천리안 2호 우주 기상 탑재체 개발, 2018년 발사 예정
“경희의 우주관측 기술을 유럽이 인정한 사례”

경희대학교와 유럽연합의 우주개발 주관기관 유럽항공우주국(European Space Agency, ESA)이 지난 3월 21일(월) 국제연구협약을 체결했다. 2018년 발사 예정인 천리안 2호에 장착될 우주 기상탑재체를 개발하고 천리안 2호가 획득한 자료를 공유해 우주기상을 이해하기 위한 국제 공동 연구를 수행하자는 것이 협약의 골자다.
 
천리안 2호는 한국 최초의 기상관측 전용위성으로, 우주 기상 관측 장치를 탑재하고 지구 근접 우주공간인 정지궤도에서 임무를 수행한다. 우주기상을 이해하는 데 필요한 고에너지 입자, 자기장과 위성체 대전현상을 관측하는 것이 주요 임무다. 

초소형 인공위성 발사 성공 후 우주 기상탑재체 개발 도전
경희는 2012년과 2013년, 초소형 인공위성 ‘시네마(CINEMA·Cubesat for Ion, Neutral, Electron, MAgnetic field)’ 1기와 시네마 2기(KHUSAT-1), 3기(KHUSAT-2)를 우주로 발사하는 데 성공한 바 있다. 시네마 1기는 미국 버클리대와 공동으로 제작했고, 2기와 3기는 경희의 자체 기술력과 국제협력으로 개발했다.

경희대학교 응용과학대학 우주과학탑재체 연구실은 시네마 개발 능력 등을 인정받아 2014년 2월, 한국항공우주연구원이 기상청과 미래창조과학부 등의 지원을 받아 개발하는 천리안 2호의 우주 기상탑재체 주관 기관으로 선정됐다. 이후 경희는 시네마를 공동 개발한 버클리대와 유럽항공우주국과 함께 천리안 2호의 우주 기상탑재체를 개발하고 있다.

연구책임자 선종호 교수는 “시네마가 3.1kg으로 초소형 규모의 교육용 모델이었다면, 천리안 2호는 2,500kg에 달해 그 규모와 목적이 다르다. 실질적으로 우주기상을 관측하는 정교한 모델”이라며 “시네마 개발 경험 등을 활용해 더욱 정교한 장치 개발이 가능해졌다”고 설명했다.
 
연구 의미도 시네마 때와 다르다. 선종호 교수는 “천리안 2호 개발사업은 국가 우주개발 중장기계획에 포함된 대규모 사업인데, 정부 출연연구소가 아니라 대학이 참여할 수 있게 됐다는 데 큰 의미가 있다”고 밝혔다. 그는 또 “유럽항공우주국과의 국제연구협약은 우리의 우주관측기술을 유럽에서 인정한 사례로, 향후 우주과학 수준을 선진국 수준으로 끌어 올리는 데 기여할 것”이라고 말했다. 

“국제적으로 협력할 수 있는 길 열려 교육 효과 클 것”
우주탐사체는 두 가지 모델을 개발해야 한다. 시험인증 모델을 개발한 다음 진공상태, 진동, 전자파 등 우주 환경시험 인증을 거쳐 실제로 우주로 띄울 비행 모델을 만든다. 경희와 유럽항공우주국은 지난 2년 동안 협의를 거쳐 세계적 수준의 우주 기상탑재체 개발을 위한 기초 연구를 수행, 시험인증 모델을 개발하고 인증을 받아 비행 모델을 제작할 수 있는 준비를 마쳤다.

최근 유럽항공우주국은 국제 연구협약에 따라, 지구의 자기장을 측정하는 센서와 센서의 신호처리 전자부를 개발해 경희대에 기증했다. 경희는 고에너지 입자와 위성체 대전현상을 관측할 센서, 센서의 신호처리, 위성체 접속을 담당할 전자부를 개발했고, 이를 유럽항공우주국에서 개발한 전자부와 결합시킬 계획이다.

2018년 천리안 2호 발사 후 수집될 우주기상 관측 자료는 향후 경희대와 유럽항공우주국의 기초 연구 자료가 될 뿐 아니라, 우주기상 예보 자료로 활용된다. 선종호 교수는 “경희대에서 제작한 우주 기상탑재체가 획득한 자료는 한국 기상청을 통해 전 세계에 제공된다”면서 “이 자료는 위성을 운영하는 모든 나라들이 자국의 우주자산이 안전하게 운용 가능한지 예측하는 데 도움을 줄 것”이라고 말했다.

경희대는 이번 연구에 선종호 교수를 비롯해 전임 연구원 3명, 박사과정 학생 5명, 석사과정 학생 3명 등 모두 12명이 참여하고 있다. 선 교수는 “이번 연구협약의 목표는 우주기상을 이해하는 것”이라며 “기술개발과 더불어 응용과학 분야에서 국제적으로 협력할 수 있는 길이 열려 교육 효과도 클 것으로 기대된다”고 밝혔다.