최근 제주에서 열린 'COSPAR(국제우주과학위원회) 심포지엄' 좌담회에서 우주 전문가들은 소형위성에 대한 각 국가별 전략에 대해 소개하며 각 우주청간 협력 방안 등에 대해 논의했다. 

좌담회에 참석한 ▲우지(Wu Ji) 중국국립우주센터 부장 ▲틸만 스폰(Tilman Spohn) 독일항공우주청 행성연구소장 ▲장 이브 르갈(J.Y. Le Gall) 프랑스국립우주연구원장 ▲러셀 보이스(Russell Boyce) 호주 뉴사우스웨일즈대 교수 ▲알바로 히메네스(Alvaro Gimenez) ESA 과학부장 ▲아나톨리 페트르코비치(Anatoli Petrukovich) 러시아 우주연구소 플라즈마물리연구부장 ▲사쿠 쯔네타(Saku Tsuneta) JAXA 부장의 발표 내용 일부를 정리했다.  

러셀 보이스 뉴사우스웨일즈대 교수에 따르면 호주는 지난 1967년 미국, 러시아에 이어 세계 세번째로 위성을 발사했을 정도로 우주 개발에서 오랜 전통을 갖고 있다. ESA(유럽우주국)의 전신인 ELDO(유럽우주로켓개발기구)의 준회원이기도 했다. 

호주 정부는 항공우주산업을 활성화하기 위해 위성 제조에 초점을 두는 한편 ESA와 지상국 건설에 협력하는 등 국제 협력에 적극 나서고 있다. 

호주는 태양물리학, 우주생물학과 같은 분야에 우수한 인력도 보유하고 있다. 대학과 산업체의 조화를 통해 창업회사도 다수 나오고 있다. 애들레이드 등을 중심으로 호주 내 50여개의 우주 스타트업이 배출되고 있는 것. 호주 정부도 우주개발에 대한 투자 확대와 우주국 설치 등을 추진하는 등 적극적으로 대응하고 있다.

러셀 보이스 교수는 "호주 정부는 우주 비즈니스 진출과 우주 공동체간 협력에 관심을 갖고 있다. 오는 2020년 COSPAR 심포지엄도 시드니에서 개최할 계획"이라고 말했다.

러셀 교수는 "호주가 수십년간 다양한 우주활동을 통해 각종 노하우를 보유한 가운데 소형우주선, 큐브셋 등 소형 위성 시대의 도래는 큰 기회"라면서 "퀀텀기술, 인공지능, 자율주행 등 첨단 기술을 접목해 상업영역을 개척하고 세계에서 리더십을 발휘하는 기회로 삼아야 한다"고 덧붙였다. 

2. ESA "소형위성에 지속적 관심···거대과학에 접목" 

"최근 5년동안 소형 미션에 대한 문의가 많아지고 있다. 공동체를 중심으로 소형 미션에 나서 복잡한 과학을 해결해야 한다. 소형위성을 거대 미션에 활용하고 배울 수 있다." 

알바로 히메네즈 ESA 부장은 소형위성에 대한 ESA의 역할에 대해 이를 직접 개발하기 보다 이를 권장하면서 동향을 관측해야 한다고 강조했다. 알바로 박사는 소형위성이 가져오는 파괴적인 기술과 혁신을 거대 미션에 적용해 중대형 위성 등을 포함한 우주 미션에서 효율적이고 우수한 성과를 가져올 수 있다는 견해를 내비쳤다. 

ESA는 소형위성을 개발하는데 중요한 다양한 발사체 기술을 보유했다. 아리안(Ariane)이나 베가(Vega) 로켓에 소형위성을 탑재해 우주 미션에 활용할 수 있다. 22개국가 회원국들이 직접적인 협력을 통해 미션을 개발할 수 있다. 

알바로 부장은 이 과정에서  '과학적 우수성(Excellence in Science)' 확보와 '기술적 선호성'이라는 두가지 측면을 강조했다.

그는 "소형위성을 활용해 저비용 효율적 미션이 나오는 상황에서 기존을 넘어 우주 개발 영역을 확장시킬 수 있는 기회"라고 말했다. 

