[서울=뉴시스]윤현성 기자 = 다음달 우주로 향하는 누리호 5차 발사의 주인공은 '초소형군집위성(NEONSAT·네온샛)'이다. 100㎏이 채 안 되는 동일한 지구관측위성 10기를 양산해 여러 대가 한 팀처럼 한반도를 촘촘히 들여다보는 체계를 만드는 게 목표다.

이번 누리호에는 네온샛 2~6호 5기가 주탑재위성으로 실린다. 여기에 대학·기업·지방자치단체·연구기관 등이 개발한 큐브위성 10기가 함께 올라간다. 지구관측부터 우주방사선, 미세먼지, 해양쓰레기 감시, 우주 광통신, 의약품 결정 성장, 국산 우주부품 검증까지 임무도 제각각이다.

우주항공청과 한국항공우주연구원은 15일 누리호 5차 발사를 앞두고 기자간담회를 열어 이들 탑재위성의 임무와 개발 현황을 공개했다.

네온샛은 국내 최초의 실용급 양산형 초소형 지구관측위성이다. KAIST 인공위성연구소가 개발을 총괄하고 항우연과 쎄트렉아이가 각각 지상·활용시스템과 위성 본체·탑재체 개발 등에 참여했다.

핵심은 한 대의 크고 비싼 위성 대신 같은 위성을 여러 대 운용해 관측 빈도를 끌어올리는 것이다. 각 위성은 100㎏ 미만으로, 흑백 1m 이내·컬러 4m 이내 해상도의 전자광학카메라를 탑재한다. 임무수명은 3년이다.

이번에 발사되는 2~6호는 1차 양산기다. 앞서 시제기가 2024년 4월, 검증기가 올해 1월 발사됐고 이번 5기를 시작으로 2027년 누리호 6차에서 7~11호 5기가 추가로 발사될 예정이다. 총 10기의 양산기가 서로 다른 궤도면에 배치돼 군집을 완성하는 구조다.

10기 군집이 구축되면 한반도 지역을 하루 3회 이상 촬영할 수 있고 같은 지점을 24시간 이내 다시 볼 수 있다. 한 기가 지나간 뒤 다음 위성이 다시 관측하는 방식으로 기존 중대형 단일 지구관측위성의 긴 재방문 주기를 보완하는 것이다. 확보한 고해상도 영상은 국가안보는 물론 산불·홍수·폭설 등 재난·재해 대응에 활용된다.

이상현 KAIST 초소형군집위성 사업단장은 "사업 목표는 고빈도·정밀 감시체계인 군집형 초소형위성을 개발하고 국가안보와 재난대응의 신속·정확성을 높이는 것"이라며 "군집운영을 통해 영상정보를 조기에 확보해 사용자에게 전달하게 된다"고 설명했다.

여러 위성을 동시에 다뤄야 하는 만큼 운용 방식도 달라진다. 10기 위성과 지상국, 영상처리·활용시스템의 상당 부분을 자동화하고, 확보한 대량의 영상은 향후 인공지능(AI)을 활용한 변화 탐지 등에도 활용할 계획이다.

주탑재위성 옆에는 저마다 다른 임무를 가진 큐브위성 10기가 함께 탄다.

오앤비스페이스의 3U급 '슬레지(SLEDGE)'는 위성항법시스템(GNSS) 신호를 이용해 전리권을 관측하고 GNSS 재밍 실측 데이터를 모은다. 대기를 통과하며 굴절된 GNSS 신호를 분석하는 GNSS-RO 탑재체의 기능도 검증한다. KAIST의 3U급 '지비샛(GBSAT)'은 지구 자기장에 정렬된 고에너지 양성자 플럭스를 측정해 저궤도 우주방사선 환경을 관측한다.

쿼터니언의 '퍼샛02(PERSAT02)'는 제주도 주변 해양쓰레기의 해류 이동을 감시하는 동시에 국산 큐브위성 부품을 검증한다. 무인탐사연구소의 6U급 '율리시스(UEL-Y-Sys.)'는 미세먼지의 동향과 발생 원인을 관측하고 탐사로버용 국산 탑재컴퓨터(OBC)와 배터리 기술도 우주에서 시험한다.

스페이스앤빈의 '에스디원샛(SD-1 SAT)'은 방사선이 강한 남대서양이상지대에서 저전력 센서로 방사선 데이터를 수집한다. 서로 다른 차폐 조건에서 방사선 영향을 측정하고 상용 전자부품 등이 실제 우주환경에서 견딜 수 있는지도 확인한다.

항우연의 12U급 '국산 소자부품 우주검증 플랫폼 2호(E3 Tester-2)'는 말 그대로 국산 우주부품의 시험장이다. SK하이닉스의 DRAM·UFS, 고속·정밀조정거울, 반작용휠, 자세결정 모듈, 전기추력기용 할로우음극, 궤도수송선 항전장비 등 6개 탑재체를 실제 우주환경에 노출해 성능과 오류율, 기능 저하 등을 검증한다.

대전광역시의 16U급 '대전샛-1호'는 1.5m급 전자광학카메라로 대전 지역의 도시공간 변화를 관측하는 동시에 전개형 태양전지판, 대용량 메모리 등 지역 우주기업의 탑재체 기술을 시험한다.

스페이스린텍의 12U급 '비-1012(BEE-1012)'는 저궤도 미세중력 환경에서 의약품 결정을 성장시키는 '우주 제약' 실증에 나선다. 결정화 챔버를 자동 운용하고 온보드 AI를 활용해 실험을 자율적으로 수행하는 것이 핵심이다.

코스모웍스의 '잭-007(JACK-007)'은 자체 제작 위성의 궤도 운용 기술을 검증하면서 5m급 광학계로 지구관측 영상을 확보한다. 조선대학교의 '시피샛(CPSat)'은 레이저를 이용한 우주 광통신과 다중 무선주파수(RF) 통신 기술을 시험한다.

결국 누리호 5차에 실리는 위성들은 크게 두 가지 변화를 보여준다. 주탑재위성 네온샛은 한 기씩 개발하던 위성에서 동일 모델을 양산해 군집으로 운용하는 체제로의 변화를, 10기의 큐브위성은 기업·대학·연구기관이 개발한 기술을 실제 우주에서 검증하고 활용하는 '우주 실증 플랫폼'의 확대를 상징한다.

박재성 우주항공청 우주수송부문장은 "이번 발사는 같은 설계로 만든 초소형군집위성 5기를 한 번에 궤도에 올려 함께 운영한다는 데 큰 의미가 있다"며 "우리나라 위성 개발이 양산 및 군집 운영 체제로 도약하는 중요한 전환점이 될 것으로 기대한다"고 말했다.

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