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차세대소형위성2호 2년 임무 완수 - 북극·산림 변화 척척 관측
우리 대학 우주연구원(원장 한재흥)이 개발하여 2023년 5월 25일 18시 24분 나로우주센터에서 누리호 3차로 발사한 차세대소형위성2호가 핵심 임무인 국산 영상레이다(SAR, Synthetic Aperture Radar) 기술검증 및 전천후 지구관측 등을 지난 2년간 성공적으로 마쳤다.
차세대소형위성2호에 탑재된 영상레이다 시스템은 KAIST 우주연구원이 국내 최초로 설계, 제작, 지상 시험․평가를 거쳐 국산화한 기술로, 2025년 5월 25일 자로 2년간의 우주 궤도상 기술검증 임무를 성공적으로 완료했다.
특히 이 영상레이다 시스템이 100kg급 소형위성인 차세대소형위성2호에 탑재되어 관측임무를 완수했다는 점은, 우주용 영상레이다 시스템의 소형·경량화 기술 확보와 국내 위성기술 경쟁력 강화 측면에서 의미가 크다.
개발된 영상레이다는 전자파를 이용하는 능동 센서로, 주야간 기상조건에 관계없이 전천후 영상 획득이 가능한 장점이 있다. 어두운 밤이나 구름 또는 비가 많은 기상 환경에서도 관측할 수 있어 한반도처럼 강우와 구름이 빈번한 지역의 감시에 특히 유용하다.
위성 발사 이후, 차세대소형위성2호는 하루 평균 3~4회의 영상 촬영을 수행하며 기능점검과 기술검증을 진행해 왔다. 현재까지 1,200회 이상의 지구관측을 완료했으며, 위성의 임무 수명이 지난 현재에도 영상레이더의 성능은 양호하여, 관측 임무를 안정적으로 이어가고 있다.
국산화 기술 검증 단계임에도, KAIST 우주연구원은 극지연구소(소장 신형철) 및 국립공원연구원(원장 김진태)과 협력하여 2024년 3월 이후에는 북극 빙권 변화분석과 산림 영역 변화탐지를 위한 관심 지역을 우선 촬영하고 있다.
KAIST 우주연구원은 북극 해빙 관심지역에 대한 반복 관측을 수행하고 있으며, 극지연구소 원격탐사빙권정보센터는 관측결과를 이용하여 시계열 기반의 분석을 통해 기후변화로 인한 해빙 면적 및 구조 변화를 정밀 추적하고 있다.
최근, 극지연구소는 차세대소형위성2호와 유럽 우주청(ESA)의 센티넬-1호(Sentinel-1)의 관측 데이터를 융합하여, 캐나다 밀른(Milne) 빙붕(Ice Shelf, 육지에서 흐른 빙하가 바다로 흘러 들어가면서 바다 위에 떠 있는 거대한 얼음층)에서 2021년부터 2025년 사이에 빙붕 뒤편의 얼음 호수 면적이 무려 15㎢나 증가한 사실을 포착했다. 이로 인해 구조적 불안정성이 심화되고 있으며, 이는 북극의 기후 변화가 가속화되고 있음을 보여주는 중요한 신호로 분석된다.
극지연구소 원격탐사빙권정보센터 김현철 센터장은 "이번 연구 결과는 북극 빙붕이 기후변화에 얼마나 취약한지를 보여주는 중요한 증거이며 앞으로도 차세대소형위성2호 영상레이다를 이용한 지속적인 관측과 분석을 통해 북극 환경 변화를 예측하고, 국제적인 협력을 강화해 나갈 것"이라고 밝혔다. 또한 “이번 연구 성과를 국제학술대회에 발표하며 북극 환경 변화에 대한 국민의 이해를 높이기 위해 교육과 홍보 활동도 전개할 예정”이라고 덧붙였다.
