[지금은 우주-영상] 양방향 통신 쾌거…누리호의 큐브샛, 우주를 거닐다

[아이뉴스24 정종오 기자] 누리호 성능검증위성에 실려 우주로 차례로 나갔던 큐브샛 두 개가 양방향 통신에 성공하면서 우리나라 큐브샛 역사를 새로 쓰고 있다. 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원(항우연) 측은 4일 카이스트(KAIST)와 서울대 학생들이 만든 큐브샛이 양방향 통신에 성공했다고 공식 발표했다.

그동안 2017년, 2018년, 2021년 등 여러 차례 큐브샛을 쏘아 올렸는데 양방향 통신에 성공한 적은 없었다. 이번이 처음이다.

이 같은 쾌거는 한 순간에 찾아온 게 아니다. 그동안 큐브샛은 경연대회를 통해 꾸준히 기술력을 쌓아왔다. 2012년부터 과기정통부와 항우연은 ‘큐브위성 경연대회’를 개최했다. 2013년, 2015년, 2017년, 2019년에 이어 올해도 열렸다.

문인상 항우연 아카데미 센터장은 “학생들이 만든 큐브샛이 양방향 통신에 성공했다는 것은 매우 큰 의미가 있다”며 “이번에 양방향 통신에 성공하면서 앞으로 우리나라 큐브샛 기술력도 많이 발전할 것”이라고 내다봤다.

앞서 지난달 29일 조선대 큐브샛이 누리호 성능검증위성에서 우주로 내보내졌다. 이때 사출 영상을 보면 조선대 큐브샛은 덩치가 조금 컸고 약간은 불안정하게(빙글빙글 돌면서) 사출되는 모습을 확인할 수 있다. 문 센터장은 “양방향 통신이 가능하기 위해서는 큐브샛의 안테나가 지상국으로 정확히 향해야 하는데 큐브샛은 엔진이 없어 자세를 잡기 힘들다”며 “사출할 때 불안정했던 모습이 영향을 끼치지 않았나 판단된다”고 말했다.

조선대 큐브샛은 아직 양방향 통신이 이뤄지지 않고 있다. 이번 큐브샛 개발에 나선 손민영 조선대 대학원생은 “양방향 통신이 이뤄지지 않아 안타깝게 지켜보고 있다”며 “새벽에 일어나 신호를 확인하고 있는데 아직 큐브샛이 약한 신호를 보내오고는 있다”고 말했다. 문제는 큐브샛이 에너지를 충전하고 있느냐에 있다. 조선대 큐브샛은 사출되면서 자동으로 태양 전지판이 전개하도록 설계된 것으로 파악됐다. 태양 전지판이 잘 전개됐다면 에너지를 충전할 수 있어 희망은 있다는 것이다.

손민영 대학원생은 “밤잠을 설치며 큐브샛 상태를 정기적으로 확인하고 있다”며 “양방향 통신이 가능할지 우리도 지켜보고 있는 중”이라고 전했다.

3일, 4일 각각 누리호 성능검증위성에서 우주로 사출된 카이스트와 서울대 큐브샛은 매끄럽게 문을 박차고 나섰다. 성능검증위성이 직접 찍은 사출 영상에서 확인할 수 있다. 이어 카이스트와 서울대 지상국과 큐브샛이 양방향 통신에 성공하면서 큐브샛 역사의 이정표를 세웠다.

이제 마지막으로 5일 연세대 학생들이 만든 큐브샛이 문을 박차고 우주로 나선다. 연세대 큐브샛까지 양방향 통신에 성공하면 누리호 발사 성공에 이어 우리나라가 우주역사에 한 획을 긋는 새로운 흐름을 만들게 된다. 조선대 큐브샛도 뒤늦게 양방향 통신에 성공할 가능성도 없지 않다.

이번 성공에는 누리호의 안정적 우주진입과 성능검증위성의 정확한 궤도 투입, 여기에 성능검증위성의 안정적 자세 제어 등이 순조롭게 이어진 것과 무관치 않다는 게 전문가의 공통된 의견이다.

모든 게 제대로 진행되면서 큐브샛을 타임 스케줄에 맞춰 우주로 사출하면서 좋은 성과를 거뒀다는 것이다.

문 센터장은 “큐브위성 경연대회는 올해부터 초급과 고급으로 나눠 진행한다”며 “몇몇 대학이 참여하는 대회가 아니라 외연의 폭을 넓혀 더 많은 대학과 학생들이 우주로 향한 꿈을 꿀 수 있도록 할 계획”이라고 말했다.

문 센터장은 “이번에 양방향 통신에 성공하면서 대학도 큐브샛을 만들 수 있다는 자신감을 보였다”며 “한번 경험이 쌓이면 좋은 쪽으로 발전할 것이고 더 많은 학생들이 우주분야로 뛰어들었으면 한다”고 주문했다.

한편 5일 연세대 큐브샛까지 우주로 방출한 이후 누리호 성능검증위성은 탑재돼 있는 3개의 과학 장비에 대한 운용을 시작한다.

우선 ETG(Electrically-heated Thermoeletric Generator, 발열전지)가 있다. 온도차를 이용해 전력을 생산하는 전지로 극한 우주 환경에서 전력을 만들어낼 수 있는지를 확인하기 위한 것이다.

두 번째로 CMG(Control Moment Gyroscope, 제어모멘트 자이로)도 운용한다. 위성의 자세 제어를 위한 고성능 자세제어용 구동기로 지상에서 개발한 유닛이 우주에서도 잘 작동하는지 확인한다.

마지막으로 SHA(S-band Hemispherical Antenna, S-band 안테나)이다. 위성의 원격측정 과 명령전송에 사용되는 안테나이다. S-밴드 안테나는 안테나 패턴 값이 특정 값으로 나가는 게 아니라 구처럼 모든 방향으로 퍼져 나가는 것이 특징이다.