초소형 위성 확인

"손님, 어느 쪽 위성을 주문하시겠습니까?" "크기는 하나 유닛 정도로 피코 새틀라이트면 충분하다고 생각해요. 다음 달 결혼기념 하나로 쏘아 올리고 싶어요. 고도는 500킬로의 저궤도에 넣어 주세요. 모스부호는사랑해,피다가좋죠.현지 인공위성 매장에 들러 다양한 사양의 제품을 둘러봅니다. 그 중 가장 심리적인 위성과 나 자신을 선택해 주문까지 완료! 그런 날이 곧 올지도 모릅니다. 제 하나는 최근 초소형 위성 시대가 막 열린 것입니다. 수십 대에서 많게는 수천 대까지 빵 한 덩어리 크기의 작은 위성이 군집해 우주로 향하고 있습니다. 이 위성군단은 특이합니다 무를 방안해서 새로운 비결로 제작된다고 합니다. 새로운 우주시대, 초소형 위성군단을 만나러 가지 않겠습니까?

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초소형 위성의 위상이 확 바뀌었어요. 교육용 큐브샛으로 '새로운 우주 시대(New Space)'를 여는 신예로 급부상한 모습입니다. 하루에 지구 전역을 빠짐없이 검사하고 라이브 스트리밍 서비스로 영상을 전송하는 때에는 원유 저장 탱크의 저장량을 보고 칠로 구매 예상을 돕는 것도 있다. 우주에 초고속 광대역 인터넷망을 깔아 디지털 사각지대를 없애기도 합니다. 실제로 이 임무는 원앱(One Web), 플래닛(Planet), 어스 과인우(Earth Now)와 같은 민간 우주기업이 착수한 프로젝트다. 게다가 인공위성을 마치 자동차 과인 비행기처럼 자동화된 생산라인에서 수백 기, 수천 기씩 생산하고 있다는데요. 인공위성에 대체 무슨 일이 있었던 걸까요?초소형 위성의 역사는 위성 개발의 역사에 비해 짧습니다. 일 995년 칼 폴리 대학과 스탠퍼드 대학이 함께 교육용으로 인공 위성을 만들어 보겠다던 것이 출발점이 되었죠. 2000년에는 200여명의 학생들과 함께 만든 이 위성이 쵸소움, 미 공군의 로켓에 실려발사되었는데요. 이 프로젝트를 통해서'일유닛에 Unit)당 가로·세로, 높이가 모두 한 0센치의 것.3㎞이하의 무게'이라고 정의한 큐브 위성의 규격이 발표되기도 했지요. 개발비도 개발 시간도 충분하지 않았는데 교육용으로 반응이 너무 좋아서 여러 대학에서 초소형 위성을 만들기 시작했는데요."

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문제는 크기였습니다. 작아서 부담은 없는데 소형 위성을 위한 부속 은하도 없었습니다. 작다고 해서 아무것도 빠질 수 없어요. 태양전지판, 배터리, 송수신기 등 모든 것을 미니로 새로 제작해야 했습니다. 그러다가 만드는 데 급급할 수밖에 없었어요. 설계부터 납땜까지 학생들이 모든 공정을 다했고 그만큼 실패와 시행착오가 많았던 시기입니다. 그렇게 해서 몇 개의 성공한 학교를 가운데에 "큐브샛에 들어가는 부속을 만들어 보자"는 움직임이 태어났습니다. 그렇게 부속을 만드는 회사도 하그와잉 둔 상오그와인지, 핵심 부품을 사서 쓸 수 있게 되고 20하나 0년대부터는 초소형 위성 시장에 번졌어요.그동안 초소형 위성에 대한 미션도 진화했죠. 아내의 목소리에는 "만드는 처음"자체에 열을 올렸다면, 지금 "초소형 위성으로 할 수 있는 처음"에 집중하기 시작했습니다. 예를 들어 우주 환경을 연구하는 한 과학자가 나는 지구의 자기장을 측정하고 싶다고 했을 때 중대형 위성에 고정밀 측정기를 달아 쏘아 올리기에는 수백억이 훨씬 넘었습니다. 개발 기간도 길고요. 그리고 초소형 위성 시장이 커지면서 작게 해서 필요한 데이터만 얻자는 수요가 새로 생겨나면서 인기를 끌고 있습니다.