한편, 국립공원연구원 기후변화연구센터와 협력을 통해, 차세대소형위성2호의 영상자료는 기후변화에 따른 생물계절 변화탐지, 고지대 침엽수 고사 및 산사태와 같은 산림 생태계 변화 모니터링 연구에도 활용되고 있다. 아울러 산림지역의 탄소 저장량 공간 분포를 위성 영상으로 분석하고, 이를 현장 측정값과 비교하여 분석 정밀도를 높이는 연구도 병행 중이다.
영상레이다는 빛과 날씨에 영향을 받지 않을 뿐 아니라, 산불 발생 시 시야를 가리는 화염과 연기를 뚫고도 관측이 가능하다. 따라서 넓은 면적의 보호구역을 정기적으로 감시하는 데 매우 효과적인 도구로, 향후 산림 보호정책 수립에도 기여할 것으로 기대된다.
뿐만 아니라, KAIST 우주연구원은 차세대소형위성2호의 관측 영상 활용도 제고를 위해 우주항공청(윤영빈 청장)의 예산지원으로 위성에서 수신된 기술 검증 중심의 데이터를 연구기관들이 쉽게 활용할 수 있도록 표준 영상 제품으로 가공하는 시스템도 개발 중이다.
우주연구원 한재흥 원장은 “차세대소형위성2호는 국산화 개발에 성공한 데에 그치지 않고, 실제 환경 분석과 국가 연구에 직접 활용되어 성과를 내고 있다는 점에서 더욱 큰 의미가 있다”며 “앞으로도 차세대소형위성2호 영상레이다 데이터의 활용에 힘쓸 것”이라고 밝혔다.
이광형 KAIST 총장은 “차세대소형위성2호는 KAIST가 보유한 우주 기술력과 연구진의 혁신 역량을 집약한 결과물로, 이번 성과는 KAIST가 앞으로 우주 기술 인재 양성과 연구개발에 더 큰 가능성을 보여줄 수 있는 신호라고 생각하고 앞으로도 이에 더욱 박차를 가할 것”이라고 밝혔다.
2025.05.29 조회수 988 -
윤효상 교수 연구팀, 2022년 큐브위성 경연대회 기초위성분야 최종 선정
우리 대학 항공우주공학과 윤효상 교수가 이끄는 GBSAT 팀이 항공우주연구원이 주관한 '2022 큐브위성 경연대회'에서 기초위성분야에 최종 선정됐다고 19일 밝혔다. 원자력및양자공학과 최원호 교수 연구팀과 함께 이번 대회 유일하게 한 학교에서 복수의 팀이 선정되는 쾌거를 이뤘다.
이로써 항공우주공학과는 2012, 2019 큐브위성 경연대회에 선정된 방효충 교수 연구실의 LINK, RANDEV에 이어 세 번째 큐브위성 경연대회에 참가하게 되었다.
GBSAT 팀은 새내기과정학부 이제민 학생을 포함하여 서울대학교, GIST, DGIST, 한국항공대학교의 학부 1학년생 7명으로 이루어진 팀으로 윤효상 교수의 지도 아래 태양풍 에너지 스펙트럼을 조사하는 미션을 수행한다.
연구팀은 임무에 사용될 에너지 구간에 따른 우주 방사선을 측정할 수 있는 관측기를 직접 개발 및 탑재할 계획이며 2025년으로 예정된 누리호의 4차 발사에 탑재되어 궤도에 올라갈 예정이다.
2022.12.29 조회수 5030 -
최원호 교수 연구팀, 2022년 큐브위성 경연대회 기초위성분야 최종 선정
우리 대학 원자력및양자공학과 최원호 교수 연구팀이 한국항공우주연구원이 주관한 ‘2022 큐브위성 경연대회’에서 기초위성분야에 최종 선정됐다고 19일 밝혔다. 특히 이번 대회에서 항공우주공학과 윤효상 교수 연구팀도 함께 선정되어 KAIST는 복수의 팀이 선정되는 쾌거를 이뤘다.
