4기 편대비행 우주환경 관측위성 '도요샛' 비행모델 공개

[아이뉴스24 최상국 기자] 한국천문연구원이 내년 상반기 발사예정인 우주환경 관측용 나노위성 '도요샛'의 실제 비행모델을 15일 공개했다.

도요샛(영어명 SNIPE)은 중량 10kg 이하의 나노급 위성 4기(가람, 나래, 다솔, 라온)로 구성된다. 고도 500km의 태양동기궤도를 4기가 함께 편대비행을 하며 우주날씨의 변화를 관측할 예정이다. 나노급 위성으로는 세계 최초로 편대비행에 도전하는 도요샛은 궤도 비행 중 위성 간 간격을 제어하며 일렬로 비행하는 종대 비행과 나란히 비행하는 횡대 비행이 가능하다.

도요샛은 개발 및 발사 비용이 적게 드는 나노위성을 여러 대 동시 발사해 근지구 우주환경을 입체적으로 관측하기 위한 프로젝트다.

미국, 일본, 유렵 등 우주 선진국에서도 도요샛과 비슷한 임무를 가진 근지구 우주환경 관측 위성들을 발사했으나, 이들은 지구 규모의 거시적 관측만을 수행한 반면, 도요샛은 위성간 거리와 비행 형태를 조절할 수 있는 편대비행 기능을 추가해 저궤도에서의 우주환경을 보다 정밀하게 관측할 수 있다. 편대비행을 통해 단일 위성 관측이 갖는 한계를 넘어 우주 플라즈마 분포의 시·공간적 변화를 미세한 수준까지 관측해 향후 태양풍에 의한 우주폭풍 및 우주환경 실시간 예보와 분석 정확도 향상에 기여할 계획이다.

도요샛 개발은 2017년부터 시작됐다. 현재 실제 비행모델이 우주환경시험 등 발사 전 점검을 마치고 발사 대기 상태다. 무게는 각 10kg 이하, 설계 수명은 1년이다. 고에너지 입자 검출기, 전리권 플라즈마 측정센서(랑뮈어 탐침), 정밀 지구 자기장 측정기 등 과학탑재체는 천문연이 개발했다. 본체와 시스템은 한국항공우주연구원이, 편대비행 임무설계와 알고리즘은 연세대학교가 담당했다.

이 밖에 경희대학교(과학 임무), 충남대학교(과학 데이터 처리), 솔탑(지상국 소프트웨어, 이리디움 통신 모듈), 드림스페이스월드(태양전지판, 탑재컴퓨터, 태양센서), 카이로스페이스(별 센서), 레볼루띠(반작용휠), 센서피아(자력계), 라온하제(탑재체 컨트롤러)등이 도요샛 프로젝트에 참여하고 있다.

발사는 러시아와 계약했다. 카자흐스탄 바이코누르 발사장에서 러시아 소유즈-2 로켓에 실려 4기가 동시에 발사될 예정이다. 나노위성은 다른 대형위성 발사시 함께 실리는 형태로 발사되는데 현재 러시아 측의 소유즈-2 발사스케줄 확정을 기다리고 있다.

도요샛 위성 4기는 동시에 발사된 후 천문연 지상국을 통해 직접 관제·운영된다. 4기의 위성들이 보내는 과학 관측 자료는 천문연 뿐 아니라 NASA 지상국도 함께 자료를 수집해 데이터 신뢰도와 정확성을 높인다. 향후 천문연은 NASA와 도요샛 공동 활용 연구를 추진해 근지구 우주 플라즈마 연구를 선도해 나갈 계획이다.

한편, 천문연은 오는 12월 18일 대전 본원에서 일반인을 대상으로 도요샛 비행모델 공개발표회를 개최한다. 참가자는 작년 7월에 진행된‘도요샛 이름 새기기’이벤트에 당첨돼 위성에 이름이 각인된 국민 참여자이며 공개발표회와 더불어 천문연 주요 우주과학 연구시설 견학도 함께 진행될 예정이다.

도요샛 프로젝트 연구책임자인 천문연 이재진 우주과학본부장은 “지구 주변 우주플라즈마의 미세구조의 생성과 소멸에 대한 메커니즘은 현재까지 수수께끼이다. 세계 최초로 시도되는 나노위성 4기의 편대비행 관측을 통해 지구 주변 우주환경 연구에 대한 새로운 지평을 열 것을 기대한다”고 말했다.

▶도요샛 개발 주역들이 직접 소개하는 도요샛 히스토리 영상을 천문연 유튜브(youtu.be/rAmr4DwxR8Q)에서 볼 수 있다.