한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)에 실려 궤도에 오른 성능검증위성과 지상국 사이의 쌍방향 교신이 22일 새벽에 성공적으로 이뤄졌다. 

누리호 발사 성공과 위성의 궤도 안착에 이어 쌍방향 교신을 통해 위성의 정상 작동까지 확인됨에 따라 우리나라는 실용위성 자체발사 역량을 완벽하게 갖추게 됐다.

과학기술정보통신부(이하 과기정통부)와 한국항공우주연구원(이하 항우연)은 22일 오전 3시 1분께 대전 항우연 지상국과 성능검증위성이 양방향 교신에 성공했다고 설명했다. 

이에 따라 우리나라는 처음으로 외국의 발사체를 빌리지 않고 자력으로 자체 개발한 위성을 쏘아올려 교신에 성공하고 위성이 정상 작동중임을 확인했다.

성능검증위성은 발사체인 누리호의 궤도 투입성능을 검증하기 위해 국내 기술로 제작된 위성이다.

항우연은 발사가 이뤄진 21일에도 남극 세종기지와 대전 항우연 지상국 안테나를 통해 다섯 차례에 걸쳐 성능검증위성과 교신해 일단 기본상태 정보를 받았다.

항우연 측은 21일 오후 4시 발사 후 약 42분 30초에 첫 교신을 할 것으로 예상했으나 그보다 좀 더 이른 시점에 교신이 이뤄졌다고 안상일 항우연 위성우주탐사체계설계부 책임연구원은 언급했다. 

22일 교신에서 항우연은 성능검증위성으로부터 상세정보 데이터를 두 차례 수신해 분석했으며 위성의 상태는 양호하고 모든 기능이 정상적으로 작동되고 있음을 확인했다.

지난 21일에는 위성에서 지상국으로 데이터를 보내는 일방향 통신이었지만 22일은 지상국에서 명령어를 보내 위성과 양방향으로 교신을 했다.

항우연은 위성에 원격명령을 내려 위성 시각과 지상국 시각을 상호 동기화하도록 하고 성능검증위성에 탑재된 GPS 수신기를 활성화했다.

또한 위성의 3축 자세제어를 위해 필요한 궤도정보를 지상국에서 성능검증위성으로 전송했다.

항우연은 향후 성능검증위성이 발사 이후 자체 메모리에 저장했던 초기 헬스 데이터(위성의 상태에 관한 데이터)와 글로벌 위치결정 시스템(GPS) 데이터를 전송속도 1 Mbps의 고속 전송모드로 내려받을 계획이다.

다운로드가 완료되면 구체적인 데이터의 규모와 위성의 상태에 대한 보다 정확한 정보를 확인할 수 있게 된다.

항우연이 온보드 영상과 성능검증위성에서 수신한 데이터 등을 현재까지 종합한 결과에 따르면 누리호는 예상보다 훨씬 바람직한 조건으로 위성을 궤도에 놓아준 것으로 보인다.

안 연구원은 "비콘 신호를 확인해보니까 생각했던 것보다 누리호에서 위성을 분리 해줄때 너무나 안정적이어서 많이 놀랐다"며 "위성이 태양을 바라보는 선포인팅 지점도 예상보다도 훨씬 시간이 짧게 걸려서 안정적인 자세를 상당히 일찍 잡은 것을 확인했다"고 주장했다. 

항우연은 향후 7일간 위성의 상태를 계속 점검하면서 자세를 안정화한 뒤 이달 29일부터 국내 대학에서 개발한 큐브위성을 하나씩 사출할 예정이다.

과기정통부 김기석 우주기술과장은 "큐브위성이 성능검증위성에서 떨어져 나가면 성능검증위성의 질량 중심에 조금씩 변화가 있다"며 "그런 변화를 확실히 잡아준 상태에서 천천히 사출관에서 튕겨주듯이 내보낸다"고 부연했다. 

사출은 조선대(6월 29일), 한국과학기술원(KAIST)(7월 1일), 서울대(7월 3일), 연세대(7월 5일) 순으로 이뤄진다.

성능검증위성에는 전용 카메라가 탑재돼 있어 큐브위성의 사출 과정을 촬영할 예정이며 이와 관련된 영상데이터는 추후 지상국으로 전송하게 된다.

김 과장은 "큐브위성 자체가 초소형이다 보니 세계적으로도 성공할 때도, 실패할 때도 많다"며 "사출된 위성들이 각 대학의 안테나에 잡혀서 성공하길 저희도 기대하는 마음이다"고 언급했다. 

이어 "누리호 4차 발사 때 또 한 번 대학생들이 만든 큐브 위성이 실릴 기회가 있다"며 "큐브위성은 대학생들의 교육과 여러 우주기술 확산에 큰 영향이 있다고 보고 집중적으로 활성화하도록 준비하겠다"고 강조했다. 

성능검증위성은 임무수명기간인 2년 동안 지구 태양동기궤도에서 하루에 약 14.6바퀴 궤도운동을 하도록 설계됐다. 앞으로 1달간 초기 운영 기간을 거친 이후 본격적인 임무를 수행한다.

성능검증위성에는 국내에서 개발된 우주핵심기술 탑재체 3종(발열전지, 제어모멘트자이로, S-Band 안테나)가 실려있다. 

성능검증위성은 이들 설비가 실제 우주환경에서도 설계된 대로 성능을 잘 발휘하는지 검증할 예정이다.

과기정통부 김기석 우주기술과장은 "성능검증위성의 지상국 교신이 성공했으므로, 앞으로 큐브위성 사출 및 탑재체 성능 검증 등이 잘 진행될 수 있도록 최선의 노력을 다하겠다"고 주장했다. 

사진= 한국 독자 개발 발사체, 누리호 발사