이번 대회 선정팀은 큐브위성 개발비용(기초위성 3억원/고급위성 7.5억원)과 발사 기회(누리호 4차 발사, 2025년 예정)를 제공받게 되며 항우연으로부터 위성 설계 검토, 우주환경시험 등 큐브위성 제작에 필요한 각종 기술을 지원받게 된다.
최 교수 연구팀이 개발하는 위성의 이름은 K-HERO(KAIST Hall Effect Rocket Orbiter)로 초소형위성용 홀추력기의 궤도 검증을 목표로 한다. 홀추력기는 위성 전기추력기의 일종으로 궤도 조정, 군집비행 등의 위성 기동에 필수적인 기술이다.
최 교수 연구팀은 지난 20여 년간 약 20여 종의 홀추력기(50-2,000 W급) 연구개발을 수행하며 국내 전기추력기 연구를 선도하고 있다. 특히 최 교수 연구팀이 개발한 10 mN급 홀추력기는 2013년 발사된 과학기술위성 3호에 탑재되어 임무를 수행한 바 있다.
연구팀은 이번 임무를 통해 큐브위성용 홀추력기의 상용화에 성공한다면 전 세계적으로 증가하고 있는 큐브위성용 추력기 수요에 대응할 수 있을 것이며 국내 큐브위성 업계의 경쟁력 제고에도 기여할 수 있을 것으로 기대한다고 밝혔다.
2022.12.20 조회수 6549 -
누리호 발사 큐브위성 랑데브(RANDEV) 지상국 교신 성공
우리 대학 항공우주공학과 항공우주시스템 및 제어연구실(방효충 지도교수) 팀에서 개발한 큐브위성이 지난 6월 21일 누리호에서 발사한 성능 검증위성에서 7월 1일 오후 4시 38분에 우주로 성공적으로 전개되어 7월 2일 새벽 3시 42분에 KAIST 지상국과 첫 교신에 성공했다고 밝혔다.
랑데브(RANDEV)로 명명된 큐브위성은 가로 10cm, 세로 10cm, 높이 30cm 크기의 직육면체 형상으로 무게는 3.2kg인 초소형 인공위성으로 연구실의 대학원생들이 주도해 개발했다.
이번 큐브위성의 주요 임무는 소형 지구관측 카메라를 활용해 지상 촬영을 수행하고 촬영된 영상을 지상국으로 전송하는 것이다. 또한 인공위성의 3축 자세제어 기능을 검증하고 지상국과 UHF/VHF(극초단파/초단파) 주파수를 활용한 통신 및 S 밴드의 고속 영상 전송을 포함한 큐브위성 시스템의 임무와 본체의 정상적인 운용을 검증하기 위한 목적이다.
이번 성과는 큐브위성의 임무 설계, 탑재 S/W, 지상국등 주요 임무를 학생 연구진들이 직접 참여함으로써 우주기술 역량을 확보하고 향후 큐브위성을 실용적인 임무 목적으로 활용할 수 있는 계기를 마련할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구팀은 2017년과 2019년 각각 2차례에 걸쳐 큐브위성을 발사하였고 특히 2017년 발사한 LINK 큐브위성은 지상국과의 성공적인 교신과 운용 성과를 통해 큐브위성 경연대회 대상을 수상한 경험이 있다.
KAIST는 대한민국 인공위성 개발 역사의 시작이다. KAIST 인공위성연구소가 대한민국 첫 번째 국적 위성인 우리별 1호를 개발했기 때문이다. 국내 우주 연구를 주도하고 있는 KAIST는 올해 8월 우리별 1호 발사 30주년을 앞두고 있으며 이번 누리호 발사체를 이용한 큐브위성의 성공적인 전개와 교신을 통해 KAIST가 국내 우주 연구와 교육을 선도하고 나아가 글로벌 우주 교육 기관으로서 위상을 확립할 것으로 예상된다.
연구팀은 당분간 큐브위성 시스템의 안정적인 운용을 위성 본체 데이터를 통해 확인하는 절차를 밟을 예정이며 위성체가 안정화된 이후 탑재 카메라를 이용한 영상 촬영 및 지상국 전송 임무를 수행할 예정이다.
