1등석 100%, 일반석 71%…누리호 실용위성 교신 '첫 성적표'

KAIST(한국과학기술원) 인공위성연구소 대전 지상국에서 연구진이 누리호 주탑재 위성인 '차세대 소형위성 2호' 데이터를 들여다보고 있다. / 사진=KAIST(한국과학기술원)

한국형발사체 누리호(KSLV-II)가 최근 고도 550㎞로 수송한 실용위성 8기 중 6기는 우주에서 정상 작동하고 있다. 누리호 1등석에 탑승했던 주탑재 위성 '차세대 소형위성 2호'는 태양지향·지상국지향모드 등 자세를 자유자재로 바꾸는 중이다. 나머지 부탑재 위성 7기 중 5기는 지상국과 교신하며 자세 안정화 작업이 이어지고 있다.

3일 과학기술정보통신부 등에 따르면, 누리호를 타고 우주로 간 실용위성 8기 중 6기는 지상국 양방향 교신 또는 위성신호 전송에 성공했다. 누리호 발사 열흘째를 맞는 이날 실용위성 교신 성공률은 주탑재 위성 100%, 부탑재 위성 71%로 나타났다. 누리호의 우주 수송력과 위성 제어·운용·관제 등 높은 우주기술 수준을 보여주는 수치다.

앞서 누리호는 지난 25일 전남 고흥 나로우주센터에서 발사됐다. 누리호는 발사 약 13분(780초)만에 고도 550㎞에서 초속 7.58㎞(시속 2만7288㎞)를 내며 실용위성 8기를 순차 분리하는 데 성공했다. 특히 위성모사체(가짜위성)·성능검증위성을 실었던 1·2차 발사와 달리 3차 발사에선 실용위성을 탑재한 '첫 실전'이었다.
누리호 1등석 탔던 '차소형 2호' 자유자재로 자세 제어 중

KAIST(한국과학기술원) 인공위성연구소가 개발한 차세대 소형위성 2호. 누리호 주탑재 위성으로 1등석 고객으로 비유할 수 있다. / 사진=KAIST(한국과학기술원)

KAIST(한국과학기술원) 인공위성연구소가 개발한 누리호 주탑재 위성 '차소형 2호'는 우주에서 모든 기능을 정상 수행하고 있다. 가장 큰 난관이었던 5.2m 길이의 SAR(합성개구레이다) 안테나를 발사 다음날 곧바로 펼치는데 성공했다. SAR 안테나가 제대로 전개되지 않으면 자세 제어나 임무 수행 등이 모두 불가능하다.

SAR는 일반 카메라와 달리 전파를 지상으로 쏘고, 지상에서 반사되는 신호를 바탕으로 사물을 인식한다. 구름·악천후에도 주·야간 24시간 지형지물을 인식할 수 있는 배경이다. 해상도 5m, 관측폭 40㎞로 지구 관측이 가능하다. 전력소모가 일반 광학 위성에 비해 크고, 차소형 2호 태양전지판은 항상 태양을 향해야 한다.

장태성 차소형 2호 사업단장(KAIST 인공위성연구소 책임연구원)은 "차소형 2호는 평시 태양전지판이 태양을 향해 전력을 생산해야 하고, 지상국에 고속 데이터를 전송하려면 X대역 안테나가 지상국을 지향해야 한다"며 "현재 태양지향·지상국지향모드 등 모든 자세가 정상 제어되고 있다"고 말했다.

장 단장은 "SAR로 지구관측을 하려면 지상에 목표지점을 향해 틸팅(Tilting·자세 기울이는 작업)을 하는데 관련 자세 제어도 정상 작동하고 있다"며 "차소형 2호를 구성하는 6개 탑재체 기초 점검과 전력계, 통신계, 명령 및 데이터 처리계, 자세제어계, 추력기 등이 정상을 유지하고 있다"고 덧붙였다.

다만 장 단장은 "아직 초기 운용단계로 모든 점검이 이뤄졌다고 하더라도 위성 영상이 나오기 전까진 긴장을 늦출 수 없다"며 "초기 운용기간 3개월 내로는 위성 영상을 확보할 수 있도록 노력할 것"이라고 밝혔다.

누리호 발사 시퀀스. / 그래픽=최헌정 디자인기자

부탑재위성 7기 중 5기도 전력·자세 제어 작업현재 차소형 2호는 지구를 하루 15.7바퀴 돌고 있다. 이중 오전 2번, 오후 2번 한반도 상공을 지난다. 이 위성은 향후 2년간 △북극 해빙변화 △산림 생태변화 △해양 환경오염 등의 영상을 확보한다. 유사시 정찰위성으로도 활용할 수 있다. 나머지 위성들도 우주날씨, 지구관측 등 다양한 임무를 수행한다.

부탑재 위성 7기 중 5기는 자세 제어 등의 작업을 진행 중이다. 현재 지구와 교신에 성공한 큐브위성 5기는 한국천문연구원이 개발한 10㎏급 꼬마위성 4기 중 1호(가람)·2호(나래)·4호(라온)다. 루미르(LUMIR-T1), 카이로스페이스(KSAT3U)도 지상국과 교신이 이뤄졌다.

도요샛 3호(다솔)는 누리호에서 분리되지 않은 것으로 추정된다. 이재진 한국천문연구원 우주과학본부장은 "도요샛 3기에 대한 전력·자세 안정화 작업을 진행 중"이라며 "도요샛은 초기 운용 단계로 우주에 도달한 것으로 아직 낙관하기엔 이르다"고 말했다.

현재까지 행방 불명된 위성은 져스텍(JAC) 1기다. 과기정통부와 해당 위성을 개발한 기업체는 계속해서 교신을 시도 중이다. 다만 현재까지 행방을 찾을 수 없어 '우주 미아' 가능성이 커지고 있다.

10㎏급 나노위성 도요샛이 우주를 편대비행하는 상상도. / 사진=한국천문연구원