‘유인 달 탐사’에 한국 기술 실린다…큐브위성 K-RadCube, 아르테미스 2호 탑재

▲강경인 우주항공청 우주과학탐사부문장이 29일 종로구 과학기술자문위원회 브리핑룸에서 진행된 기자설명회에서 발표하고 있다. (김연진 기자 yeonjin@)

우주항공청과 한국천문연구원이 미국 항공우주청(NASA)의 유인 달 탐사 프로젝트 아르테미스 2호에 탑재될 큐브위성 K-RadCube가 모든 지상 준비를 마쳤다고 밝혔다. K-RadCube는 2~4월 중에 미국 플로리다주 케네디우주센터에서 발사될 예정이다.

29일 종로구 과학기술자문위원회 브리핑룸에서 진행된 기자설명회에서 강경인 우주항공청 우주과학탐사부문장은 “K-RadCube는 K-RadCube는 오리온 스테이지 어댑터(OSA)에 탑재돼 지구를 둘러싼 밴앨런 복사대(Van Allen Radiation Belts)의 우주방사선을 고도별로 측정할 예정”이라며 “유인 우주탐사 임무는 필연적으로 밴앨런 방사선 지역을 통과하기 때문에 향후 유인 우주 탐사 임무를 위한 기초자료로 지속적으로 사용될 수 있다”고 말했다.

발사 시도 공식 예정일은 미국 현지시간 기준(EST) 2월 6, 7, 8, 10, 11일과 3월 6, 7, 8, 9, 11일을 비롯해 4월 1, 3, 4, 5, 6일이다. NASA는 아르테미스 2호를 통해 우주발사시스템(SLS)과 오리온(Orion) 우주선의 시험 비행 임무를 수행할 예정이다. 관측 자료는 향후 지구-달 이동 구간에서 우주방사선이 유인 우주비행사에게 미치는 영향 분석에 활용된다.

이번 발사는 지난해 5월 체결된 한-미 이행약정(IA)에 따라 실행된다. 주관기관인 천문연은 위성 개발 및 방사선 측정 탑재체 개발과 비행 인증, 획득할 운영 데이터 관리 및 임무 종료 후의 폐기 절차를 담당한다. 나라스페이스테크놀로지는 큐브위성을 개발하고, KT SAT은 운영을 담당한다. 부탑재체는 지구 고궤도 방사선 환경에서의 동작 검증을 위한 반도체 탑재로 삼성전자, SK하이닉스가 참여했다. NASA는 K-RadCube의 탑재와 발사 등 발사 관련 기술 지원을 총괄한다.

K-RadCube는 지구 고궤도 사출 이후 해외 지상국과 초기 교신을 수행하고 지상국 관제에 따라 임무 궤도 도달을 위한 단계별 자체 추력 기동에 돌입한다. 초기 궤도에서 근지점 고도를 약 150km, 이어지는 두 번째 궤도에서 약 200km로 상승시켜 최종 목표 궤도에 안착할 계획이다. 정상 궤도에서는 약 28시간 동안 과학 측정을 수행하고 위성과 탑재체 상태가 좋을 경우 2주 이상 운용하는 것을 목표로 한다.

K-RadCube는 유인 시험비행을 하는 아르테미스 2호에 부탑재체로 탑재된다. 일반 저궤도 위성보다 높은 기술적 제약을 극복하고, NASA의 엄격한 유인 비행 안전 기준을 충족해야 한다. NASA SLS 발사체의 강력한 진동 환경을 견뎌내야 하며 발사 후에는 고타원궤도의 극한 환경에서 신속하게 초기 교신을 확보하고, 정밀한 궤도 기동을 수행해야 하는 운용상의 도전 과제가 있다.

박재필 나라스페이스 대표는 “굉장히 오랜만에 가는 유인 미션이다보니 강도 높은 3번의 리뷰가 있었다”며 “나사의 배터리 기준과 열폭주 시험 등 기존의 일반적인 큐브위성에서 하지 않았던 기준을 통과해야 했다”고 말했다. 이어 “도전적인 미션임에도 불구하고 1년 1개월이라는 짧은 사업 기간 동안 설계부터 발사 준비까지 하는 게 어려웠는데 회사에서 가지고 있던 AI 기술 활용해 기간 안에 개발할 수 있었다”고 덧붙였다.

K-RadCube는 칠레 푼타아레나스, 스페인 마스팔로마스, 미국 하와이, 싱가포르(2개) 4국의 5개 안테나를 사용해 위성을 운영하고 과학자료를 수신한다. 관측된 데이터 및 위성 상태 정보는 한국천문연구원으로 전송돼 실시간으로 확인 가능하다. 최종적으로 확보된 데이터는 발사 6개월 이후 전세계에 공개될 예정이다.

윤영빈 청장은 “K-RadCube는 한국의 심우주 큐브위성 개발·운영 역량과 함께 유인 우주탐사 임무에 적용 가능한 안전성과 신뢰성 기술을 국제적으로 검증하는 중요한 사례”라며 “향후 달 및 심우주 탐사에서 우리나라의 기술적 기여와 역할을 확대하는 계기가 될 것”이라고 밝혔다.