카이스트 위성 '양방향 교신' 성공?…'90분 시간차' 의미는

3.2㎏ 큐브위성이 우주 공간에서 사출되고 있는 역사적인 모습. / 사진제공=한국항공우주연구원

카이스트(KAIST·한국과학기술원)는 큐브위성이 고도 700㎞에서 지상국으로 생존 신호를 보낸 데 이어 양방향 교신까지 성공했다고 밝혔다. 큐브위성은 1~10㎏급 정육면체(큐브) 모양 초소형 인공위성이다. 카이스트가 개발한 큐브위성 '랑데브'는 3.2㎏으로 1t(1000kg)급 실용위성에 비하면 크기는 300분의1에 불과하다.

4일 카이스트와 한국항공우주연구원에 따르면 연구진은 전날 오후 2시40분쯤 지상국에서 고도 700㎞ 궤도를 돌고 있는 랑데브에 명령을 보냈다. 전력공급 채널을 변경하고 시스템을 대기모드에서 안테나 전개모드로 변경하라는 명령이었다. 연구진은 당일 오후 4시10분쯤 위성 데이터를 분석한 결과 큐브위성이 명령을 정상 수행했다고 밝혔다. 명령 전송부터 이행까지 90분의 시차가 있었던 셈이다.


앞서 랑데브는 지난 2일 지상국에 상태정보(비콘신호)를 10여 차례 보내왔다. 이 신호는 우주에서 지구로 보내는 단방향 신호였다. 이후 연구진이 양방향 교신을 지속 시도한 끝에 90분의 시차가 있었지만 이를 수행했다. 다만 큐브위성이 현재 궤도에서 회전을 거듭해 이를 제어하고 있는 만큼 완전한 양방향 교신으로 볼 수 없다는 주장도 나온다.

방효충 카이스트 항공우주공학과 교수는 "통신위성과 달리 큐브위성은 명령 수신 여부를 확인하는 시간이 소요된다"며 "위성이 명령을 송신한 이후 이에 대한 작업을 수행하고 데이터를 보내오는 시점이 차이가 날 수밖에 없다"고 설명했다. 김기석 과학기술정보통신부 우주기술과장도 "큐브위성은 일반위성과 달리 크기가 매우 작고 우리나라 상공을 지나갈 때 지상국에서 신호를 수신할 수 있다"고 덧붙였다.

카이스트·서울대 일부 양방향 교신 성공, 조선대는 송수신 지속 시도 중
반면 학계 항공우주공학과 박사급 연구자는 "카이스트 지상국 시설이 노후화돼 위성과 교신이 쉽지 않았던 걸로 안다"며 "이 때문에 명령 송수신에 1시간30여분 차이가 있었고 이는 엄밀히 보면 완전한 양방향 교신은 아니라고 볼 수도 있다"고 했다. 이어 "양방향 교신이 가능하다면 회전하고 있는 자세도 완벽 제어할 수 있어야 한다"며 "현재 큐브위성들은 회전을 거듭하고 있다"고 덧붙였다.


또 "같은 기준으로는 2017년 카이스트 '링크' 위성이 데이터를 주고받은 이력이 있다"면서도 "그러나 수백억원과 수천억원에 달하는 정밀위성과 달리 10억원 미만으로 만들어진 큐브위성이 명령을 수행했다는 것 자체만으로 매우 큰 의미가 있다"고 설명했다.

국내 대학을 중심으로 2012년부터 큐브위성 제작과 발사가 이뤄졌다. 국내 대학이 개발한 큐브위성들은 해외 발사체로 11번 발사된 바 있다. 카이스트 링크 큐브위성이 일부 교신에 성공한 것을 제외하곤 모두 양방향 교신에 실패했다.

이번에 조선대 큐브위성도 양방향 교신에는 실패했다. 총 6차례 지구로 단방향 상태정보를 보내왔지만, 현재 큐브위성 운영에 어려움을 겪고 있다. 조선대는 사흘간 큐브위성에 송수신을 시도하고 있지만 교신이 이뤄지지 않고 있는 것으로 알려졌다.

큐브위성의 양방향 교신은 이처럼 쉽지 않은 임무다. 현재까지 카이스트·서울대가 일부 양방향 교신에 성공했고, 오는 5일 연세대 큐브위성이 우주 공간에 사출돼 지상국과 양방향 교신을 시도할 예정이다.

전문가들은 임무 성공 여부를 떠나 큐브위성의 가치에 주목해야 한다고 입을 모은다. 큐브위성은 실용급 인공위성과 달리 10억원 이하로 제작할 수 있고, 석·박사급 연구자들이 직접 인공위성을 설계·개발하고 우주로 쏘아올릴 수 있는 실전 교육이 될 수 있다는 것이다.