[별소리 다 듣겠네!] 철새처럼 편대비행… 위성 '도요샛'의 모든 것
2022년 12월 12일 오전 09:00
[앵커]
우리나라가 내년에 쏘아 올릴 나노위성, 도요샛을 들어보셨나요.
도요샛은 겨울 철새 도요새의 이름에 '위성'이라는 뜻의 영어 단어를 붙여 만든 이름인데요.
먼 길을 이동하는 철새 무리처럼 도요샛도 4개의 위성이 편대비행을 하며 우주날씨를 비롯한 갖가지 우주 정보를 캐낼 예정입니다.
오늘 '별소리 다 듣겠네!'에서 위성 도요샛의 모든 것을 알아보겠습니다.
[이재진 / 천문연 우주과학본부장]
안녕하세요. 열 두 번째 별소리를 전해드릴 이재진입니다. 오늘은 우주날씨를 관측하는 큐브위성! 도요샛에 대한 별소리를 전해드리겠습니다.
Q.도요샛이란 무엇인가?!
[이재진 / 천문연 우주과학본부장]
네, 도요샛은 우주 날씨를 관측하기 위해 개발된 작은 큐브위성입니다. 도요새와 위성을 의미하는 새틀라이트(Satellite)를 붙여서 만들어진 이름입니다. 작지만 먼 거리를 용감하게 비행하는 도요새처럼 도요샛도 작지만 멋진 임무를 수행하기를 바라는 마음에서 지어졌습니다.
도요샛은 우리나라 인공위성 역사에서 여러 의미를 갖고 있는데요, 먼저 위성이 1가 아니고, 4기가 동시에 운용된다는 점입니다. 이렇게 여러 대의 위성을 동시에 발사해서 운용하는 것을 위성군이라고 하는데요. 우리나라에서는 도요샛이 처음으로 시도하는 것입니다.
4기 위성을 같이 발사하는 것으로 끝나냐? 아니죠. 도요샛은 무게가 10kg 정도 되는 나노급 위성인데, 이 체급의 위성으로는 세계 최초로 위성 간 거리와 형태를 변화시키는 편대비행을 할 예정입니다. 위성 4대를 일렬로 배치하면 같은 지역에 대해 시간적 변화를 관측하는 것이 가능하게 되고요, 4대를 나란히 횡대로 배치하면 여러 지역을 동시에 관측함으로써 지역적인 특성을 관측할 수 있게 됩니다.
도요샛의 또 다른 도전은 우리나라에서는 처음으로 위성 간 통신을 한다는 점인데요. 위성 자료를 이리디움 통신 위성을 이용하여 전송하는 기능을 가지고 있습니다.
Q.도요샛에는 어떠한 장비들이 탑재되어 있는가?!
[이재진 / 천문연 우주과학본부장]
네! 먼저 도요샛의 전면에는 별을 보고 도요샛이 향하는 방향을 알 수 있도록 하는 별센서와 GPS 신호를 수신하는 GPS 안테나가 있습니다. 또 앞서 말씀드린 위성 간 통신을 도와줄 이디리움 안테나가 부착되어 있죠.
그리고 날개에는 랑뮤어 탐침과 태양 전지판이 부착되어있는데요, 처음에는 접힌 상태로 발사됐다가 우주에서 날개를 펼치게 됩니다. 랑뮤어 탐침이라는 것은 플라즈마 상태인 주변 입자들의 밀도와 온도를 측정할 수 있는 장치입니다. 태양 전지판은 위성에서 사용하는 전기를 생산하는 데 중요한 역할을 하게 됩니다. 태양 전지는 양쪽 날개 외에도 몸체 곳곳에 48개가 부착되어 있습니다.
또 옆구리에는 자세 제어와 궤도 조정 시 사용하는 추력기가 달려있습니다. 여기서 이 추력기의 연료로 R236fa라고 하는 물질을 사용하는데요, 이 연료는 소화기에도 사용되는 냉매로써 친환경적인 연료라 할 수 있습니다.
마지막으로 도요샛의 아랫면에는 관측한 자료를 지구로 전송할 때 사용하는 S-Band 안테나와 지구에서 위성으로 명령을 전송할 때 사용하는 UHF 안테나가 장착되어 있습니다. 이 외에도 고에너지 입자 검출기, 3축 플럭스케이트 자력계 등 도요샛에는 정말 많은 장비들이 탑재되어있습니다.
Q.그런데 만약 도요샛 4기 중 1기가 예기치 못한 상황으로 궤도 변경을 하지 못하게 될 가능성은?!
[이재진 / 천문연 우주과학본부장]
네, 먼저 위성 1기의 고장으로 편대비행 임무를 수행하지 못할 가능성은 거의 없다고 보시면 됩니다. 왜냐하면, 앞에서 말씀드렸듯이 도요샛 4기 모두에 궤도를 변화시키기 위한 추력기가 장착되어 있기 때문인데요, 만일 4기 중 1기의 추력기가 고장 나거나 자세 제어를 할 수 없어서 궤도를 바꿀 수 없다면 이 위성을 기준으로 나머지 위성이 궤도를 바꾸게 됩니다. 우주날씨를 관측하기 위해서는 상대 거리와 상대위치가 중요하기 때문에 위성 1기가 고장 난다고 해서 도요샛이 임무를 수행하는 데엔 아무런 문제가 없습니다.
