누리호 5차 발사 위성 5기 모두 교신 성공…한국, 군집위성 운용 역량 입증

한국형발사체 누리호(KSLV-II)의 5차 발사에 탑재된 초소형군집위성 5기가 모두 지상국과 양방향 교신에 성공하면서 대한민국의 독자적인 위성 양산 및 군집 운용 기술이 새로운 단계에 진입했다.

이번 성과는 국내 국가위성 사업에서 동일한 임무를 수행하도록 제작된 양산형 위성 5기를 한 번에 발사하고, 모두 정상적으로 교신하는 데 성공한 첫 사례다. 단순한 발사체 성능 검증을 넘어 다수의 위성을 동시에 관리하고 운용할 수 있는 우주 인프라 역량을 확인했다는 점에서 의미가 크다.

우주항공청과 한국과학기술원(KAIST)은 지난 10월 7일 낮 12시 25분 누리호에 탑재돼 발사된 초소형군집위성 2~6호가 목표 궤도에 성공적으로 진입한 데 이어, 같은 날 오후 6시까지 5기 모두 지상국과 양방향 교신을 완료했다고 밝혔다.

이번 교신에는 대전 한국항공우주연구원 지상국을 비롯해 남극 세종기지와 북극 스발바르 지상국 등이 활용됐다.

가장 먼저 교신에 성공한 위성은 초소형군집위성 6호로, 발사 약 43분 후인 오후 1시 8분 남극 세종기지 지상국과 첫 교신을 완료했다.

이어 오후 2시 42분 4호, 오후 3시 27분 3호, 오후 4시 18분 2호, 오후 5시 52분 5호가 차례로 지상국과 양방향 교신에 성공했다.

특히 이번 임무에서는 서로 다른 궤도 위치에 있는 위성 5기를 개별적으로 식별하고, 제한된 지상국 통신 가능 시간 내에 각 위성의 상태를 점검하며 명령을 전달하는 운용 능력이 확인됐다.

초기 교신 결과, 5기 모두 고유 식별정보와 원격측정정보가 정상적으로 수신됐으며 지상국에서 전송한 명령에도 정상적으로 응답했다.

태양전지판 전개와 전력 생산, 내부 온도, 위성 자세 등 주요 기능 역시 전반적으로 양호한 상태인 것으로 확인됐다.

이에 따라 우주항공청과 KAIST는 초소형군집위성 5기의 궤도 투입과 초기 교신이 모두 성공적으로 완료됐다고 판단하고 본격적인 초기 운용 단계에 착수했다.

향후에는 각 위성의 본체와 광학 탑재체, 통신장비, 자세제어시스템 등 주요 구성요소에 대한 세부 점검을 실시한다.

또한 시험영상을 촬영하고 지상으로 전송하는 과정을 통해 실제 지구관측 임무에 필요한 성능을 검증할 예정이다.

이후 궤도상 시험과 영상 품질 검증을 마치면 기존 운용 위성과 연계해 본격적인 군집 지구관측 임무를 수행하게 된다.

군집위성은 여러 대의 소형위성을 하나의 시스템으로 연결해 운용하는 방식으로, 단일 위성에 비해 특정 지역을 더욱 자주 관측하고 다양한 시점의 정보를 확보할 수 있다는 장점이 있다.

특히 위성 수가 확대될수록 동일 지역의 관측 주기를 단축할 수 있어 재난·재해 발생 지역의 변화 감시와 국토 관리, 환경 관측, 국가안보 등 다양한 분야에서 활용도가 높아질 것으로 기대된다.

이번 사업은 위성의 대량 제작뿐 아니라 여러 위성을 동시에 관제하는 지상 운영체계까지 국내 기술로 구축하고 있다는 점에서도 주목된다.

초소형군집위성 개발사업은 우주항공청의 지원 아래 KAIST 인공위성연구소가 총괄하고 있으며, 한국항공우주연구원과 국내 우주기업 쎄트렉아이 등 산학연 기관이 공동으로 참여하고 있다.

참여 기관들은 위성체와 광학 탑재체뿐 아니라 다수 위성의 관제·데이터 수신을 위한 지상시스템, 관측영상의 검증과 보정 및 활용을 위한 기술도 함께 개발하고 있다.

이는 국내 우주산업이 개별 위성 제작과 발사 중심에서 위성 양산, 발사, 관제, 영상정보 활용을 통합하는 체계로 확대되고 있음을 보여준다.

한편 누리호에 함께 실려 정상 분리된 부탑재 큐브위성 9기 가운데 8기는 지상국과 교신을 완료했으며, 나머지 1기에 대해서는 교신 시도가 이어지고 있다.

앞서 누리호 5차 발사에서는 주탑재 초소형군집위성 5기가 모두 목표 궤도에 진입했으나, 별도로 탑재된 큐브위성 1기는 사출관 덮개가 열리지 않아 분리되지 못한 것으로 확인된 바 있다.

주탑재 위성의 성공적인 교신과 초기 상태 확인은 향후 위성 운용 안정성과 임무 수행 능력을 검증하는 중요한 출발점이 될 전망이다.

오태석 우주항공청장은 이번 성과를 통해 대한민국이 국가위성 5기를 동시에 발사하고 운용할 수 있는 위성 양산 및 군집 운영 역량을 확인했다고 평가했다.

이어 후속 초기 운용과 성능 검증을 차질 없이 추진해 국가안보와 재난·재해 대응 등 공공 분야에서 실질적으로 활용할 수 있도록 하겠다는 방침을 밝혔다.

이번 누리호 5차 발사와 초소형군집위성 전 기체의 교신 성공은 한국 우주개발이 독자적인 발사체 확보를 넘어 다수의 위성을 안정적으로 운용하고 관측정보를 활용하는 단계로 발전하고 있음을 보여주는 성과로 평가된다.

향후 위성 성능 검증과 군집 운용체계 구축이 완료되면 한국의 지구관측 역량과 우주기반 공공서비스 확대에도 중요한 기반이 마련될 것으로 기대된다.