'삼성·SK 반도체 탑재' 한국 큐브위성 동행
아르테미스 2호 유인비행 기준으로 우주환경 성능 검증
(서울=연합뉴스) 조승한 기자 = 약 반세기 만에 인류를 다시 달에 보내는 미국 항공우주국(NASA) '아르테미스' 2단계 임무에 삼성전자와 SK하이닉스 반도체를 실은 한국의 큐브위성이 함께 실린다.
우주항공청과 한국천문연구원은 NASA 유인 달 탐사 프로젝트 아르테미스 2호에 탑재될 큐브위성 'K-라드큐브'가 지상 준비를 마쳤으며 2~4월 기간 중 미국 플로리다주 케네디우주센터에서 발사될 예정이라고 밝혔다.
NASA는 아르테미스 2호를 통해 4명의 우주비행사가 달을 돌며 우주발사시스템(SLS)과 유인우주선 오리온의 시험 비행 임무를 수행하게 된다. 이르면 2월 6일부터 발사를 시도할 전망이며 2월 초, 3월 초, 4월 초를 공식 예정일로 지정한 상황이다.
K-라드큐브는 신발 상자만 한 12유닛(U, 1U는 가로, 세로, 높이 10㎝) 크기, 무게 19㎏ 위성으로 오리온 스테이지 어댑터(OSA)에 탑재돼 우주로 향하며 지구를 둘러싼 밴앨런 복사대 우주방사선을 고도별로 측정하게 된다.
밴앨런 복사대는 지구 자기장에 포획된 고에너지 입자들이 존재하는 공간으로 우주비행사가 지구를 벗어날 때 강한 방사선에 피폭될 수 있어 향후 유인 임무를 위한 관측이 필수다.
K-라드큐브는 고도 7만㎞까지 오르는 타원궤도를 돌게 되며 초기 궤도에서 지구에서 가장 가까운 근지점 고도를 150㎞, 두 번째 궤도에서 200㎞로 상승시켜 최종 목표 궤도에 안착할 계획이다.
연구책임자인 심채경 천문연 센터장은 "방사선이 집중된 고에너지 영역이기 때문에 보통은 위성이 피해야 하는 궤도지만, 아르테미스 2호에 탑승하며 오히려 이 방사선 영역을 잘 측정할 수 있는 관측기를 넣어 궤도를 활용해보자고 판단했다"며 "추락까지 무릅쓰는 가까운 근지점을 지나 위험성이 큰 도전적 궤도"라고 말했다.
주관기관인 천문연은 위성 개발과 방사선 측정 탑재체 개발, 비행 인증, 폐기 절차 등을 담당했고, 나라스페이스테크놀로[478340]지가 위성 개발, KT샛이 운영을 담당한다.
부탑재체로는 지구 고궤도 방사선 환경에서의 동작 검증을 위한 반도체가 실리며 삼성전자[005930]와 SK하이닉스[000660]가 참여했다.
차세대 반도체는 선폭이 좁아지며 우주방사선에 잘 오작동해 영향 평가가 중요하다.
삼성전자의 차세대 반도체 멀티칩 모듈, SK하이닉스의 메모리 반도체 칩을 장착해 이들이 방사선에 잘 견디는지도 분석한다.
삼성전자 한진우 상무는 "반도체가 소형화하고 미세화하면 극미량 방사선에도 반도체 소자가 영향을 받고 문제가 커지게 된다"며 "실험실에서도 실험하지만, 우주 환경에서 이해도가 올라가면 상용 반도체에서도 기술을 응용하고 접목해 개발할 수 있는 지식을 축적할 수 있다"고 말했다.
K-라드큐브는 지구 고궤도에서 사출돼 해외 지상국과 초기 교신을 수행하고, 지상국 관제에 따라 단계별 자체 추력 기동에 돌입한다.
K-라드큐브는 유인 탐사 임무의 부탑재체이면서 일반 저궤도 위성보다 높은 궤도에 오르는 만큼 기술적 제약이 컸고 NASA의 엄격한 유인 비행 안전 기준도 충족해야 했다고 우주청은 설명했다.
발사 후에도 고타원궤도 극한 환경에서 빠르게 초기 교신을 확보하고 정밀 궤도 기동을 수행해야 하는 고난도 임무다.
박재필 나라스페이스테크놀로지 대표는 "열폭주 시험이나 위험 통제 등 기존 큐브위성에서 하지 않는 기준을 다 통과해야 했다"며 "어려운 임무에다 전체 사업 기간이 1년 1개월로 짧아 제조와 발사 준비까지가 어려웠는데, 인공지능(AI)을 활용한 설계기술 같은 부분도 적용해 임무 기간 안에 개발할 수 있었다"고 말했다.
윤영빈 우주청장은 "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.
shjo@yna.co.kr
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