경희대ㆍ버클리대 공동개발한 '시네마 1기', 9월 14일 발사
2013년 2월 2~3기 발사, 3기가 동일 목적 수행하는 세계 최초의 인공위성

경희대학교가 9월 14일 오전 6시 39분(한국 시간) 미국 버클리대학과 공동개발한 지구 근접 우주공간 탐사용 초소형 인공위성 '시네마(CINEMA) 1기'를 미국 반덴버그에서 우주로 발사하는 데 성공했다. 2013년 2월에는 시네마 2기(KHUSAT-1)와 3기(KHUSAT-2)를 러시아에서 발사할 예정이다. 이 프로젝트는 경희대가 초소형 인공위성(큐브샛ㆍCubeSat)을 개발해 추진하는 국내 최초의 우주탐사 계획이다. 초소형 인공위성 3기가 동일 목적으로 우주공간 탐사에 활용되는 것은 세계 최초다. 책임자는 일반대학원 WCU 우주탐사학과 이동훈 교수다.

3기가 전 방위에서 동시 관측, 데이터 정확도ㆍ신뢰도 높여
현재 시네마 1기는 지구 상공 800km 궤도에 진입해 지상과 원활히 통신하며 초기 운영단계에 있다. 시네마 2, 3기는 2013년 2월 발사를 앞두고, 극한 우주환경에 맞춘 각종 환경테스트와 통신시스템 검증을 진행하고 있다. 시네마 2, 3기가 발사되면, 초소형 인공위성 3기는 전 방위, 전 지방시(경도)를 동시 관측해 정확도와 신뢰도가 높은 데이터를 확보할 수 있게 된다. 경희대는 이 관측자료를 통해 우주탐사에 대한 새로운 연구결과를 창출할 계획이다. 

'시네마'는 'Cubesat for Ion, Neutral, Electron and Magnetometer'를 축약한 이름이다. 명칭에서 알 수 있듯이, 시네마는 태양이 방출하는 이온ㆍ전자ㆍ중성자 등의 입자를 검출하고 자기장 변화를 측정한다. 우주공간에 떠도는 수많은 입자들은 지구 자기장에 영향을 주며 지구로 유입되는데, 이를 추적하면 태양 활동이 지구에 미치는 영향 등을 알 수 있다. 시네마에는 세계 최고 수준의 입자 검출기 '스타인(STEIN)'이 탑재된다.

이와 비슷한 원리로, 시네마를 달 탐사용으로 활용하면 달 표면 국소 지역에 존재하는 자기장의 근원을 규명하고, 달의 기원에 관한 정보 수집도 가능하다. 경희대는 2016년에는 초소형 인공위성을 이용해 세계 최초로 달 표면을 탐사한다는 구상이다.

2008년 WCU 사업 선정이 계기
지난 2008년, 경희대학교는 '달궤도 우주탐사 연구' 과제로 교육과학기술부 '세계 수준의 연구중심대학(WCU)' 우주ㆍ국방 분야 제1유형에 전국에서 유일하게 선정됐다. 이를 계기로 일반대학원에 WCU 우주탐사학과(School of Space Research)가 설립됐다. 현재 WCU 초청 해외학자 7명, 국내 11명으로 총 18명의 교수가 참여, 달 탐사에 필요한 첨단 탑재체를 개발 중이다.

경희대 대학원 우주탐사학과와 우주과학과 연구진은 2009년부터 미국 버클리대학과 공동으로 가로 10cm, 세로 10cm, 높이 30cm, 무게 3.1kg의 시네마를 설계ㆍ제작해왔다. 이 연구에는 영국 임페리얼대학도 참여했다. 시네마 제작은 기존 계획 2기에서, 2009년 8월 미국 국립과학재단(NSF)이 지원을 결정함에 따라 1기가 추가됐다. 

초소형 인공위성 사업은 이미 여러 나라에서 활발히 진행 중이다. 개발에서 제작, 발사에 소요되는 비용이 기존 인공위성의 0.1% 정도인 5억 원으로 가능하기 때문이다. 그러나 위성탑재체 기술 개발과 더불어 과학 임무 수행에 중점을 둔 실질적인 우주탐사용 인공위성이라는 점에서, 시네마는 다른 나라의 초소형 인공위성과 차별화된다.

기초과학 공동 연구 통한 융합형 연구 추진
경희대 대학원 우주탐사학과는 우주공간 물리 이론 및 모델링, 우주관측 위성탑재체 개발, 위성관측자료 분석을 통한 3단계 연구체계를 갖추고 있다. 탐사연구를 위한 기초과학부터 과학적 이론을 검증하고 새로운 현상을 관측하기 위한 탑재체 개발에 필요한 공학기반의 교과과정을 도입한 것이다.

우주탐사학과는 시네마 외에도 유럽우주국(ESA)에서 2017년 발사를 목표로 하는 우주탐사선 솔라 오비터(Solar Orbiter) 사업의 입자측정을 위한 에너지입자탐지(EPD: Energetic Particle Detector) 실험에도 공동 연구원으로 참여하고 있다. 솔라 오비터 사업은 우주탐사 역사상 태양 표면에 가장 가까이 근접해 정밀 관측을 수행하는 미션이다. 이 같은 기초과학 공동 연구를 통해 우주탐사학과는 자연, 응용과학, 공학계열 등 다양한 분야의 전공학생들의 진학을 유도, 우주탐사 분야의 융합형 연구를 추진하고 있다.