Q.도요샛 관측 결과 중 기대하고 있는 분야는?!
[이재진 / 천문연 우주과학본부장]
제가 가장 기대하고 있는 것은 깜빡이 오로라 생성의 비밀을 푸는 것입니다. 마치 고장 난 형광등처럼 1초에 한 번씩 깜빡이는 오로라가 있는데요, 이를 깜빡이 오로라, 영어로는 Flickering Aurora라고 합니다. 깜빡이 오로라는 많은 물리학자들이 궁금해하는 자연현상이에요. 보통 평범한 오로라보다 높은 에너지를 갖는 입자들에 의해 생긴다고 보고 있습니다.
도요샛은 여러 지점을 동시에 관측할 수 있기 때문에 지상에서 관측한 오로라와 우주에서 관측한 입자와의 연관성을 쉽게 이해할 수 있습니다. 이것을 통해 우리는 높은 에너지를 갖는 입자들이 얼마나 많이 지구로 떨어지는지 알 수가 있는데, 이게 중요한 이유는 이 높은 에너지 입자들이 오존을 파괴할 수 있기 때문입니다. 극 지역에 커다란 오존 구멍이 있다는 사실을 들어보셨나요? 어쩌면 이 오존 구멍을 이해하는데 도요샛이 결정적인 역할을 할지도 모르겠네요!
도요샛은 천문연과 항우연이 공동으로 개발한 위성입니다. 도요샛은 우주 날씨를 관측하는 순수 과학위성이지만, 우주날씨 관측기 대신 고성능 카메라를 탑재하고 지구를 관측한다고 상상해 보세요. 그러면 우리는 저비용으로 보다 넓은 지역의 시간적 변화를 관측할 수 있고, 이러한 자료는 재난 대응이나 기상 관측, 또는 국방 분야에서 폭넓게 활용될 수 있습니다. 도요샛의 1차 목표는 우리의 지적 호기심을 충족하는 것이지만, 이 과정에서 획득된 기술이 여러 산업 분야로 파급될 것이라 기대하고 있는데요, 도요샛에 대한 여러분의 많은 관심과 응원을 부탁드리며 이상 오늘의 별소리를 마치겠습니다.
YTN 사이언스 김기봉 (kgb@ytn.co.kr)
우리나라가 내년에 쏘아 올릴 나노위성, 도요샛을 들어보셨나요.
도요샛은 겨울 철새 도요새의 이름에 '위성'이라는 뜻의 영어 단어를 붙여 만든 이름인데요.
먼 길을 이동하는 철새 무리처럼 도요샛도 4개의 위성이 편대비행을 하며 우주날씨를 비롯한 갖가지 우주 정보를 캐낼 예정입니다.
오늘 '별소리 다 듣겠네!'에서 위성 도요샛의 모든 것을 알아보겠습니다.
[이재진 / 천문연 우주과학본부장]
안녕하세요. 열 두 번째 별소리를 전해드릴 이재진입니다. 오늘은 우주날씨를 관측하는 큐브위성! 도요샛에 대한 별소리를 전해드리겠습니다.
Q.도요샛이란 무엇인가?!
[이재진 / 천문연 우주과학본부장]
네, 도요샛은 우주 날씨를 관측하기 위해 개발된 작은 큐브위성입니다. 도요새와 위성을 의미하는 새틀라이트(Satellite)를 붙여서 만들어진 이름입니다. 작지만 먼 거리를 용감하게 비행하는 도요새처럼 도요샛도 작지만 멋진 임무를 수행하기를 바라는 마음에서 지어졌습니다.
도요샛은 우리나라 인공위성 역사에서 여러 의미를 갖고 있는데요, 먼저 위성이 1가 아니고, 4기가 동시에 운용된다는 점입니다. 이렇게 여러 대의 위성을 동시에 발사해서 운용하는 것을 위성군이라고 하는데요. 우리나라에서는 도요샛이 처음으로 시도하는 것입니다.
4기 위성을 같이 발사하는 것으로 끝나냐? 아니죠. 도요샛은 무게가 10kg 정도 되는 나노급 위성인데, 이 체급의 위성으로는 세계 최초로 위성 간 거리와 형태를 변화시키는 편대비행을 할 예정입니다. 위성 4대를 일렬로 배치하면 같은 지역에 대해 시간적 변화를 관측하는 것이 가능하게 되고요, 4대를 나란히 횡대로 배치하면 여러 지역을 동시에 관측함으로써 지역적인 특성을 관측할 수 있게 됩니다.
도요샛의 또 다른 도전은 우리나라에서는 처음으로 위성 간 통신을 한다는 점인데요. 위성 자료를 이리디움 통신 위성을 이용하여 전송하는 기능을 가지고 있습니다.