쟈싱의 젓가락도 첫 00개쯤 모은다면 딱딱할 거예요. 손바닥만한 위성이 스스로의 한계를 극복하는 노하우는 '군집운용'이었습니다. 초소형 위성은 우주의 틈새시장을 찾아 고유의 강점을 키워왔습니다. 대수가 늘어나서 자력 공장에서 만들어내는 양산도 가능해집니다. 큰 위성과 달리 개발 기간이 최초~2년 정도로 짧은 데 제작 비용을 절감할 수 있다는 점이 접근성을 높였습니다. 미국의 한 초소형 위성 중소기업이 유출된 가격을 보면 체감할 수 있습니다. 기본 탑재체를 기준으로 피코 위성(첫 킬로 이하)은 한국 돈으로 최초의 첫 76만원, 배 무토 위성(0. 첫 킬로 이하)는 쵸쯔쵸쯔 만원에서 제작이 가능하다.(물론 발사 비용은 처음의 유닛당 약 쵸쯔옥우오은)과학 기술 위성의 제조 단가가 200~300억원 정도로 했을 때 정 이야기 통이 아닐 수 없습니다.

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가격경쟁력만 있는 것은 아닙니다. 기존의 인공위성은 한 대 한 대를 공들여 제작했어요. 초정밀 광학 부품이 나쁘지 않고, 과학탑제체, 대형 태양전지 패널이나 연료 탱크 등, 성능과 수명을 높이기 위한 모든 노력을 기울여 만들었습니다. 궤도면을 만들어 운용해야 하는 GPS 위성의 경우는 발사했을 때의 위성끼리의 배치도 매우 중요합니다. 이렇게 큰 위성이 정교하게 말이에요.무를 수행하는 동안 초소형 위성은 '우리는 많이 만들 수 있으니까 넓은 면적을 잘 보자'는 전략을 세웁니다. 1,2대 실패해도 타격이 크지 않아 부담도 경감했고"전용 로켓이 없는 초소형 위성은 평등한 궤도에 오른 유료 하중의 사이에 두고, 기회 있을 때마다 많이 보내는 방식으로 운용 일정을 세웠습니다. 원하는 시점, 원하는 곳에 정확히 넣을 수는 없어도 다른 쌍둥이 위성 임을 서로 보충해 사용할 수 있었습니다. 광학위성만큼 해상도는 아니지만 다익선의 강점을 부각시킨 것입니다. 역시 데이터 처리속도만큼은 초소형 위성이 더 좋습니다. 안전성과 신뢰성을 면밀히 따지는 중대형 위성과 달리 초소형 위성은 이 부분에서 자유롭기 때문입니다. 연산처리능력을 높인 최근 CPU를 통해 실시간으로 데이터를 받아볼 수 있었습니다. 그만큼 초소형 위성으로 해볼 수 있는 하나가 늘 그랬던 것처럼 태어났다는 의지겠죠.

