작년 누리호 타고 올라간 위성들은 어떻게 됐을까 [알송달송 과학]

성능검증위성은 정상 작동… 국산화된 핵심부품 양호
큐브위성 4기 중 연세대 큐브위성만 통신 상태 좋아

순수 국내 기술로 설계 및 제작된 한국형 발사체 '누리호(KSLV-Ⅱ)'가 지난해 6월 21일 전남 고흥군 나로우주센터 발사대에서 화염을 내뿜으며 우주로 날아올랐다. 실제 기능이 없는 위성 모사체만 실렸던 1차 발사와 달리 2차 발사 누리호에는 성능검증위성과 4기의 큐브위성이 탑재됐다. 사진공동취재단

[파이낸셜뉴스] 다시 누리호의 시간이 다가오고 있습니다. 지난해 6월 21일 누리호가 두번째 우주로 날아올랐죠. 누리호의 성능을 검증하기 위해 싣고 올라갔던 인공위성을 기억하나요.

지금은 어떻게 됐을지 궁금하시죠. 과학기술정보통신부에 문의해보니 다행히 잘 작동하고 있다고 합니다.

지난해 쏘아올린 성능검증 인공위성에 대해 다시 한번 설명하겠습니다.

이 위성은 가로 93㎝, 세로 89㎝, 높이 90㎝에 무게가 162㎏인 소형위성입니다. 이번에 올라갈 차세대 소형위성 2호와 크기가 비슷하죠. 이 위성에 장착됐던 장비들은 앞으로 우리나라가 인공위성을 만들때 필요한 핵심 부품입니다. 이 핵심 부품들이 우주공간에서 잘 작동하는지를 테스트 하기 위함이죠.

한국형 발사체 '누리호'에 실려 지난해 6월 21일 2차발사때 우주로 나간 성능검증위성. 항공우주연구원 제공

핵심기술 부품은 한국원자력연구원이 개발한 발열전지(ETG), 벤처기업 져스텍이 개발한 제어 모멘트 자이로(CMG), 안테나 제조사 이엠더블유(EMW)가 개발한 S-밴드 안테나 등과 함께 큐브위성 발사관, 큐브위성 사출 영상 촬영장치(VCS) 등 5개 입니다.

그럼 발열전지는 뭘까요. 한국원자력연구원이 개발한 우주용 동위원소전지, 즉 원자력전지입니다. 동위원소전지는 방사성 동위원소가 붕괴하면서 발생하는 열에너지를 열전 소자에 전달해 전기를 만듭니다. 열전소자 양끝 온도 차이가 발생하면 전류가 흐르는 열전현상을 이용한 것이죠.

동위원소전지는 지름 8.5㎝, 높이 12.75cm, 무게 750g의 원통형 모양을 하고 있어요. 그 안은 방사성동위원소 열원, 열전모듈, 열제어 구조체로 이뤄져 있습니다.

다만 성능검증위성에 실린 전지는 방사성동위원소 대신 전기히터를 넣었습니다. 이유는 UN 국제규범에 지구 저궤도에서 방사성 물질을 사용하는 것을 금지하고 있어요.

성능검증위성에 있는 발열전지는 현재 정상적으로 작동하고 있습니다. 첫 3개월간 우주환경에서 출력 전원을 만들어내는 시험과 동작 온도 변화 정보를 보내왔다고 하네요. 앞으로 인공위성의 수명이 다 할때까지 19개월간 연속 동작 검증시험을 합니다.

이렇게 만들어진 발열전지, 미국과 러시아 밖에 없다고 하네요. 그럼 우리나라가 세번째입니다.

또 제어 모멘트 자이로(CMG)는 인공위성의 회전을 감지하는 센서입니다. 이 센서는 인공위성에서 카메라로 지상을 관측할때 정밀하게 자세를 제어하기 위해 사용되는데요. 군사적 용도로 활용될 가능성이 있어서 미국에서는 수출입을 엄격하게 관리합니다. 그래서 우리나라가 이 센서를 사올때 어떤 발사체를 이용하고, 어떤 용도로 인공위성을 사용하는 것까지 알려줍니다.

성능검증위성에 들어간 제어 모멘트 자이로는 현재 정상적으로 작동하고 있다고 해요. 앞으로 이 국산 부품이 많은 위성에 사용될 것으로 보여집니다.

또 하나, S-밴드 안테나가 있습니다. 이 안테나는 우주에서 지상국과 통신을 주고 받는 역할을 하는데, 위성의 원격측정과 명령을 전송할때 사용합니다. 이 역시 잘 작동해서 위성과 지상국이 교신하는데 문제없다고 합니다.

지난해 6월 21일 전남 고흥군 나로우주센터에서 발사된 '누리호'에 실려 700㎞ 상공 궤도에 투임된 한국과학기술원(KAIST) 제작 큐브 위성(왼쪽)과 조선대학교(오른쪽 위)·서울대학교(오른쪽 가운데)·연세대학교 큐브 위성. 항공우주연구원 제공

이처럼 성능검증위성은 문제없이 작동하는데 함께 올라갔던 4개의 큐브위성은 어떻게 됐을까요. 연세대와 한국과학기술원(KAIST), 조선대, 서울대가 만들었는데요. 우선 연세대가 만든 미만(MIMAN)은 미세먼지를 모니터링 하기 위해 만들어졌어요. 지난해 성능검증위성에서 분리된 뒤 48일 만에 교신에 성공했다고 합니다. 그 뒤 위성과 통신이 잘 이뤄졌고, 현재는 파일 업로드 소프트웨어를 위성에 올려 업데이트 중이라고 하네요. 그 작업이 다 끝나면 계속해서 미세먼지를 살펴볼 계획입니다.

조선대와 서울대의 큐브위성은 첫 교신에 성공했지만 현재는 통신 두절인 상태입니다.

위성에 있는 통신모듈에 문제가 생겼습니다. 또 KAIST에서 만든 위성은 상태는 양호하지만 위성에 명령 전송이 안되고 있습니다.

나중에 국내의 다른 지상국안테나를 이용해 계속해서 접속을 시도할 예정입니다.

[e-mail] 김만기 기자