"입 꾹 다문 미·러"…'맨땅에서' 이뤄낸 SAR 위성 99% 국산화

[누리호 3차 발사 성공]
KAIST 인공위성연구소 2017년부터 '차소형 2호' 독자개발
유사시 정찰위성으로 활용돼 美·러 등 우주강국도 기술 안 줘

왼쪽부터 KAIST(한국과학기술원) 인공위성연구소 박성옥 책임연구원, 김세연 책임연구원, 박홍영 책임연구원, 장태성 차세대 소형위성2호 사업단장, 차원호 책임연구원, 김선구 책임연구원. / 사진=김인한 기자

25일 오후 6시 23분 50초 전남 고흥 나로우주센터 내 발사지휘센터(MDC). 긴장감으로 가득한 센터에 카운트다운 목소리가 퍼졌다. "10, 9, 8··· 엔진 점화, 이륙, 누리호가 발사됐습니다"라는 방송이 나오자 누리호 연구진들이 숨죽여 누리호 이륙 상황을 지켜봤다. 1·2단이 차례로 분리되고 누리호 3단이 고도 550㎞에 실용 인공위성 8기를 하나씩 안착시킬 때마다 작은 탄성이 터져 나왔다.

누리호 발사 성공 소식에 한국항공우주연구원 연구진은 환호했지만 여전히 긴장된 표정으로 발사 상황을 마지막까지 지켜보는 이들이 있었다. 바로 누리호 주탑재 위성 '차세대 소형위성 2호'를 만든 KAIST(한국과학기술원) 인공위성연구소 연구진들이다. 차소형 2호가 목표 궤도에 안착하자 비로소 KAIST 연구진은 서로 악수하며 임무 완수를 자축했다.

"수년간 전 세계 SAR위성 논문 다 뒤졌다"

차소형 2호는 2017년 개발을 시작해 숱한 난관을 뚫어낸 '집념의 산물'이다. 차소형 2호는 SAR(합성개구레이다)을 장착한다. SAR는 일반 카메라와 달리 전파를 지상으로 쏘고, 지상에서 반사되는 신호를 바탕으로 사물을 인식한다. 구름·악천후에도 주·야간 24시간 지형지물을 인식할 수 있는 배경이다. 해상도 5m, 관측폭 40㎞로 지구 관측이 가능하다.

지구관측이 주임무지만 유사시 정찰위성으로 활용할 수 있다. 이 때문에 미국·러시아 등 우주강국들이 기술이전을 꺼려했다. 결국 연구진은 그야말로 '맨땅에서' 일일이 레이다 논문을 뒤지며 기술을 구현해 나갔다. 2년여 노력 끝에 개발한 레이다는 검증할 곳조차 없었다. 결국 레이다를 소형화해 자동차와 경비행기에서 실증했다.

누리호(KSLV-II) 3단에서 주탑재 위성인 '차세대 소형위성 2호'가 발사되는 상상도. / 영상=한국항공우주연구원

차소형 2호는 이날 그토록 그리던 우주 궤도 안착에 성공했다. 장태성 차소형 2호 사업단장(KAIST 인공위성연구소 책임연구원)은 "SAR 위성 개발은 아무것도 없는 상황에서 세계 각국의 라이다 논문을 찾아보는 일부터 시작했다"며 "2017년부터 시행착오를 거듭하며 SAR 위성을 99% 국산화하는 데 성공했다"고 말했다.

국내에 SAR 위성이 다수 있지만, 대부분 레이다 관련 소재·부품 등을 해외에서 들여온다. 일례로 항우연에서 개발한 다목적실용위성(아리랑) 6호도 SAR위성이지만 기술개발에 약 3385억원이 투입됐다. 지난해 러시아 로켓으로 발사하기 위해 지불한 비용도 287억원에 달한다.


반면 차소형 2호 개발에 들어간 예산은 240억원이다. 민간·군수 산업에 쓰는 부품을 활용해 가격을 크게 낮췄다. 우주 헤리티지(우주 환경에서 검증)가 붙지 않은 상용 부품은 성능을 담보할 수 없어 가격이 낮다. 또 누리호로 발사해 관련 비용도 절약했다. 아리랑 6호와 비교해 성능은 떨어지지만 제작에 들어간 비용은 15분의 1에 불과하다.

장 단장은 "차소형 2호는 연구진 40여명이 수년간 시행착오를 겪으며 기술을 개발해낸 결과물"라며 "향후 차소형 2호와 KAIST 대전 지상국 간 교신이 정상적으로 이뤄지는지 등을 지속 모니터링하겠다"고 밝혔다. 이어 "위성 제작부터 지상국 제어·운영까지 노하우와 기술을 축적해 한국의 우주개발에 기여하겠다"고 했다.

한재흥 KAIST 인공위성연구소장은 "해외에서 위성을 발사하면 KAIST에서 위성을 보낼 때부터 고민할게 너무 많다"며 "우리 땅에서 우리 로켓으로 우리 위성으로 쏠 수 있다는 의미는 그동안 이코노미클래스(일반석)를 타다가 퍼스트클래스(1등석)을 탔다고 비유할 수 있다"고 말했다.

차세대 소형위성 2호가 궤도를 도는 상상도. / 영상=한국항공우주연구원