알바로 부장은 소형 미션에 각종 첨단 기술들이 접목되고 있으며 복잡해지는 우주 미션에 기술적인 선호성 측면에서 긍정적인 영향을 줄 수 있다고 설명했다. 또 국제 협력은 우주 개발 효율성을 강화할 수 있는 방안 중 하나로 꼽혔다. ESA는 중국과학원과의 공동 미션인 'SMILE'을 통해 연구자 교류 등을 진행하고 있으며, NASA와 외행성 탐사연구 등에도 나설 계획이다.  

알바로 부장은 "ESA 회원국에게 각종 커뮤니티를 만들어서 과학적 우수성을 창출할 수 있도록 권장하고 있다"면서 "소형위성은 거대 미션에도 영향을 줄 수 있으며 이를 통해 많은 기술적 성과가 반영되었으면 한다"고 말했다.

3. 소형 위성으로 크라우드 펀딩 받기도···"데이터 중요"

장 이브 르갈 프랑스국립우주연구원장에 따르면 최근 소형 위성을 통해 상업용 위성 콘스텔레이션 구축이 추진되는 등 전세계 우주개발의 혁신이 진행되고 있다.  

프랑스의 소형 위성 개발은 지난 1999년부터 시작된 미리아드(Myriade)가 대표적인 플랫폼으로 꼽힌다. 이후 프랑스는 현재까지 18개 위성을 발사해 운영하고 있다. 독일 DLR, 영국 등과도 협력하고 있다. 자국 산업과 연계해 나노위성 창업과 큐브셋 프로젝트 등도 활발하게 진행되고 있다.

특히 CNES는 젊은 과학자와 학생들을 양성하기 위한 프로젝트인 'JANUS'를 진행하고 이들에게 우주개발에 대한 동기부여, 큐브셋 등 소형위성 제작 활동에도 적극 나서고 있다.

장 원장은 "위성이 제공하는 이익을 최적하기 위해서는 지구과학자들을 모아 대화하고 우주국과 협력해 새로운 프로젝트를 개발해 나가야 한다"면서 "소형위성은 증가하고 있는 우주 프로그램에 활용될 수 있다"고 강조했다.

4. 러시아 "소형위성 투자에도 관심 시작···크라우드 위성도 발사"

러시아의 소형 우주선 개발은 대학이 이끌고 있으며 주로 러시아 정부의 투자를 받는다. 다수 위성을 발사하기 위해 개인 투자도 진행되고 있다. 그동안 거대 규모의 우주 프로그램이 중심이 된 러시아에서도 소형위성 개발에 따른 정책 변화 움직임이 일고 있다. 

러시아 우주 연구소에서도 국제 학계와 연계해 큐브셋 발전을 위한 다양한 과학프로그램을 마련하고 있다. 또한, 최근 크라우드 펀딩을 통해 모집한 금액을 활용해 위성을 발사하는 등 소형위성이 확산되는 추세다. 

아나톨리 페트르코비치 부장은 "그동안 러시아 우주과학의 우선순위는 거대과학으로 소형 위성과는 관계가 없었다"면서 "최근 각종 우주 컨퍼런스 등을 중심으로 소형 우주선에 대한 관심이 높아지고, 러시아 대학들이 이에 대한 개발과 발사에 적극 나서고 있어 이에 대한 관심이 고조되고 있다"고 설명했다.

5. 독일 "다각도 소형위성 연구개발 지원"

독일은 소형위성에 대한 정부 지원 프로그램이 체계적으로 구비되어 있다. 대학이나 연구기관에서는 소형위성을 활용해 각종 기술을 증명하고 시연하는 노력이 활발하게 이뤄지고 있다.

틸만 스폰 소장에 따르면 독일항공우주청에서는 마이크로나 나노급 소형위성부터 거대위성까지 연구투자에 나서고 있다. 이곳에서 개발하는 소형 위성은 50kg급 위성과 250kg으로 구분할 수 있다. 50kg 급 이하 위성은 매년 프로그램을 통해 대회가 개최되며 경쟁을 통해 지원자가 선정된다.

독일항공우주청은 프랑스 CNES, 일본 JAXA와 협력하고 있으며 미국 NASA의 착륙선 개발에도 참여하고 있다. 

