'위성 무덤' 가는 韓 큐브위성…K-라드큐브 어떤 임무 맡을까(종합)
등록 2026.01.29 15:05:00수정 2026.01.29 16:26:24
아르테미스 2호 탑재되는 'K-라드큐브'…지구 둘러싼 '밴앨런대' 탐사
강력한 우주방사선의 밴앨런대…우주인·우주장비에 미치는 영향 분석
최소 임무 기한 약 2주 예상…하루 한바퀴 고도 200~7만㎞ 궤도 비행
아르테미스 2호에 실려 우주로 향하는 우리나라 큐브위성 'K-RadCube(K-라드큐브)' 상상도. (사진=우주항공청 제공) *재판매 및 DB 금지
우주항공청과 한국천문연구원은 29일 서울 광화문 국가과학기술자문회의에서 브리핑을 열고 미국 항공우주청(NASA)의 유인 달 탐사 프로젝트 아르테미스 2호에 탑재될 K-라드큐브가 모든 지상 준비를 마쳤다고 밝혔다.
K-라드큐브 탑재한 아르테미스 2호, 이르면 내달 발사…K-라드큐브는 달 아닌 지구 고궤도로
아르테미스 2호는 유인 달 탐사 뿐만 아니라 한국과 독일, 아르헨티나, 사우디아라비아 등 4개국의 큐브위성을 동승시켜 다양한 우주 임무를 지원한다. 우리나라의 경우 지난해 우주항공청과 NASA가 아르테미스 2호 큐브위성 이행약정(IA)을 체결하고 K-라드큐브의 아르테미스 2호 탑재를 확정했다.
K-라드큐브는 무게 약 19㎏에 크기는 365.08 x 237.25 x 222.17㎜로 가정용 전자레인지 수준의 부피로 제작됐다. 이 작은 기체에 전개형 태양전지판과 400Wh급 배터리, 자체 추력기, 지상국 교신을 위한 S-밴드 안테나 등이 탑재됐다.
K-라드큐브가 아르테미스 2호에 실려 발사되긴 하지만 달로 향하는 것은 아니다. K-라드큐브는 지구 고궤도(HEO)에서 사출돼 최저 200㎞의 근지점과 최고 7만㎞의 원지점을 오가는 타원형 궤도에 올라타게 된다.
고도 7만㎞의 원지점까지는 아르테미스 2호 발사체의 추력을 이용하게 되나, 근지점인 200㎞를 유지하는 것은 K-라드큐브의 자체 추력으로 기동하게 된다. 근지점이 지구에 너무 가까워질 경우 지구 대기권에 의해 기체가 불탈 수 있어 쉽지 않은 작업이 될 전망이다. 우주청과 천문연도 K-라드큐브가 궤도 안정권에 들어서기 전인 발사 후 2~3일 동안은 24시간 대기 태세로 점검을 진행한다는 방침이다.
지구 둘러싼 '밴앨런 복사대' 우주방사선 측정…우주비행사에 미치는 영향 분석한다
아르테미스 2호에 실려 우주로 향하는 우리나라 큐브위성 'K-RadCube(K-라드큐브)'가 탐사하게 되는 '밴앨런 복사대' 개요. 밴앨런 복사대는 우주방사선을 비롯한 강력한 고에너지 입자들로 이뤄져있다. (사진=우주항공청 제공) *재판매 및 DB 금지
밴앨런 복사대는 보통 고에너지가 밀집돼있어 일반적인 위성이 피해야 하는 궤도에 속한다. 그간 미국이나 소련(현 러시아), 유럽 등 우주선도국들은 지구 주변 환경 연구를 위해 밴앨런 복사대로 꾸준히 위성을 보내왔는데, 우리나라 위성이 이 지역에 직접 진입하는 것은 이번이 처음이다.
