[뉴스토마토 신상민 기자] 국내 독자 기술로 개발된 초소형 방사선 탐사 위성 'K-라드큐브'가 미국 항공우주청(NASA)의 유인 달탐사선 아르테미스 2호에 실려 지구 방사선대 정밀 측정 임무에 나섭니다. 우주항공청은 한국 큐브위성 첫 동행에 대해 유인 우주탐사에 필요한 수준의 위성 기술력을 확보한 사례라고 평가했습니다. 

 

강경인 우주과학탐사부문장은 29일 열린 'K-라드큐브 관련 설명회'에서 "NASA의 유인 달 탐사 프로젝트 아르테미스 2호에 탑재될 큐브위성이 모든 지상 준비를 마쳤다"고 밝혔습니다. 우주항공청에 따르면 2~4월(미국 현지시간 기준: 2월 6, 7, 8, 10, 11일, 3월 6, 7, 8, 9, 11일, 4월 1, 3, 4, 5, 6일) 기간 중에 미국 플로리다주 케네디 우주센터에서 발사될 예정입니다. 한국과 함께 독일, 아르헨티나, 사우디아라비아에서 만든 큐브위성이 동승합니다. 

 

NASA는 아르테미스 2호를 통해 우주발사시스템(SLS)과 오리온 우주선의 시험비행 임무를 수행할 예정입니다. K-라드큐브는 오리온 스테이지 어댑터(OSA)에 탑재돼 지구를 둘러싼 밴앨런 복사대(지구자기장에 의해 에너지가 높은 하전입자가 갇혀 있는 지구 주변 도넛 모양의 구역)의 우주방사선을 고도별로 측정할 예정입니다. 

 

강 부분장은 "유인 우주탐사는 필연적으로 밴앨런 복사대를 통과할 수밖에 없고 이 구간에서의 방사선 환경을 실제 비행 조건에서 정밀하게 측정하는 것이 이번 임무의 핵심"이라고 설명했습니다. 

 

 

19.6kg 무게의 K-라드큐브는 지구 고궤도 사출 이후 해외 지상국과 초기 교신을 수행하며 지상국 관제에 따라 임무 궤도 도달을 위한 단계별 자체 추력 기동에 돌입합니다. 초기 궤도에서 근지점(궤도를 운동하는 천체가 지구의 중력 중심에 가장 가까운 위치) 고도를 약 150㎞, 이어지는 두 번째 궤도에서 약 200㎞로 상승해 최종 목표 궤도에 안착할 계획입니다. 

 

위성 운영과 과학 자료 수신은 해외 지상국을 통해 이뤄집니다. 강 부문장은 "이번 임무는 궤적 특성상 한반도 상공을 지나지 않기 때문에 해외 4개국의 5개 안테나를 활용해 위성을 운영하게 된다"며 "칠레 푼타 아레나스를 중심으로 스페인 마스팔로마스, 미국 하와이, 싱가포르 지상국이 교신을 지원한다"고 설명했습니다.

 

이번 발사는 지난해 5월 체결된 한미 이행약정(IA)에 따른 실행입니다. 주관 기관인 한국천문연구원은 위성 개발 및 방사선 측정 탑재체 개발과 비행 인증, 획득할 운영 데이터 관리 및 임무 종료 후 폐기 절차를 담당합니다. 

 

위성 본체는 나라스페이스테크놀로지가 개발했고, 위성 운영은 KT SAT이 맡습니다. 부탑재체로는 지구 고궤도 방사선 환경에서의 동작 검증을 위한 반도체 소자가 탑재되며 삼성전자(005930)와 SK하이닉스(000660)가 참여했습니다. NASA는 K-라드큐브의 탑재와 발사 등 발사 전반에 대한 기술 지원을 총괄합니다.

 

 

K-라드큐브는 일반 저궤도위성보다 높은 기술적 제약을 극복해야 합니다. 세부적으로 △아르테미스 2호 발사체의 강한 저주파 진동 환경 △초소형위성의 초저궤도(140~150㎞) 영역 통과에 따른 극한 열환경 노출 △발사 일정에 따른 태양 입사각 변동으로 태양광 전력 수급 불균일 △고타원 궤도(근지점 500㎞와 원지점 5만㎞ 내외 범위의 고위도 타원의 비정지 위성 궤도) 극한 환경 초기 교신 확보 △정밀한 궤도 기동 수행이 주요 과제입니다. 

 

강 부문장은 "GPS를 사용할 수 없는 고타원 궤도 환경에서 초기 교신 확보와 정밀한 궤도 기동을 수행해야 한다"고 말했습니다. 

 

심채경 한국천문연구원 센터장은 궤도 설계와 관련해 "일반 위성은 방사선이 집중된 고에너지 영역을 회피하는 궤도를 선택하지만 이번 임무는 아르테미스 2호 탑재라는 기회를 활용해 방사선 환경을 적극적으로 관측하는 전략을 택했다"고 설명했습니다. 

 

이어 심 센터장은 "지구에서 최대 7만㎞까지 멀어지는 거리에서 통신을 유지해야 하고 근지점에서는 대기권 접근에 따른 추락 위험까지 감수해야 하는 매우 도전적인 궤도"라며 "국내 연구자 자문을 통해 대기 위험성과 생존 가능성을 면밀히 평가해 안전하게 운영할 수 있도록 설계했다"고 밝혔습니다.

 

끝으로 강 부문장은 이번 프로젝트 합류에 대해 "국내 기관과 기업이 설계, 제작, 시험, 운용 전 과정을 자체 기술로 수행해 유인 우주탐사에 필요한 수준의 위성 기술력을 확보했음을 보여주는 사례"라고 강조했습니다.

 

우주항공청은 최종적으로 확보된 데이터를 발사 6개월 이후 전 세계에 공개할 예정입니다. 

 

 

신상민 기자 lmez0810@etomato.com