학생팀 ‘큐브샛연세’, 누리호에 큐브위성 실어 보낸다

미세먼지 관측 임무 초소형 위성 ‘미먼’ 개발

[사진 1. 누리호 1차 발사 장면(항공우주연구원 제공 https://www.kari.re.kr/nuri)]

우리 대학교 대학원생과 학부생으로 구성된 위성 개발팀 ‘큐브샛연세(지도교수 천문우주학과 박상영)’가 6월 15일 2차 발사 예정인 누리호에 직접 개발한 큐브위성(초소형 위성) ‘미먼(MIMAN: Monochrome Imaging for Monitoring Aerosol by Nano-satellite)’을 실어 보낸다.

누리호는 우리나라 기술로 만든 한국형 우주발사체로, 지난해 10월 21일 1차 발사를 실시해 국내에 발사체 핵심 기술력이 확보됐음을 확인하는 성과를 거뒀으나, 3단 엔진의 연소가 조기 종료돼 위성 모사체가 목표 궤도에 안착하지 못한 바 있다. 이에 누리호 1차 발사의 보완 조치로 3단 산화제 탱크부의 내부 헬륨 탱크 고정부 및 산화제 탱크 구조를 강화해 6월 15일 2차 발사를 실시하기로 했다.

1차 발사와 2차 발사의 가장 큰 차이점 중 하나는 지난해 누리호 1차 발사에서는 실제 기능이 없는 1.5톤 규모의 위성 더미(모사체)가 실렸었지만, 이번 2차 발사에서는 실제 기능할 수 있는 성능검증위성과 4개 대학에서 개발한 큐브위성 4개가 실린다는 점이다. 다시 말해, 지난 1차 발사가 발사체 자체의 기능만을 확인했다면, 이번 2차 발사는 성능검증위성과 큐브위성의 탑재를 통해 누리호의 위성 투입 능력도 함께 검증하는 것이라 할 수 있다.

4개 대학에서 만든 큐브위성(연세대 ‘미먼’, 서울대 ‘스누그라이트’, 조선대 ‘스텝’, 카이스트 ‘랑데브’)은 최대 길이가 40㎝, 무게도 10㎏ 이하로 매우 작은 크기의 초소형 위성이다. 우리 대학교 학생팀이 개발한 ‘미먼’은 가로 10㎝, 세로 10㎝, 높이 34㎝의 미세먼지 관측 임무 위성으로, 고도 700㎞의 저궤도에서 지구 주위를 공전하며 한반도와 서해 상공의 미세먼지를 촬영하는 임무를 수행한다. 

미먼은 이를 통해 위성 고도가 높은 정지궤도위성 천리안2B호가 제공하는 미세먼지 관측 정보를 보완하는 역할을 할 것으로 기대된다. 미먼은 저궤도에서 고해상도로 촬영하는 만큼, 천리안2B호가 제공하는 데이터에서 미세먼지와 구름을 구분하는 ‘클라우드 마스킹’을 할 수 있을 것으로 보이기 때문이다.

[사진 2. 미먼 큐브위성이 우주 임무를 수행하는 상상도]

미먼을 개발한 큐브샛연세 팀은 우리 대학교 초소형위성센터장을 맡고 있는 박상영 교수가 이끌고 있으며, 천문우주학과, 물리학과, 대기과학과, 수학과, 전기전자공학과, 기계공학과, 컴퓨터공학과 등 다양한 전공의 학생들로 이뤄져 있다. 2012년부터 지금까지 큐브위성(CANYVAL-X, CANYVAL-C)을 두 차례 개발하고 발사한 경험을 가지고 있으며, 2019년 한국항공우주연구원이 개최한 큐브위성 경연 대회에서 선발된 후 지금까지 3년 동안 ‘미먼’을 개발해 왔다. 이번 누리호 2차 발사를 계기로 학생들은 전문적인 위성 개발 및 실제 발사 현장 경험을 쌓고, 이를 통해 국가 우주 개발을 선도하는 인재로 더욱 성장할 수 있을 것으로 기대된다.

누리호 2차 발사 예정일은 6월 15일로 정해졌지만, 정확한 발사 시각은 기상 등을 복합적으로 고려해 발사 당일 2차례의 회의에서 결정된다. 누리호에 탑재될 성능검증위성은 지난달 16일 나로우주센터로 입고돼 자체 점검을 마쳤으며, 발사 약 1주일 전에 누리호 3단부에 장착될 예정이다.

미먼은 발사 2주 후인 6월 29일 성능검증위성으로부터 사출될 예정이며, 이르면 그 다음날부터 위성과 통신할 수 있다. 지구 주위를 공전하는 미먼은 12시간 간격으로 한반도 상공을 지나갈 예정으로 매일 2회 통신을 시도할 수 있으며, 이때 지상국과 미먼의 통신 가능 여부에 따라 미먼의 성공 여부를 알 수 있을 것으로 보인다.

미먼이 궤도에 안착할 경우 임무 수행 기간은 6개월로, 성공할 경우 우리 대학교 초소형위성센터에서 개발하고 있는 여러 종류의 초소형위성들의 기술력을 인정받을 수 있을 것이다. 이러한 성과를 토대로 향후 다양한 초소형 위성에 대한 수요와 함께 국내 저궤도 위성 산업도 탄력을 받을 것으로 기대된다.