자기장을 따라 들어오는 고에너지 양성자를 측정한다. 스페이스앤빈의 '에스디(SD) 1 샛'(3U)은 남대서양이상지대(SAA)의 우주방사선을 측정한다. SAA는 지구 자기장이 약해 방사선 입자가 낮은 고도까지 내려오는 구역을 말한다.

조선대와 부산대가 함께 만든 '시피샛'(3U)은 레이저와 엘이디(LED) 빛으로 데이터를 지상에 쏘는 광통신을 시험한다. 오앤비스페이스의 '슬레지'(3U)는 위성항법 전파가 대기를 지나며 꺾이는 정도로 대기 온도·압력을 재는 기술을 시험한다.

누리호 5호기 위성분리 장치. 우주항공청 제공

국산 부품 기술 시험 위성 2기

달 탐사차 개발업체인 무인탐사연구소의 '율리시스(UEL-Y-Sys)'는 국산 온보드 컴퓨터와 카메라가 우주환경에서 제대로 작동하는지 검증한다. 2032년 한국 달 탐사를 대비한 국산 부품 개발 작업의 일환이다.

한국항공우주연구원은 지난해 '국산 소자·부품 우주검증 플랫폼 1호' 위성을 잇는 2호(E3 Tester-2)'(12U) 위성을 탑재했다. 이 위성은 국산 부품 6종의 우주환경 적응력을 시험한다.

에스케이하이닉스가 반도체가 우주 방사선 입자에 어떤 영향을 받는지 알아보기 위해 메모리칩을 실었다. 또 인세라솔루션은 레이저 조준용 고속·정밀 조정 거울을, 코스모비는 전기추력기용 할로우음극(전자를 내보내는 장치)을, 인터그래비티는 궤도 수송선 항전장비를, 카이스트는 자세결정 모듈을, 모멘텀스페이스는 반작용휠을 각각 검증한다. 반작용휠은 회전의자에서 바퀴를 돌리면 몸이 반대로 도는 원리로 위성 자세를 바꾸는 장치다.

항우연은 “지난해 4차 발사 때 궤도에 올라간 플랫폼 1호 위성은 공식 임무를 마친 뒤에도 여전히 정상 작동을 하면서 탑재된 부품의 상태에 관한 데이터를 보내고 있다”고 밝혔다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr