★'랑데브' / 최초 지상 촬영 도전하는 초소형위성

★'랑데브' / 최초 지상 촬영 도전하는 초소형위성

(dongascience.com)

 

“국내에선 아직 초소형위성이 지상 촬영을 한 사례가 없습니다. 이번에 성공하면 최초로 영상촬영과 전송까지 성공한 첫 사례가 됩니다.”

 

랑데브의 임무는 초분광 카메라로 지구를 관측하는 것이다. 초분광 카메라는 여러 파장대의 빛을 동시에 촬영할 수 있다. 물체가 반사하는 빛은 물체의 특성마다 다른 만큼 반사되는 빛을 분석하면 물체가 무엇인지도 예측할 수 있다.

 

큐브위성 광학장비를 개발한 김한익 연구원(박사과정생)은 “다양한 파장대를 보면 물체가 뭔지 모를 때 어떤 물체인지를 구별할 수 있다”며 “지면에서 보이지 않아도 내부에 어떤 광물이 있는지, 농업 분야에선 수확물이 얼마나 상했는지도 알 수 있다”고 말했다.

 

 

통신 중계(RAN·Repeater Arrangement)와 재난 감시(DEV·Disaster Early View)에서 반반씩 따서 붙인 이름이다. 원래는 초분광 카메라 임무와 함께 위성이 우주에서 통신 중계기 역할을 하는 우주 인터넷 임무도 함께 시도할 예정이었다. 그러나 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19)으로 발생한 부품 수급 문제가 말썽이었다. 일정도 문제지만 부품 가격이 빠르게 올라 3억원의 예산으로 두 임무를 모두 수행하기는 어려웠다.

 

초분광 카메라에 집중하기로 했지만 이도 쉽지 않았다. 광학 부품 수급이 늦어지면서 결국 자체 개발한 초분광 카메라 광학장비를 랑데브에 장착하지는 못했고 대신 기성품을 장착했다. 위성영상기업 플래닛의 3U 위성 ‘도브’보다도 성능이 뛰어난 광학장비를 개발한 만큼 기대가 컸다. 개발은 최근 끝냈으나 우주에서의 활용은 다음 기회로 미루게 됐다. 김태호 연구원은 “태양전지판도 주문하면 6~9개월이면 도착하는데 1년 4개월이 걸려 위성 납품 한 달 전인 4월 말에야 도착했다”며 다른 장비도 어려움이 많았다고 설명했다.

 

방효충 KAIST 교수팀

 

랑데브 개발에는 연구실 내 대학원생 13명이 참여했다. 이 중 5명이 외국인인 다국적 팀이다. 해외에서도 큐브위성은 우주 분야 인재양성의 주요 도구로 쓰인다. 프랑스에서 온 미카엘 마린 박사후연구원은 한국과 해외 대학 큐브위성 개발을 비교해달라는 질문에 “미국항공우주국(NASA)이나 해외 기관에서는 연구원들이 큐브위성을 개발하는 대학에 가서 학생을 지도하는 사례가 많다”며 “또 한국은 학생들이 주가 돼 위성시스템까지 개발하는데 해외에서는 시스템은 다른 데서 만들고 대신 탑재체 개발에 주력하는 것 같다”고 설명했다.

 

랑데브는 누리호 발사일 기준 10일 후 성능검증위성으로부터 사출돼 임무를 시작한다. 랑데브는 초단파(VHF)와 2~4기가헤르츠(GHz) 주파수의 S밴드를 통해 지상국과 통신한다. 위성 상태를 전송하는 초단파는 KAIST 항공우주공학관 건물 옥상 지상국에서 수신하고, 영상 데이터를 보내는 S밴드 신호 수신은 공군사관학교 지상국의 도움을 받기로 했다. 연구팀은 트위터 계정을 만들어 랑데브의 상태를 중계하는 것도 검토 중이라고 밝혔다.

 

방 교수팀은 랑데브로 세 번째 큐브위성 발사 도전에 나선다. 방 교수팀이 2017년 발사한 큐브위성 ‘링크’는 임무 데이터를 일부 수신하면서 가능성을 보였다. 2018년 공사, 조선대와 함께 개발해 발사한 위성은 신호를 받는데 실패했다. 랑데브는 2019년 과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원이 주최한 ‘제4회 큐브위성 경연대회’에 입상하며 발사 기회를 얻었다.

 

연구팀은 세 번의 도전을 거쳐 다양한 초소형위성 핵심기술들을 확보해 나갔다. 랑데브는 상용 큐브위성 소프트웨어 대신 자체 소프트웨어를 개발해 적용했다. 방 교수는 “이전 시도에서 교훈을 많이 얻어서 이번에는 지상 실험에 많은 할애를 했다”고 말했다. 지금까지 쌓은 노하우를 바탕으로 기술개발에 초점을 맞춰서 다른 부품들도 국내 구성품으로 대체하는 방안도 추진하고 있다.

 

2022.06.13 09:21

조승한 기자 shinjsh@donga.com