위성군단으로 승부하는 대표적인 대기업이 플래닛입니다. NASA, 에이 다즈 조사국 출신 3명의 과학자가 모여서 20하나 0년에 설립한 이후 현재 205대의 초소형 우이송궁을 형성하고 운영하고요. 플래닛의 첫번째 미션이 하루에 한번 지구 전역을 이미지화했던 1 오쯔슴니다. 이 때문에 큐브 위성'시궁창'을 개발하고 20하나 3년부터 발사를 개시, 20하나 7년에는 도브 위성 88개를 인도 우주 개발 기구(ISRO)의 PSLV로켓에 한번에 실어 발사하 슴니다. 현재 플라넷 위성은 하루에 하나 40만개 이상의 이미지를 만들어 하나 0TB에 이르는 데이터를 매 1장 1처리합니다.도브는 플래닛 위성군단의 주력제품입니다. 하나 30여기가 지구의 극궤도에 따르고 줄지어 공전하고 있는데요. 길이 30센치에 위성 하쟈싱의 무게가 4㎞에 불과할 뿐입니다. 플래닛 스코프는 광학 이미지 시스템을 장착하고 약 3m의 해상도로 지구 표면을 촬영합니다. 비록 도브는 1줄로 거의 매일 돌고 있는데, 지구가 자전하고 있으므로 다음에 이어지는 위성은 먼저 가는 위성과 조금 다른 영토를 관측할 수 있습니다. 마치 스캐덱으로 지구 표면 모두를 스캔하는 효과를 내는 것입니다. 플래닛이 지구 전역을 모니터링할 수 있다고 이야기하는 이유가 이 때문입니다. 전 지구적 범위는 물론 11의 수집, 사실 때 때 데이터 공급 등의 서비스를 약속합니다. 플래닛 CEO는 구글이 인터넷 검색창을 만든 것 같은 비결로 우리는 지구의 물리적 변화를 검색할 수 있게 합니다."라고 스토리합니다.

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소형 위성군을 우주에 뿌려 세계 전역에서 초고속 인터넷 서비스를 제공하겠다는 기업도 본격적으로 시동을 걸었습니다. 소형 통신 위성 만 2,000의 발사를 목표로 하는 공간 X는 이 5월 그 중 60기를 실은 로켓 발사에 성공했어요. 800개가 되면 인터넷 서비스가 가능한 것으로 보고 있다 슴니다. 우오은우에프와 에어 버스사의 합작 회사인 우오은우에프사테라이토(OneWeb Satellites, 이하 우오은우에프)도 올해 초 6개의 위성을 실은 1로켓을 발사하고 프로젝트의 시작을 알린 것입니다. 2021년까지 130킬로 소형 통신 위성 648개를 1,200㎞상공에 올린다는 계획이다.

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원웹에서 더 주목할 것은 초소형 위성 생산라인입니다. 최근까지 인공위성은 특별한 맞춤옷처럼 맞춤형으로 제작되었습니다. 원웹의 접근법은 상용화와 대량생산입니다. 포드와 에어버스가 차와 비행기를 만드는 비법을 위성에 당신으로 적용했는데요. 전 세계 약 40개의 공급자로 구성된 산업 공급망 구축하고 고속 위성 조립 라인 등 최에 초단 공장 2개로 되었습니다. 이렇게 하면 기존 위성 제작 비용의 하나 0분의 하나의 가격으로 하루에 한개대를 발행할 수 있다는. 원웹의 미리 계획대로 위성의 다양한 페이로드와 호환되는, 그대로화된 플랫폼과 인터페이스까지 갖춘다면? 마치 전자기기에 USB를 꽂듯이 개별적으로 시기적절한 기능을 추가하는 조립식 상품도 가능해집니다.제작에서 발사까지 인공위성 패키지 서비스를 약속하는 중소기업도 있습니다. 탑재량과 아이디어만 가져다 주세요. 소형 발사체의 어린이콘으로도 불리는 미국 중소기업 로켓랩이 소형 위성사업까지 확장해 내놓은 전략입니다. 고객이 자체적으로 위성 하드웨어를 제작하는 취약성을 위해 궤도에서 어떤 서비스를 해 수익을 창출할지를 집중하라고 강조한다. 주문을 받은 로켓 랩은 자신의 번들로 간소화된 초소형 위성 제작과 발사, 실행 서비스를 함께 제공합니다. 마치 냉장고를 파는 것처럼 제품을 마캐팅하고 있어요. 탑재량은 최대 한개 70킬로까지 데이터 보존은 하나 TB, 전력은 하나 00W~하나킬로와트, 궤도 수명은 최대 5년까지 보장한다.​ 로켓레프은 올 한개 달 플래닛의 도브 위성 3개를 실은 소형 위성 전용 로켓'전자'발사 겸 열에도 성공한다. 다른 위성이 자신의 화물에 끼여 발사되는 초소형 위성의 슬픔을 날려버렸습니다. 이 새로운 시장을 겨냥해 로켓 랩뿐만 아니라 벡터 스페이스 시스템(Vector Space Systems), 버진 오빗(Virgin Orbit), 스트라트랜치(Stratolaunch) 등 여러 회사가 소형 위성 전용 로켓을 개발하고 있습니다. 일렉트론 로켓의 경우 최대 탑재 중량은 약 230㎞에 불과했다 대신에 발사 비용은 50억원 안팎으로 기존의 로켓 발사 비용의 수십분의 하나의 수준입니다. 저가 로켓과 저가 소형 위성이 자신보다 실용적인 우주 시장이 형성되고 있는 것입니다.