이번 누리호를 통해 발사된 성능 검증위성을 통해 4기 큐브위성이 우주로 전개되는데 다수의 큐브위성을 동시에 궤도에 투입하는 기술을 확보하는 새로운 시도로서 국내 우주개발의 중요 성과로 여겨질 수 있다.
2022.07.02 조회수 9334 -
KAIST-항우연-천문연, 심우주 탐사 위해 역량 모은다
우리 대학이 항공우주연구원(원장 이상률, 이하 항우연), 한국천문연구원(원장 박영득, 이하 천문연)과 함께은 18일 오후 3시 대전 본원 제2회의실에서 심우주탐사* 전문가 간담회를 개최했다. ☞ 심우주탐사 : 지구 중력이나 자기장의 영향이 미치지 않는 우주 공간 탐사
용홍택 과학기술정보통신부 제1차관이 참석한 이날 회의는 심우주탐사와 관련한 각 출연(연)의 현황 및 중장기적 계획을 공유함과 동시에 기관간 적극적인 협력을 위해 마련되었다.미국 NASA는 국제협력을 통해 유인 달착륙에 도전하는 ‘아르테미스 계획’을 추진 중이며, 민간기업 SpaceX는 화성탐사에 도전하고 있다. 또한 중국의 톈원1호가 최근 화성에 착륙에 성공하는 등 전 세계적으로 우주탐사에 대한 관심이 증가하고 있다. 심우주탐사 분야는 미래 우주 기술 확보, 우주자원 활용 등과도 연계되어 있어 독자 발사체, 위성 기술 확보 이후 우리나라도 지속 도전해야 할 분야이다.
우리 대학을 포함한 3개 기관은 우리나라가 지난 30여년간 우주개발 역량을 쌓아오는 동안 발사체·인공위성·탑재체·과학연구 등의 분야에서 상호 보완적인 역할을 수행해 왔으며, 심우주탐사 시대에는 기관 간 협력이 더욱 필요하다는 공감대를 통해 지난해 12월 ʻ심우주탐사 분야의 연구개발 및 사업화를 위한 협력 양해각서(MOU)ʼ를 체결했다.
향후, 연구개발 계획을 수립할 실무급 ‘심우주탐사 연구연합회’를 발족해 우주 과학연구와 탐사 기술 개발을 위한 연구계획을 공유·협의하여 국가의 심우주탐사 계획 수립에 기여할 계획이다.
18일 열린 회의에서는 각 기관의 심우주탐사 전문가가 발제를 맡아 작년 양해각서 체결 이후 실무협의 진행 상황을 공유했으며, 이후 기관별 우주탐사 추진 현황과 향후 계획을 발표하고 의견을 나눴다.항우연은 2030년까지 한국형발사체를 이용한 달착륙선 발사 계획과 관련 달착륙 기술연구 등 우주탐사와 관련된 기술 현황을 설명했고 천문연은 지난 20여년 동안 축적한 탑재체 기술을 바탕으로 우주의 생성, 인류의 근원 등 심우주탐사 연구의 필요성과 NASA 등과의 국제협력을 통한 대형 우주탐사 임무에 참여하는 계획을 소개했다. 우리 대학은 우리나라 최초의 인공위성인 우리별 1호 위성을 우리 기술로 다시 지구로 귀환시키는 계획과 지구 주변 방사선대(반앨런대) 탐사 계획을 공유했다.용홍택 과기정통부 제1차관은 “올해 10월 누리호 발사 이후 우리나라 우주개발 역량을 더욱 높이기 위해 우주탐사 계획을 포함한 우주개발 고도화의 준비와 노력을 지속해야 한다”라고 강조하고 “오늘 이 자리에서 논의한 다양하고 전문적인 의견은 올해 하반기에 수립 예정인 ‘국가 우주탐사 로드맵’과 연계하여 정부정책으로 검토할 계획이다”라고 밝혔다.
2021.05.20 조회수 18853