조선대와 공동 개발 ‘CPSat’ 7일 누리호 5차 발사 탑재…위성-지상 광통신 실증 도전
부산대, 정밀 자세결정·제어시스템 개발…항우연 ‘SNIPE’ 개발 경험 접목

부산대가 개발에 참여한 초소형 큐브위성이 누리호를 타고 우주로 향한다. 우주에서 지상으로 광신호를 보내는 차세대 위성통신 기술을 실제 궤도에서 검증하는 임무다.

부산대는 조선대와 공동 개발한 큐브위성 ‘CPSat’이 7일 낮 12시25분 전남 고흥 나로우주센터에서 발사되는 누리호에 탑재된다고 7일 밝혔다.

부산대가 조선대와 공동으로 개발한 큐브위성 CPSat 실물. 부산대 제공

CPSat은 2022년 큐브위성 경연대회에서 선정돼 개발된 초소형위성으로, 우주에서 광신호를 보내고 지상국이 이를 수신하는 ‘위성-지상 간 광통신’ 기술 실증이 핵심 임무다. 광통신은 레이저와 같은 광원을 이용해 기존 전파(RF) 통신보다 높은 데이터 전송률을 구현할 수 있는 차세대 위성통신 기술로 주목받고 있다. 

광통신을 위해서는 위성이 지상의 광수신국을 정확히 겨냥하고 통신 중 자세를 안정적으로 유지해야 한다. 제한된 크기와 전력, 센서 및 구동기를 사용하는 큐브위성으로서는 상당히 까다로운 기술이다.

부산대 항공우주공학과 연구팀은 CPSat의 자세결정 및 제어시스템(ADCS) 전반을 개발했다. 위성이 궤도에서 자신의 자세를 정확히 판단하고 지상의 광수신국을 정밀하게 지향할 수 있도록 자세결정·제어 알고리즘과 관련 시스템을 구축했다.

이번 개발에는 조동현 부산대 항공우주공학과 교수가 한국항공우주연구원 재직 당시 초소형위성 개발 경험이 활용됐다. 조 교수는 항우연에서 초소형위성 ‘SNIPE’ 개발에 참여한 경험을 바탕으로 CPSat의 자세제어계 개발을 이끌었다.

CPSat은 궤도에 투입된 뒤 위성 상태와 통신 상태를 확인하고 자세를 안정화하는 초기운영을 거쳐 광통신 실증에 들어간다. 위성이 지상의 광수신국을 정밀하게 지향해 광신호를 보내면 지상에서 이를 수신해 통신 기술을 검증한다.

부산대 연구팀은 발사 이후에도 조선대 연구진과 공동으로 위성을 운영하며 자세제어계 성능을 확인하고 광통신 임무를 지원할 예정이다.

조동현 교수는 “CPSat은 소형 큐브위성에서 지상의 광수신국을 정밀하게 지향해야 하는 만큼 자세제어 측면에서도 도전적인 임무”라며 “실제 우주에서 운용되는 위성의 자세제어시스템을 개발했다는 점에서 뜻깊다”고 말했다.

한편 부산대는 CPSat 개발을 통해 축적한 초소형위성 자세결정·제어 및 운용 경험을 바탕으로 광통신 등 높은 지향정밀도가 필요한 후속 위성 개발에도 관련 기술을 확대해 나갈 계획이다.

부산=오성택 기자 [e-mail]