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초소형 위성 시장은 눈에 띄게 성장하고 있습니다. 큐브 위성 포털, 자신 노셋 데이터베이스(www.nanosats.eu)에 따르면 20첫 3년부터 지난해까지 매년 평균 첫 64대의 초소형 위성이 발사됐습니다. 이전까지 첫 0~20여대였던 점을 감안하면 그 속도가 너무 빠릅니다. 향후 5년간 발사 횟수는 다시 3배 이상 대부분의 일본어의 연간 평균 600여대의 초소형 위성이 우주로 날아오를 예정입니다. 이미 산업계의 초소형 위성 개발 수가 교육용 큐브샛을 추월하고 있습니다. 절반 이상이 민간 우주작은 기업에서 제작되고 있습니다. 20첫 3년부터 246개의 작은 기업이 초소형 위성 사업 때문에 새로 설립되습니다. 그만큼 시장성이 높아진 소음을 반증하고 있습니다.

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산업계에 있어서 초소형 위성인 이 댐은 매우 실용적이고 광범위하게 미치고 있습니다. 하루에 수백만개씩의 영상 데이터 활용 분야가 가장 두각을 나타내고 있습니다. 단순히 위성사진을 공급하는 것이 아니라 머신러닝(기계학습) 기법으로 기위지 속 물체를 인식, 고객이 알고 싶은 이야기를 분석하여 알려주는 맞춤형 정보서비스가 공급됩니다. 현재 위성기업이 처리한 영상은 농업, 재난구조, 도이제안, 벌목감시, 불법조업감시, 자원탐사, 해양감시 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 예를 들어 불법 조업 구역에서 활동하는 선박 수가 몇 척 본인인지, 어느 영토의 주택 수가 어느 정도 본인 증감했는지 등을 파악할 수 있도록 해줍니다.본원에서도 지능형 초소형 위성기술을 연구하고 있습니다. 다목적 실용 위성에서 광학 영상을 찍으면 지구의 75%를 후(후) 덮은 구름 덕분에 쓸모 없는 데이터가 있습니다.. 접속 시간도 짧고, 그것을 다운로드하면 시간을 낭비하는 것보다 위성으로 판독하는 것이 좋습니다. 구름이 몇%가 있는지를 파악하고, 만약 80~90%이상이면, 그 영상은 가장 자신 중에 내리는 방식으로 스토리입니다. 위성 대수가 늘 그랬듯이 지상에서 데이터를 하나씩 제어할 수 없어 위성이 스스로 영상촬영을 하거나 지상에 영상을 내는 등 자율적인 운영을 하는 기술도 함께 연구 중입니다.이 기술이 완성되면 지상국의 명령이 없어도 위성이 스스로 사진을 선별해 내려줍니다. 물론 이렇게 늘 그랬듯이 보게 되는 영상을 지상에서 관리하기 위한 빅데이터 기술도 함께 개발 중입니다. 이 밖에도 초소형 위성을 이용한 다양한 이담이 방안되고 있습니다. 우주선 랑데부 도킹과 유사한 우주쓰레기 포획기술, 배터리 교체 등의 위성수리기술, 소행성의 위치를 파악해 탐사를 돕는 기술 등. 초소형 위성이 인류에게 주는 상상력은 무한할 전망입니다.기획/제작:항공우주Editor오요한자문/감수:미래융합연구부 조동현 박사

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