미국 케네디우주센터에 기립한 NASA 아르테미스 프로그램의 SLS(스페이스런치시스템)와 오리온 우주왕복선의 모습 /사진=NASA


우리나라 기업들이 힘을 합쳐 세계적으로 전례가 거의 없는 우주 방사선 탐사 미션에 도전한다.
29일 우주항공청(우주청)과 한국천문연구원(천문연)은 유인 달 탐사 프로젝트 '아르테미스 2호'에 탑재될 국산 큐브위성 'K-라드큐브'(RadCube)가 모든 발사 준비를 마쳤다고 밝혔다.
아르테미스 2호는 NASA(미국 항공우주국)가 주도하는 달 탐사 프로그램이다. 2022년 무인 비행 시험 야마토연타 (아르테미스 1호)에 이어 올해 우주비행사 4명을 태운 오리온 우주왕복선을 달 궤도로 보낸다. 1960년대 아폴로 미션 이후 50년 만의 유인 달 탐사다.
국내 인공위성 기업 나라스페이스테크놀로지가 개발하고 KT SAT가 지상 통신을 운영하는 K-라드큐브도 오리온 우주왕복선에 탑재돼 내달 발사된다. 내달 6일(미국 현지 시각) 발사 윈도 야마토통기계 우(발사 가능한 날짜의 범위)가 열리지만 상황에 따라 4월 초순까지 늦어질 수 있다.
K-라드큐브는 지구를 둘러싼 '밴앨런 복사대'를 돌며 우주 방사선을 측정한다. 수집한 데이터는 향후 우주방사선이 우주비행사의 신체에 미치는 영향을 분석하는 데 활용할 수 있다. 아울러 위성에는 삼성전자와 SK하이닉스의 반도체가 부탑재체로 실렸다. 지구 릴짱 고궤도 방사선 환경에서의 반도체 성능을 확인할 예정이다.



K-라드큐브의 궤도 운용 계획을 나타낸 일러스트 /사진=우주항공청


지구 저궤도로 쏘아 올린 다수 위성과 달리, K-라드큐브는 위험도가 매우 높고 전례가 거의 릴게임바다신2 없는 지구고궤도(HEO)에 오른다. HEO는 타원형 궤도로, 지구에서 가장 먼 거리(원지점)가 7만㎞에 이른다. 지구 자기장에 의해 포획된 고에너지 입자가 가득한 밴앨런 복사대를 가로지르기 때문에 우주 방사선 환경을 다양한 고도에서 관측할 수 있는 최적의 영역이기도 하다.
하지만 그만큼 기술적으로 큰 도전이다. 오리온 우주선이 달로 향 사이다쿨 하는 도중 HEO 궤도 위 목표 지점에 위성을 사출하면 그때부터는 오롯이 위성의 기술력만으로 움직여야 한다. 특히 최종 목표 궤도에 안착하기 전까지 HEO 궤도의 근지점(지구와 가장 가까운 지점)을 무사히 통과하는 게 난제다. 근지점에서는 지구 대기권과의 거리가 매우 좁아 거리 조절에 실패할 경우 위성이 대기 입자와 부딪혀 추락할 수 있다. 이 때문에 섬세하게 추력을 조절하며 근지점에서의 적정 거리를 유지해야 한다.



태양전지판을 펼친 전개 모드의 K-라드큐브 모습 /사진=우주항공청


강경인 우주청 우주과학탐사부문장은 "고도의 기술력이 요구되는 매우 어렵고 긴장되는 임무"라며 "발사 후 이틀간 3교대로 돌아가며 위성 통신 상태를 계속 확인할 것"이라고 했다. 위성이 궤도를 한 바퀴 도는 데 약 24시간이 소요되는데, 운영팀은 초기 궤도에서 근지점 고도를 약 150㎞, 이어지는 두 번째 궤도에서 약 200㎞로 상승시켜 최종 궤도에 안착할 계획이다.
박재필 나라스페이스테크놀로지 대표는 "위성의 사출 일시와 사출됐을 때의 우주 환경을 현재로서는 정확히 알기 어려운 상황인 만큼 매우 도전적인 임무가 될 것"이라고 했다.
한편 주관 기관인 천문연은 향후 위성이 획득할 데이터를 관리한다. 최종적으로 확보한 데이터는 발사 6개월 후 전 세계에 공개할 예정이다.
윤영빈 청장은 "K-라드큐브는 한국의 심우주 큐브위성 개발 및 운영 역량과 유인 우주 탐사 기술의 신뢰성을 국제적으로 검증할 중요한 사례"라며 "우리나라의 기술적 기여와 역할을 확대할 계기가 될 것"이라고 했다.
박건희 기자 wissen@mt.co.kr