밴앨런 복사대 연구는 앞으로 우주인들이 달이나 화성 등 심우주로 나가는 임무가 잦아질 것으로 예상되면서 그 중요성이 더 커지고 있다. 가장 가까운 천체인 달로 향하기 위해서도 강력한 우주방사선이 밀집된 밴앨런 복사대를 반드시 지나쳐야 하기 때문이다. 이 지역을 지나가는 과정에서 우주비행사들이 방사선에 피폭되거나 장비가 파손될 수 있는데, 이에 대한 안전 장치 마련을 위해 K-라드큐브가 심층 연구에 활용되는 것이다.
밴앨런 복사대의 위험성이 크고 심우주 탐사용 발사체인 아르테미스 2호에 탑재되는 만큼 K-라드큐브는 일반적인 지구 저궤도 위성보다도 더 강력한 내구성을 갖췄다.
아르테미스 2호의 강력한 진동에 버티기 위해 일반 저궤도 위성(10~14G)의 2배 수준인 20G의 진동 규격을 통과하는 구조를 갖췄고, 고궤도 유지를 위한 별도의 기동용 설계까지 접목됐다. 천문연과 나라스페이스 등도 지구 대기와 강력한 우주방사선 등에서 기체가 살아남을 수 있는데 초점을 두고 설계를 진행했다.
K-라드큐브 임무 기한 최소 2주 전망…발사 6개월 뒤 전세계에 우주방사선 측정 데이터 공개
아르테미스 2호에 실려 우주로 향하는 우리나라 큐브위성 'K-RadCube(K-라드큐브)'의 운영 절차 개요. (사진=우주항공청 제공) *재판매 및 DB 금지
K-라드큐브는 아르테미스 2호가 발사되고 약 5시간 7분 뒤 발사체에서 사출돼 우주공간으로 나오게 된다. 이후 전력 생성, 자세 안정화 등의 과정을 거쳐 발사 후 약 6~7시간 뒤 지상국과의 초기 교신을 시도하게 된다. 이후 추진체를 통한 궤도 조정 및 데이터 교신 등이 이뤄진다.
K-라드큐브의 궤도가 한반도를 지나지 않는 만큼 우주청은 칠레, 스페인, 미국 하와이, 싱가포르(2곳)에 총 5곳의 지상국을 확보했다. 칠레에서 약 90%, 스페인에서 약 8%의 데이터를 처리하게 되며, 근저점에 위치해 K-라드큐브가 빠르게 지나가는 하와이와 싱가포르의 비중은 그리 크지 않을 전망이다. 국내에도 KT SAT(KT샛)의 용인 위성센터와 위성 관제 운용실을 활용해 해외 지상국과 연계해 데이터를 수집하고, 이를 천문연으로 실시간 전송하게 된다.
K-라드큐브가 초기 궤도 조정 단계 등을 무사히 넘기면 이후 약 24~25시간 주기로 궤도를 한 바퀴씩 돌게 된다. 최소 임무 기간이 2주 가량인 만큼 약 14회에 걸쳐서 밴앨런 복사대의 우주방사선을 측정하게 되는 셈이다. 최종적으로 확보된 데이터는 발사 6개월 이후 전세계에 공개될 예정이다.
강경인 우주청 우주과학탐사부문장은 "우주청은 그동안 저궤도 및 달궤도에서의 우주 환경 방사선 관측을 위한 탑재체 개발 연구를 지속해왔으며, 이렇게 축적된 역량을 바탕으로 아르테미스 2호에 K-라드큐브를 탑재하게 됐다"며 "민간 주도로 개발된 K-라드큐브는 한국의 민간 기업 기술력과 국제적 신뢰도가 한층 강화됐음을 보여주는 성과로 보여진다. 우주청은 누리호 발사 성공, 아르테미스 참여 등 우주탐사 기술 확보를 토대로 달을 넘어 화성 심우주로 탐사 영역을 확장해나가도록 하겠다"고 강조했다.
윤영빈 우주항공청장은 "K-라드큐브는 한국의 심우주 큐브위성 개발·운영 역량과 함께, 유인 우주탐사 임무에 적용 가능한 안전성과 신뢰성 기술을 국제적으로 검증하는 중요한 사례"라며 "향후 달 및 심우주 탐사에서 우리나라의 기술적 기여와 역할을 확대하는 계기가 될 것"이라고 말했다.
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