한국서 개발…세계 최초 4기 편대비행, 초소형 위성 ‘도요샛’ 내년 상반기 발사

지구 궤도서 ‘우주 날씨’ 관측 임무

도요샛 임무 상상도. 도요샛은 4기가 편대비행을 할 수 있다. 나노급 위성이 편대비행을 하는 건 세계에서 처음이다. 한국천문연구원 제공

한국이 개발한 초소형 위성(나노 위성) ‘도요샛’이 내년 상반기에 발사된다. 모두 4기의 도요샛이 지구 궤도에서 편대비행을 하며 태양풍에 영향을 받는 지구 주변의 ‘우주 날씨’를 관측해 위성통신 교란과 전력망 손상 등에 대비하게 된다.

한국천문연구원은 우주 날씨를 관측할 도요샛 비행모델(실제 우주로 발사될 위성)을 대전에 있는 연구원 본원에서 15일 공개했다. 2017년 개발이 시작된 도요샛은 한 기당 중량이 약 10㎏이며 덩치는 데스크톱 컴퓨터 본체와 비슷한다. 통신이나 관측 목적으로 쓰는 대부분의 중형 위성 중량이 500~1000㎏에 이르고, 덩치는 리어카보다 크다는 점을 감안하면 도요샛은 상당히 작다. 위성이 이 정도로 작으면 개발과 발사에 들어가는 비용도 크게 줄어든다

도요샛은 작아도 전체적인 성능은 뛰어나다. 4기를 발사해 집단적인 운영을 하는 덕분이다.

천문연구원은 도요샛을 고도 500㎞에 띄운 뒤 나노 위성으로서는 세계 최초로 편대비행을 하게 할 계획이다. 위성 간격을 조절하며 앞뒤 또는 양 옆으로 한 줄을 맞춰 날도록 하겠다는 뜻이다. 이렇게 하면 위성 한 기로 관측할 때보다 우주 날씨의 핵심 요소인 우주 플라스마 분포의 시간적·공간적 변화를 보다 자세히 관측할 수 있다.

이를 통해 도요샛은 태양풍과 지구 자기장의 상호 작용을 과학적으로 규명할 예정이다. 태양 표면 폭발 등으로 태양풍이 강해지면 지구에서는 위성통신 교란이나 전력망 손상 같은 문제가 생길 수 있는데, 이런 일을 예측해 대비책을 세우려는 것이다. 도요샛 사업에서 천문연구원은 우주환경 관측 탑재체 개발을 맡았고, 한국항공우주연구원은 본체와 시스템, 연세대는 편대비행 임무 설계와 알고리즘을 담당했다.

도요샛은 내년 상반기에 카자흐스탄 바이코누르 발사장에서 러시아 소유스-2 로켓에 탑재돼 발사된다. 이재진 천문연구원 우주과학본부장은 “지구 주변 우주 플라스마의 생성과 소멸 원리는 수수께끼”라며 “도요샛을 통해 우주 환경 연구에 새 지평이 열릴 것으로 기대한다”고 말했다.

도요샛 우주 나노급 위성