국산기술로 만든 ‘차세대중형위성’ 우주로… 민간 위성시대 열린다

조승한 동아사이언스 기자 입력 2021-03-15 03:00수정 2021-03-15 03:57
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20일 카자흐 우주센터서 발사
한국의 정밀관측위성인 차세대중형위성 1호의 상상도. 이 위성은 20일 카자흐스탄 바이코누르 우주센터에서 발사될 예정이다. 한국항공우주연구원 제공
인공위성 산업을 육성하고 대량 양산 체계를 도입하기 위해 개발된 차세대중형위성 1호가 이달 20일 우주로 향한다. 한국항공우주연구원은 차세대중형위성 1호가 20일 오전 11시 7분(현지 시간) 카자흐스탄 바이코누르 우주센터에서 러시아 소유스 2.1a 발사체에 실려 발사된다고 밝혔다.

차세대중형위성 1호는 가로 1.4m, 세로 1.55m, 높이 2.89m에 무게가 500kg인 지구관측 위성이다. 다목적실용위성인 아리랑5호(1.4t)나 정지궤도 복합위성 천리안2a호(3.4t)보다 작지만 497.8km 상공에서 지상의 가로세로 0.5m 물체를 식별하는 전자광학카메라가 달려 있다. 서 있는 사람 하나하나를 충분히 구분할 수 있는 정밀도다.

○ 정부-항우연 확보 기술 민간 이전


차세대중형위성 1호 발사는 국내 우주 산업이 정부 주도에서 민간 주도로 전환되는 신호탄이란 점에서 의미가 깊다. 차세대중형위성 사업은 기획 단계부터 정부와 항우연 주도로 확보한 기술을 민간에 이전하는 목적으로 시작됐다. 이번에 발사되는 차세대중형위성 1호 개발에는 한국항공우주산업(KAI)이 참여해 시스템과 본체 기술을 이전받았다. 박응식 항우연 위성연구소 기획조정실장은 “1호 개발에선 항우연이 교사 역할을 했다면 2호부터는 학생이던 민간 기업이 주도권을 넘겨받게 된다”고 말했다.

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지금까지 국내 위성 개발은 정부와 공공이 주도해왔다. 아리랑 위성은 1999년 1호를 발사한 후 총 5차례 발사되는 동안 성능 수준과 목적이 여러 차례 변경됐다.

1호는 흑백만 촬영하고 6.6m 크기의 물체를 구별할 수 있었던 반면 2006년 발사된 2호는 1m 크기를 구별할 수 있었고 2012년 발사된 3호는 0.7m까지 구별 가능해졌다. 3A호는 여기에 적외선 관측 장비가 추가됐다. 5호는 빛 대신 전파를 이용하는 레이더로 관측하는 위성으로 개발됐다. 탑재체가 점차 고도화되고 늘어가며 무게도 470kg에서 800kg, 980kg, 1100kg, 1400kg 등으로 증가해 매 차례 변경될 때마다 설계를 새로 해야 했다. 값비싼 기술이 적용되면서 상용화와는 거리가 멀어졌다.

반면 차세대중형위성은 틀은 그대로 둔 채 위성카메라와 같은 탑재체만 바꾸면 되는 ‘플랫폼’ 방식을 채용했다. 이번에 발사되는 1호와 1호의 쌍둥이인 2호 개발을 거쳐 500kg급 표준형 위성 플랫폼을 국산화하는 게 목표다. 실제로 차세대중형위성 1호 개발을 통해 주요 기술 중 본체 설계, 조립, 분석 및 검증 기술 모두 국산화가 완료됐다. 탑재체 부품을 대부분 해외에서 조달했던 아리랑 위성과 달리 차세대중형위성에 실린 탑재체 70개는 광검출기(CCD)를 제외한 나머지도 국산화를 마쳤다.

○ 위성 대량 양산 추진

차세대중형위성1호는 발사 후 약 2개월간 통신 점검 등을 거쳐 6월 이후 본격적으로 관측 영상을 보낼 예정이다. 1호 개발을 거치며 확보한 위성 기술 339건은 산업체에 이미 이전됐다.

KAI가 주도하고 국내 민간 기업 67곳이 분야별로 참여한 차세대중형위성 2호도 조립을 마친 상태다.

플랫폼 방식으로 위성 제작에 드는 비용은 상당 부분 절감될 것으로 기대된다. 첫 개발에 1579억 원이 투입된 1호와 달리 2호는 위성 개발에 든 비용이 856억 원 정도로 추산된다. 김성훈 항우연 차세대중형위성사업단장은 “플랫폼뿐만 아니라 1호 위성 개발에서 쓰인 시험용 지상 장비, 위성연결 신호장비 등을 이후로도 그대로 쓸 수 있어 비용을 많이 줄일 수 있을 것”이라고 말했다.

정부는 이번에 구축한 위성 플랫폼을 활용해 차세대중형위성 3기를 추가 개발하고 이후로도 양산 체제를 유지한다는 계획이다. 차세대중형위성 3호는 우주과학기술 검증을 목표로 하고, 4호는 광역농림 상황 관측, 5호는 수자원 관측에 이용된다. 이미 개발에 착수한 4호는 1호와 비교했을 때 관측 해상도는 떨어지는 대신에 관측 폭이 120km로 넓어진다.

차세대중형위성의 양산이 본격화하면 국가의 위성 기술을 민간이 활용해 수출하는 길 또한 열릴 것으로 보인다. 김석수 KAI 차중개발팀장은 “뉴스페이스 시대 성공 요인은 수출인 만큼 KAI 항공기 수출과 연계해 위성 수출시장의 전기를 마련할 계획”이라며 “차세대중형위성 3호부터는 저비용 구조로 개발해 수출 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다.

조승한 동아사이언스 기자 shinjsh@donga.com
#국산기술#차세대중형위성#위성시대
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