Q.도요샛에는 어떠한 장비들이 탑재되어 있는가?!
[이재진 / 천문연 우주과학본부장]
네! 먼저 도요샛의 전면에는 별을 보고 도요샛이 향하는 방향을 알 수 있도록 하는 별센서와 GPS 신호를 수신하는 GPS 안테나가 있습니다. 또 앞서 말씀드린 위성 간 통신을 도와줄 이디리움 안테나가 부착되어 있죠.
그리고 날개에는 랑뮤어 탐침과 태양 전지판이 부착되어있는데요, 처음에는 접힌 상태로 발사됐다가 우주에서 날개를 펼치게 됩니다. 랑뮤어 탐침이라는 것은 플라즈마 상태인 주변 입자들의 밀도와 온도를 측정할 수 있는 장치입니다. 태양 전지판은 위성에서 사용하는 전기를 생산하는 데 중요한 역할을 하게 됩니다. 태양 전지는 양쪽 날개 외에도 몸체 곳곳에 48개가 부착되어 있습니다.
또 옆구리에는 자세 제어와 궤도 조정 시 사용하는 추력기가 달려있습니다. 여기서 이 추력기의 연료로 R236fa라고 하는 물질을 사용하는데요, 이 연료는 소화기에도 사용되는 냉매로써 친환경적인 연료라 할 수 있습니다.
마지막으로 도요샛의 아랫면에는 관측한 자료를 지구로 전송할 때 사용하는 S-Band 안테나와 지구에서 위성으로 명령을 전송할 때 사용하는 UHF 안테나가 장착되어 있습니다. 이 외에도 고에너지 입자 검출기, 3축 플럭스케이트 자력계 등 도요샛에는 정말 많은 장비들이 탑재되어있습니다.
Q.그런데 만약 도요샛 4기 중 1기가 예기치 못한 상황으로 궤도 변경을 하지 못하게 될 가능성은?!
[이재진 / 천문연 우주과학본부장]
네, 먼저 위성 1기의 고장으로 편대비행 임무를 수행하지 못할 가능성은 거의 없다고 보시면 됩니다. 왜냐하면, 앞에서 말씀드렸듯이 도요샛 4기 모두에 궤도를 변화시키기 위한 추력기가 장착되어 있기 때문인데요, 만일 4기 중 1기의 추력기가 고장 나거나 자세 제어를 할 수 없어서 궤도를 바꿀 수 없다면 이 위성을 기준으로 나머지 위성이 궤도를 바꾸게 됩니다. 우주날씨를 관측하기 위해서는 상대 거리와 상대위치가 중요하기 때문에 위성 1기가 고장 난다고 해서 도요샛이 임무를 수행하는 데엔 아무런 문제가 없습니다.
Q.도요샛 관측 결과 중 기대하고 있는 분야는?!
[이재진 / 천문연 우주과학본부장]
제가 가장 기대하고 있는 것은 깜빡이 오로라 생성의 비밀을 푸는 것입니다. 마치 고장 난 형광등처럼 1초에 한 번씩 깜빡이는 오로라가 있는데요, 이를 깜빡이 오로라, 영어로는 Flickering Aurora라고 합니다. 깜빡이 오로라는 많은 물리학자들이 궁금해하는 자연현상이에요. 보통 평범한 오로라보다 높은 에너지를 갖는 입자들에 의해 생긴다고 보고 있습니다.
도요샛은 여러 지점을 동시에 관측할 수 있기 때문에 지상에서 관측한 오로라와 우주에서 관측한 입자와의 연관성을 쉽게 이해할 수 있습니다. 이것을 통해 우리는 높은 에너지를 갖는 입자들이 얼마나 많이 지구로 떨어지는지 알 수가 있는데, 이게 중요한 이유는 이 높은 에너지 입자들이 오존을 파괴할 수 있기 때문입니다. 극 지역에 커다란 오존 구멍이 있다는 사실을 들어보셨나요? 어쩌면 이 오존 구멍을 이해하는데 도요샛이 결정적인 역할을 할지도 모르겠네요!
도요샛은 천문연과 항우연이 공동으로 개발한 위성입니다. 도요샛은 우주 날씨를 관측하는 순수 과학위성이지만, 우주날씨 관측기 대신 고성능 카메라를 탑재하고 지구를 관측한다고 상상해 보세요. 그러면 우리는 저비용으로 보다 넓은 지역의 시간적 변화를 관측할 수 있고, 이러한 자료는 재난 대응이나 기상 관측, 또는 국방 분야에서 폭넓게 활용될 수 있습니다. 도요샛의 1차 목표는 우리의 지적 호기심을 충족하는 것이지만, 이 과정에서 획득된 기술이 여러 산업 분야로 파급될 것이라 기대하고 있는데요, 도요샛에 대한 여러분의 많은 관심과 응원을 부탁드리며 이상 오늘의 별소리를 마치겠습니다.
YTN 사이언스 김기봉 (kgb@ytn.co.kr)
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