꿈꾸던 상상 우주에 쏜다… 한국도 초소형 위성 개발 경연대회

출처 : http://news.kukinews.com/article/view.asp?page=1&gCode=all&arcid=0005100413&code=11161600

KAIST 항공우주공학과 방효충 교수팀은 올해 3월 일본 정부가 지원하는 ‘초소형 위성 임무 아이디어 경연대회(Mission Idea Contest)’에 참가해 10개 팀이 겨루는 최종 라운드에 올랐다. 전 세계 62개팀이 참가한 대회에서 1위를 차지하면 위성 개발 및 발사 비용을 모두 지원받을 수 있다. 우주 탐사 미션을 수행할 초소형 위성에 대한 참신한 아이디어라면 기업이나 대학은 물론 일반인들도 참가할 수 있다.

방 교수팀이 출품한 위성은 15㎏급 나노 위성으로, 우주 행성 간 간섭 실험이 임무였다. 하지만 최종 라운드 1위는 일본 기업 미쓰비시 일렉트릭이 차지했다. 방 교수는 전화통화에서 “초소형위성 개발이 활성화돼 있는 일본의 경연대회에서 10등 안에 들었다는 것만으로도 만족한다”면서 “우리도 이처럼 대중화된 다양한 위성개발 경연대회가 있었으면 하는 부러움도 들었다”고 말했다.

내년부터 우리나라에서도 이 같은 인공위성 개발 경연대회가 정기적으로 열릴 예정이다. 이에 따라 초등학생부터 대학(원)생까지 우주에 관심 있는 사람이라면 직접 위성을 만들고 쏘아 볼 수 있게 됐다. 교육과학기술부는 그동안 우주 분야에 전문성을 갖춘 기관을 중심으로 추진되던 우주개발 추진 체계에서 벗어나 일반 국민 누구나 우주개발에 참여할 수 있도록 하는 ‘초소형 위성 프로그램’을 올해 하반기부터 추진한다고 최근 밝혔다.

◇초소형 위성 개발 붐=무게 500㎏ 이하일 때 소형 위성으로 분류되는데, 이 중에서도 20㎏ 이하인 가벼운 위성을 초소형 위성이라 부른다. 초소형 위성은 다시 나노 위성(1∼20㎏), 피코 위성(1㎏이하)으로 나눌 수 있다.

큐브 위성(CubeSat)은 나노 위성의 표준으로, 가로·세로·높이 각각 10㎝ 내외의 정육면체 모양이다. 1999년 미국 캘리포니아과학기술주립대와 스탠퍼드대에서 위성 개발 방법으로 처음 소개된 뒤 2011년 현재까지 47개가 발사에 성공했다. 큐브위성은 짧은 기간에 위성 개발이 가능하며 상용 부품을 사용하기 때문에 개발비용이 적다는 장점이 있다. 신기술 궤도상 시험과 우주공학 교육, 우주 과학 등 단기간 임무를 수행하는 데 주로 사용된다.

피코 위성의 대표격인 캔 위성(CanSat)은 음료수 캔 크기(600g)로 만들어진 모사(模寫) 위성이다. 모사 위성은 우주공간에 떠 있는 실제 인공위성과 달리 지구 상공에서 작동하는 일종의 ‘견본 위성’이다. 하지만 위성과 동일한 기능을 수행하도록 전력, 통신, 컴퓨터, 센서 등을 내장해 교육용으로 많이 활용된다. 98년 미국 스탠퍼드대 밥 트윅스 교수가 처음 제안했다. 교과부 우주기술과 관계자는 “초소형 위성은 초기에 우주공간에서의 기술 시험 의미가 컸으나, 저비용으로 간단히 제작할 수 있는 특성으로 인해 최근에는 무중력 생화학·의학실험, 지진 감시, 우주 탐사 등 활용범위가 확장되는 추세”라고 말했다.

미국 유럽 일본 등 우주개발 선진국에서는 최근 대학 및 연구소를 중심으로 초소형 위성 제작과 활용이 두드러지고 있다. 여기에는 일반인을 대상으로 한 다양한 경연대회가 한몫하고 있다. 우리나라도 특정 연구개발(R&D)사업의 일환으로 일부 대학에서 초소형 위성을 제작하는 경우는 더러 있었다. 한국항공대가 무게 1㎏짜리 ‘한누리호’를 개발해 2006년 발사를 시도했으나 러시아 발사체 이상으로 임무 수행에 실패했다.

경희대 우주과학과 선종호 교수팀은 미국 UC 버클리, 영국 임페리얼 칼리지와 공동으로 지구 자기장 측정과 극지방 오로라 관측 등의 임무를 수행하기 위한 큐브 위성 ‘트리오-시네마’(3㎏) 3기를 개발 중에 있다. 선 교수는 “현재 시험 모델을 만들었으며 곧 실제 발사 모델을 제작해 2012년 여름쯤 쏘아 올릴 예정”이라고 말했다.

KAIST 방효충 교수는 “향후 전 세계적으로 100∼500개의 초소형 위성이 우주로 발사될 예정”이라면서 “선진국에서 일반화된 초소형 위성 아이디어 경연대회는 우주 개발에 대한 국민적 관심을 높이고 우주 분야 고급 인력 양성 및 저변 확대를 위해 바람직하다”고 강조했다.

◇나도 인공위성 만들어 쏘아 볼까=교과부가 추진하는 ‘초소형 위성 프로그램’은 초·중·고생 대상 ‘저변 확대형’과 대학(원)생 대상 ‘임무 목적형’으로 나뉜다. 저변 확대형은 올 하반기에 초·중·고생 및 지도교사를 대상으로 위성 제작법에 대한 설명회를 열고 내년 초 겨울방학에 위성 설계(디자인) 1차 경연대회를 개최해 20개 팀 정도를 선발할 계획이다. 개발 위성은 캔 위성 같은 모사 위성이 대상이다. 교과부는 20개 팀에 위성 제작 키트 및 비용을 지원한다. 위성 설계 경연대회는 매년 개최된다.

임무 목적형은 실제 우주 공간으로 진입해 임무를 수행하는 큐브 위성을 개발하는 것이다. 대학(원)생이 교수진과 함께 위성 아이디어 경연대회(2012년 상반기 개최)에 참가하고 이중 창의적이고 혁신적인 5개 팀의 위성에 제작 및 발사 기회가 주어진다. 위성 1기당 5억∼6억원의 개발비용과 ㎏당 평균 1억원의 발사비용 등은 교과부가 지원한다. 약 2년의 위성 개발기간이 주어지고 첫 번째 위성 발사는 2015년쯤 해외 발사체를 이용해 이뤄질 예정이다. 초소형 위성은 거대한 발사체를 따로 필요로 하지 않는다. 다른 위성이 발사될 때 남은 공간을 활용하기 때문이다. 교과부 관계자는 “임무 목적형 프로그램은 위성 개발기간과 발사 시점을 고려해 3년 주기로 시행하며 2018년 2차 발사부터는 전남 고흥 나로우주센터에서 한국형 발사체를 통해 추진될 것”이라고 말했다.