'과학기술 3호위성' 이르면 내년말 발사

'허블' 같이 지구궤도 돌며 우주 관측

과학기술 2호 위성 이미지

과학기술 3호 위성 이미지

올 7월말 발사되는 과학기술 2호 위성 발사모델

미국의 허블이나 스피처(Spitzer) 우주망원경에 비해 크기는 매우 작지만 같은 원리로 작동되는 소형 우주망원경인 ‘과학기술 3호위성’ 개발이 올 11월까지 마무리돼 테스트 과정을 거친 후 이르면 내년 말 발사될 것으로 전망된다.

인공위성처럼 지구궤도를 도는 우주망원경의 최대 장점은 지구 대기층의 영향을 받지 않고 우주를 관측할 수 있다는 점이다. 과학기술 3호 위성은 지구 궤도를 선회하는 망원경이라는 점에서는 허블 우주망원경과 같지만 탐사 방식은 미국이 지난 2003년 발사한 스피처(Spitzer) 우주망원경과 같은 적외선을 이용한 관측이다. 스피처의 경우 망원경의 구경이 85㎝에 파장이 3~180마이크로미터(㎛)인 대역의 적외선을 관측하게 된다.

10㎝내외 소구경 적외선 우주 망원경 탑재
대기층 수분·기후 영향없이 정확한 관측 가능
지상 온도변화·산불 감시 등에도 활용될듯

과학기술위성은 순수 과학연구를 위해 개발돼 발사되는 위성으로 주관 연구기관은 한국항공우주연구원이지만 대학 및 다른 연구기관들도 위성체와 탑재체 개발에 동참한다는 점에서 민간개발 소형 위성이라고 볼 수 있다. 과학기술 위성으로는 올 7~8월에 나로우주센터에서 KSLV-1로켓으로 발사되는 과학기술위성 2호, 그리고 현재 KAIST 인공위성 센터, 천문연 등이 개발하고 있는 3호 위성이 있다.

◇과기 3호 주탑재체 개발 현황=과학기술 3호 위성의 주탑재체인 적외선 망원경은 한국천문연구원이 개발하고 있다. 현재 위성체와 탑재체 등 각 조립부분들의 전체적인 외형 규격과 통신상태 등을 확인하는 지상모델은 개발이 완료돼 위성체 개발을 담당하고 있는 KAIST 인공위성센터에 이달 초 전달됐다. 이후 발사될 주탑재체와 동일한 인증모델은 올 6월까지 개발을 마칠 예정이다. 인증모델 테스트 과정에서 아무런 문제점이 발견되지 않으면 동일한 형태의 비행모델이 올 11월에 개발 완료될 예정이다.

과학기술위성 3호의 주탑재체는 가로 세로 60㎝에 높이가 30㎝의 크기이며, 무게는 30㎏이다. 적외선 망원경의 구경은 10㎝ 내외로 매우 작은 크기이지만 광범위한 지역을 관측하는 데 유리하다.

박장현 천문연 우주천문연구부 부장은 “허블이나 스피처 같은 대형 우주망원경은 우주라는 숲속에 있는 한그루의 나무를 자세히 관측하는 데 유리하지만 숲 전체를 관측 하는 것은 소구경 망원경이 유리하다”고 설명했다.

◇우주망원경의 장점 및 활용도=현재 지구궤도를 돌고 있는 각종 우주망원경은 허블 우주망원경과 같은 대형을 비롯해 과학기술 3호와 같은 소형까지 약 20여개에 달하는 것으로 알려졌다. 이러한 우주망원경이 필요한 이유는 지상에서 천체망원경을 이용해 관측할 경우 대기층의 수분 등으로부터 영향을 받아 보다 정확한 관측이 어렵기 때문이다. 반면 지구궤도를 도는 우주 망원경은 대기층이나 기후 영향 없이 보다 정확한 관측이 가능하다.

특히 과학기술 3호 위성의 경우 선진국의 우주 망원경들이 탐사하지 않은 1~3㎛ 대역의 적외선을 관측함으로써 이를 이용한 천문연구에서 독자적인 경쟁력을 가질 수도 있다. 또 지구 대기층에 포함돼 있는 수분의 경우 1~3㎛ 대역의 적외선과 간섭을 일으키기 때문에 지상에서 이 대역을 관측하는 것은 거의 불가능하다.

현재 천문연은 과학기술 3호 위성의 관측자료를 통해 우리가 속한 은하의 단면 전체를 적외선 대역으로 관측함으로써 그 특성을 분석할 계획이다. 또 우주 생성 초기에 발생한 빛이 배경복사를 통해 변화된 적외선 대역을 관측함으로써 우주 생성의 비밀을 푸는 연구에 활용된다.

◇지구탐사에도 활용=천문연이 개발하고 있는 주탑재체는 두개의 망원경이 장착된다. 하나는 우주 관측용이며 다른 하나는 지구 관측용이다. 우주 관측용에 장착되는 적외선 센서는 미국 내에서 금수품목으로 학술연구용으로만 수입이 가능하다.

때문에 지구관측용 적외선 망원경에 장착되는 센서는 국내 적외선 센서 업체인 아이쓰리시스템즈가 개발한 제품을 사용한다.

지상 관측용 적외선 망원경 역시 구경이 매우 작아 해상도는 지상의 50m 크기가 한개의 점으로 나타나는 수준으로 순수 과학연구용이다. 하지만 해상도가 낮아도 한반도의 상당 부분을 관측할 수 있어 낮 시간대에는 온도 변화를 관측할 수 있고 야간에도 관측이 가능하다는 장점이 있다. 현재 지구관측을 통해서는 삼림이나 각종 작물이 재배되는 지역의 온도와 작황 상태, 산불 감시 등의 용도로 활용이 가능할 것으로 전망된다.