‘인공위성’은 숙련된 최첨단과학기술을 보유한 과학자만이 만들 수 있다고 생각하기 쉽다. 하지만 음료수 캔 모양의 원통으로 만든 초소형 위성이라면 이야기가 달라진다.

음료수 캔과 위성의 합성어인 일명 ‘캔위성(CanSat)’은 상용키트를 사용해 누구나 쉽게 만들 수 있고, 이를 열기구나 과학로켓으로 쏘아 올려 지구 사진을 촬영하는 것은 관심만 있다면 가능하다는 것이 과학자들의 설명이다.

캔위성 ⓒ KAIST

인공위성의 종료는 매우 다양하다. ‘아리랑 위성’과 같은 지구관측위성, 기상예보나 해양관측을 하는 ‘천리안 위성’, 우리에게 위치를 알려주는 ‘GPS 위성’ 등이 고도로 숙련된 과학자들에 의해 만들어진 위성이다.

하지만 이런 위성들 외에도 음료수 캔 크기의 캔위성(CanSat)이나 가로, 세로, 높이 10cm정도의 작은 큐브위성(Cubesat)은 관심만 있다면 누구나 도전해볼만한 소형 위성들이다.

캔위성(CanSat)이란?

캔위성은 Can과 Satellite의 합성어로, 말 그대로 음료수 캔(예: 콜라캔) 안에 위성의 역할을 하도록 하는 구조계, 전력계, 데이터처리계, 통신계, 탑재체 등을 탑재해 만든 소형 위성이다.

1998년 스탠퍼드대학의 로버트 트윅(Robert Twiggs)교수가 사용했던 일명 위성 따라하기 프로그램에서 사용됐던 위성에서 유래됐다. 발사 및 임무 운용에 필요한 위성구성요소를 매우 단순하게 구성해 고공에서 짧은 시간 동안 위성처럼 운용하는 것이 특징이다.

캔위성(CanSat)으로 어떤 임무를 수행할 수 있나?

캔위성에 어울리는 손쉬운 임무로는 고도, GPS위치, 압력, 온도, 습도, 가속도 등의 정보를 획득하는 것을 들 수 있다. 또한 카메라 반도체 소자를 장착해 지상관측영상을 전송하거나, 각종 센서를 동원해 대기과학 정보를 전송할 수도 있다.

뿐만 아니라, 구동기를 장착해 위성기능과 비슷하게 자세제어수행을 시연하거나, 통신위성을 흉내 낸 공중방송 시연을 할 수도 있다. 좀 더 나아가 일부 해외 캔위성 경연대회에서는 탐사선의 화성착륙과 비슷하게 지상목표물에 최대한 근접해 지상안착하는(soft landing)임무를 수행하기도 한다.

캔위성 제작 및 임무운용 과정에는 창의적 체험활동이 필수적으로 수반되므로 위성 구성 및 운용에 대한 이해를 증진할 수 있어 교육용 프로그램으로 매우 유익하다.

1kg급 초소형 큐브위성 ⓒ 항우연

큐브위성(Cubesat)이란?

큐브위성은 가로, 세로, 높이 10cm에 중량 1kg 내외의 초소형 위성이다. 주로 대학생들이 인공위성개발을 체험하는 교육용으로 활용되고 있다. 그러나 최근에는 기술이 발전해 부품들이 더욱 작아지면서 다양한 기능을 추가해 교육용 뿐 아니라 연구 목적으로도 사용이 가능해지고 있다.

100kg의 작은 과학기술위성도 개발기간이 보통 5년 이상 소요되고, 개발과 발사에 수십억 원에서 수백억 원에 이르지만, 큐브위성은 개발기간이 2년, 개발비는 1~억 원, 발사비 1~2억 원에 불과해 개발기간이 짧고 개발비도 저렴하다는 장점이 있다.

따라서 실패에 대한 부담이 상대적으로 적어 큐브위성을 이용해 과감하게 새로운 부품과 기능을 추가하는 등 우주기술개발에 크게 기여할 것으로 기대되고 있다.

미래창조 과학부 ‘캔위성 경연대회’

이 같은 장점 때문에 최근 미국, 유럽, 일본을 비롯해 전 세계적으로 큐브위성 개발 붐이 일고 있는 가운데, 국내에서도 초·중·고·대학생 대상 과학캠프인 ‘캔위성 경연대회’와 대학(원)생들이 참여하는 ‘초소형 큐브위성 경연대회’가 지속적으로 개최되고 있다.

우주과학자를 꿈꾸는 학생들에게 인공위성 제작 기회를 부여하고, 우주개발 저변을 확대시키기 위한 일환으로 특히 올해 큐브위성 경연대회에서 선발되는 최종 3팀에게는 2년간 총 1억 7천만 원의 개발비와 활동비가 제공되고 학생들이 만든 인공위성의 발사 기회가 제공된다.

이중 초·중학생들이 참여하는 ‘캔위성 경연대회’과학캠프는 ▲위성교육 ▲우주개발현장 탐방 ▲캔위성 기본키트 제작 실습 ▲멀티콥터를 이용한 위성 비행·운용 등으로 오는 7월25일부터 26일까지 1박2일로 대전 KAIST에서 개최된다. 아울러, 고등·대학생 대상 경연대회는 1차 서면심사를 통해 최대 20팀을 선발한 후 2차 발표평가를 통해 최종경연대회에 진출할 10팀이 선발된다.

최종경연대회에 진출한 10팀은 오는 8월8일로 예정된 최종경연대회에서 기술력과 임무수행능력 등을 평가받게 되며, 최우수상 수상자에게는 미래창조과학부 장관상과 함께 상금과 상패가 주어진다.

‘큐브위성 경연대회’에는 국내 대학의 대학(원)생들로 구성된 팀(지도교수 1인, 팀원 10명 내외)이 참가할 수 있으며, 큐브위성 임무설계의 독창성과 개발가능성, 설계의 우수성 등에 대한 2단계 심사를 통해 최종 3팀을 선정한다.

최종 선정된 3팀에게는 큐브위성 제작비와 제작기간 동안의 활동비가 지원되며, 성공적으로 우주급 큐브위성을 제작한 팀에게는 한국항공우주연구원으로부터 인증서가 수여되고 위성발사 기회가 제공될 예정이다.

미래창조과학부는 “이번 경연대회를 통해 우리나라 학생들의 인공위성 체계 및 우주개발 분야에 대한 이해도를 높이고, 장기적으로는 우주인력 양성과 우주개발 저변확대에 기여하게 될 것”이라고 밝혔다.

윤수영 사이언스올 편집위원

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