한국형 발사체 누리호(KSLV-II)가 성공적으로 발사된 데 이어 성능검증위성과 지상국 간 쌍방향 교신까지 이뤄지면서 한국의 실용위성 자체 발사 역량이 다시 한 번 검증됐다. 이번 교신의 성공으로 누리호의 위성 궤도 투입 성능은 물론 성능검증위성도 정상적으로 작동하고 있다는 것이 확인되면서 발사체 고도화와 함께 차세대 위성 개발에도 속도가 붙을 것으로 전망된다.
22일 과학기술정보통신부와 한국항공우주(047810)연구원은 누리호가 목표 궤도에서 성능검증위성을 성공적으로 분리한 데 이어 이날 오전 3시 2분께 대전 항우연 지상국과의 양방향 교신에 성공했다고 밝혔다.
성능검증위성은 발사체인 누리호의 궤도 투입 성능을 검증하기 위해 국내 기술로 제작된 위성이다. 앞서 항우연은 21일 발사 이후 예상 시간인 42분30초(41분36초)보다 조금 이른 시간에 남극 세종기지와 대전 항우연 지상국 안테나를 통해 위성의 기본 상태 정보를 처음으로 수신했다. 이어 이날 새벽에는 두 차례 위성으로부터 상세 정보 데이터를 수신하면서 위성의 기능이 정상적으로 작동되고 있음을 확인했다. 특히 이날 새벽 교신은 위성에서 지상국으로 데이터를 보내는 일방향 통신이 아니라 지상국에서 위성에 명령어를 보내는 양방향 교신이었다. 이날 항우연이 위성에 내린 원격 명령은 위성 시각과 지상국 시각 상호 동기화와 위성에 탑재된 위성항법장치(GPS) 수신기 활성화 등이다. 또 위성의 3축 자세 제어를 위해 필요한 궤도 정보도 전송했다고 항우연은 설명했다.
양방향 수신으로 받은 데이터를 통해 누리호는 예상보다 더 완벽하게 성능검증위성을 궤도에 올려놓은 것으로 파악됐다.
안상일 항우연 위성우주탐사체계설계부 책임연구원은 “신호를 확인해보니 생각했던 것보다 누리호가 위성을 안정적으로 분리한 것으로 보여 많이 놀랐다”며 “(위성이 태양을 바라보는) 선포인팅 지점도 예상보다도 훨씬 시간이 짧게 걸려서 위성이 상당히 안정적으로 자리를 잡은 것으로 확인할 수 있었다”고 말했다.
성능검증위성은 앞으로 7일간 위성의 상태를 계속 점검하면서 자세를 안정화시키게 되며 29일부터는 이틀 간격으로 국내 대학에서 개발해 위성에 탑재된 큐브위성을 하나씩 사출할 예정이다. 큐브위성은 29일 조선대, 다음 달 1일은 KAIST, 3일 서울대, 5일 연세대 순으로 사출된다. 성능검증위성에는 전용 카메라가 탑재돼 있어 큐브위성의 사출 과정을 촬영할 예정이며 추후 지상국으로 전송하게 된다.
김기석 과기정통부 우주기술과장은 “큐브위성이 성능검증위성에서 떨어져 나가면 관성모멘트로 질량 중심에 조금씩 변화가 있다”며 “그런 변화를 확실히 잡아준 상태에서 천천히 사출관에서 튕겨주듯이 내보낸다”고 설명했다.
큐브위성의 임무 수명은 6개월~1년 정도이며 지구 대기 관측 GPS RO(Radio Occultation) 데이터 수집, 미세먼지 모니터링, 초분광 카메라 지구 관측 등의 임무를 수행한다. 이 가운데 조선대에서 제작한 ‘스텝큐브 랩-Ⅱ’는 국내 최초로 전자광학·중적외선·장적외선 카메라를 탑재하고 백두산 폭발 징후 등 지구를 관측하는 임무를 맡는다.
성능검증위성은 앞으로 2년 동안 지구 태양 동기 궤도를 하루에 약 14.6바퀴 궤도운동을 하도록 설계돼 있으며 향후 한 달간 초기 운영 기간을 거친 후 본격적인 임무를 수행한다. 성능검증위성에 있는 국내 기술로 개발된 발열전지, 제어모멘트자이로, S밴드 안테나 등이 실제 우주환경에서 설계된 성능을 잘 발휘하는지를 확인할 예정이다.
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