틸만 소장은 "소형위성과 거대위성은 과학과 우주에 대한 영감을 줄 수 있다"면서 "독일과 국제 협력은 지구 관측부터 인간 거주지 탐색 등까지 포함되며, 소행성에 활용하기 위한 미션도 마련하고 있다"고 말했다. 

6. 일본, NASA·ESA 등과 국제교류 활발

"소형위성 개발에 앞서 이와 관련된 기업들이 결과를 창출하는지 묻는다면 '네'라고 답할 것이다. 결과도 창출되고 있다. 도쿄대와 JAXA의 협력으로 진행하는 행성탐사위성 개발 프로젝트 'PROCYON'이 좋은 사례다."

사쿠 쯔네타 부장은 "각종 우주개발 프로그램에 참여하면서 포스닥, 대학원생 등이 참여해 소형 위성 프로젝트에 대한 협상, 발사, 혁신 등에 나설 수 있다는 점에서 의미가 있다"면서 "가령 'PROCYON 프로젝트'는 600만 달러를 투자해 1년 안으로 개발을 완료했을 정도로 신속하고 효율적인 측면이 있다"고 말했다.

최근 일본에서도 상업 회사들을 중심으로 100kg에서 150kg 급 소형 위성 발사 등도 추진되고 있다. 그런 가운데 JAXA 등은 점점 더 큰 우주개발 미션에 나서고 있는 상황이다.

사쿠 부장은 "소형위성은 과학적으로 활용성이 높고 고유의 기회를 제공한다"면서 "거대 미션과 소형 미션 사이에서 상호 대화하면서 연계되고 이에 맞는 전략 수립도 요구된다"고 말했다.  

7. 중국 "우주 후발 주자서 연구개발 투자↑"

"중국 정부는 우주 개발에서 신입이지만 연구에 많은 투자를 하고 있다. 소형위성이라는 작은 플랫폼을 사용해 새로운 시대를 개척할 수 있다. 중국 과학공동체가 이 분야에 관심을 가질 수 있도록 노력하고 있다." 

우지 부장에 따르면 중국은 지난 1970년 첫 인공위성을 발사했지만 우주 과학과 연구 분야에서는 신생국가로 꼽힌다. 중국은 현재 4기의 과학위성을 운영하고 있다.

중국이 국가적인 차원의 우주개발전략을 마련하고 투자를 확대한 것은 5년전으로 거슬러 올라간다. 대기, 천문, 지구 과학, 태양 등을 관측하기 위한 프로그램 도입을 추진하고 있으며, 오는 2030년을 목표로 우주 탐사 등도 추진하고 있다.

우지 부장은 소형위성이 단일 위성과 대비해 무게(Payload)를 분담할 수 있다는 점에서도 높은 효용성이 있으며, 심우주 탐사 등에도 활용될 수 있다고 강조했다.

그는 "50~500kg의 소형위성은 과학연구에 매우 유용한 도구"라며 "과학에서 예산은 제한되어 있는데 다양한 지역을 다룰 수 있고 아이디어를 신속하게 반영할 수 있다는 점에서 중요한 플랫폼"이라고 말했다. 

이어 그는 "현재 지구상에 있는 수백개의 마이크로 위성만으로 젊은 우주 공학도들이 활약할 환경을 조성하는 것은 부족하다"면서 "심우주(Deep Space) 탐사 등에 소형위성을 적극 활용하면서 데이터를 얻고 우주를 좀 더 효율적이고 경제적으로 개척할 수 있는 방안을 강구해야 한다"고 덧붙였다. 

한편, 한국천문연구원은 지난 18일부터 22일까지 제주 ICC에서 ‘제3회 COSPAR 심포지엄’을 개최했다. 전 세계 38개국에서 약 350여명이 참석한 가운데 '소형위성을 이용한 우주연구'에 대한 논의가 진행됐다.

소형위성은 무게 500Kg 이하의 위성을 의미한다. 기술 수준이 발전함에 따라 기존 중·대형 위성에 소요되는 비용을 절감하고 과학, 교육, 연구 등 다양하게 활용할 수 있어 전 세계적으로 각광받고 있다.