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우주 날씨의 비밀을 풀기 위한 나노위성에 당신의 이름을 실어 보내세요! 2020-05-06
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우주 날씨의 비밀을 풀기 위한 나노위성에 당신의 이름을 실어 보내세요!
- 국내에서 세계 최초로 편대비행 하는 나노위성 개발
- 위성 4기에 이름 새기는 대국민이벤트 5월 7일부터 시작

 

□ 우리나라가 개발해 우주로 쏘아 올리는 나노위성에 국민들의 이름을 새긴다.
 ㅇ 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 ‘과기정통부’)와 한국천문연구원(원장 이형목, 이하 ‘천문연’)은 오는 5월 7일(목)부터 천문연에서 개발 중인 나노위성 ‘도요샛(영어명 SNIPE)*’에 신청자의 이름을 새기는 이벤트를 시작한다고 밝혔다.
    * SNIPE는 ‘Small scale magNetospheric and Ionospheric Plasma Experiment’의 약자로 ‘도요새’라는 의미가 있으며, 작지만 높이 나는 새라는 의미로 ‘도요샛’이라고 명명
 ㅇ 도요샛은 중량 10kg 이하의 소형위성인 나노급 위성 4기로 구성되며, 2021년 6월 러시아 소유즈(Soyuz)-2 로켓에 실려 발사 후 고도 500km 궤도에서 우주 날씨를 관측하는 임무를 수행할 예정이다.


□ 과기정통부와 천문연은 천문학 및 우주과학의 중요성을 알리고, 국민들과 함께 도요샛 프로젝트의 성공을 기원하는 뜻에서 이번 이벤트를 추진한다고 밝혔다.
 ㅇ 응모자는 한국천문연구원 홈페이지 내 도요샛 홈페이지(http://kswrc.kasi.re.kr/snipe)에 7월 20일(월)까지 이름과 이메일, 응모 지역, 응원 메시지를 입력해 참여하면 되며,
 ㅇ 이 중 400명을 추첨하여 선정자의 이름은 위성 표면에 레이저로 새기고, 응원 메시지는 SD카드에 저장해 위성에 실을 예정이다. 추첨 결과는 8월 11일(화)에 발표한다.


□ 우주 날씨는 지구 주변 우주환경의 변화와 태양풍에 의한 우주 폭풍으로 대표되는데, 우주 날씨의 변화는 위성통신 교란은 물론 GPS 오차 증가, 전력망 손상 등 우리 생활에 막대한 영향을 미친다.
 ㅇ 우주 날씨는 태양풍 입자와 지구 자기장의 상호 작용에 의한 에너지 전달 과정으로 이해되고 있으나, 정확한 발생 기작은 아직 밝혀지지 않았다.
 ㅇ 도요샛은 이를 밝히기 위해 발사 후 1년간 지구 북극과 남극 위를 통과하는 극궤도를 공전하며 과학관측 임무를 수행할 예정이다.


□ 한편 도요샛은 나노급 위성으로는 세계 최초로 편대비행에 도전 하는 것으로, 동일한 과학 임무 관측기가 탑재된 4기의 나노위성을 동시에 발사해 각 위성 간 거리를 조정하며,
 ㅇ 위성에 탑재된 소형 추력기를 이용해 4기 위성이 일렬로 비행하는 종대 비행과 나란히 비행하는 횡대 비행을 시도할 예정이다.
 ㅇ 이러한 편대비행을 통해 단일위성으로는 할 수 없었던 우주 플라즈마* 분포 미세구조의 시·공간적 변화를 동시에 관측할 수 있을 것으로 기대된다.
    * 플라즈마 : 고에너지 상태에서 물질을 이루고 있는 원자와 전자가 분리되어 서로 공존하는 상태로, 우주공간의 물질은 대부분 플라즈마 상태로 존재


□ 본 프로젝트는 2017년 과기정통부가 지원하고 천문연이 주관하여 시작됐으며, 천문연은 탑재체와 과학임무 및 운용을, 한국항공우주연구원(원장 임철호, 이하 ‘항우연’)은 위성 본체 개발을 맡는다.
 ㅇ 특히, 본 사업에는 6개의 국내 스타트업이 제작 및 부분품 공급에 참여하여 우주 부품 국산화에 기여하고 있다.


□ 이번 프로젝트를 이끄는 천문연 우주과학본부 이재진 책임연구원은 “우주를 이루는 물질의 99%는 플라즈마 상태로 존재하는데 아직 지구 주변 플라즈마 분포의 미세 구조 발생 기작은 밝혀지지 않았다”며,
 ㅇ “도요샛이 고도 500km 근방에 있는 우주 플라즈마의 비밀을 성공적으로 풀 수 있기를 바란다”고 전했다.


□ 권현준 과기정통부 거대공공연구정책관은 “천문연은 탑재체와 과학 임무를 맡고, 항우연은 위성 본체 개발을 맡는 등 각 출연연의 특성을 살린 융합 연구로 시너지 효과가 기대된다”며,
 ㅇ “이번 이벤트에 많은 국민들이 참여해 천문학과 우주과학에 관심을 가지는 계기가 되길 바란다”고 밝혔다.


[문의]
☎ 042-865-3248, 우주과학본부 이재진 박사
☎ 042-869-2137, 우주과학본부 양태용 박사


[참고1] 이벤트 신청 안내
 ㅇ 이벤트 신청 페이지(도요샛 홈페이지) : http://kswrc.kasi.re.kr/snipe
 ㅇ 신청 기간 : 5월 7일(목)~7월 20일(월)
 ㅇ 당첨자 발표 : 8월 11일(화)


<이벤트 참가 시 신청자가 받게 되는 이미지>

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[참고2] 도요샛 프로젝트 소개
□ 도요샛(SNIPE, Small scale magNetospheric and Ionospheric Plasma) 프로젝트
 ㅇ 4기 나노위성으로 구성된 근지구 우주환경 관측위성을 개발해, 지상에서 관측할 수 없는 우주 플라즈마 분포의 미세 구조를 연구
 ㅇ 개발 및 발사에 적은 비용이 소요되는 나노위성 여러 대를 동시에 발사해 우주환경을 입체적으로 관측
   - 미국, 일본, 유렵 등 우주 선진국에서도 도요샛과 비슷한 임무를 가진 근지구 우주환경 관측 위성들을 발사했으나, 이들은 지구 규모의 거시적 관측만을 수행한 반면,
   - 도요샛은 위성간 거리와 비행 형태를 조절할 수 있는 편대비행 기능을 추가하여 저궤도에서의 우주환경을 보다 정밀하게 관측 가능
 ㅇ 도요샛의 본체 및 탑재체 상세 설계는 모두 완료됐으며 현재 비행모델 개발 단계로, 러시아와 발사 계약을 체결하여 2021년 6월경 바이코누르(Baikonur) 발사장에서 4기의 나노위성이 동시에 발사될 예정
   ※도요샛(SNIPE) 상세 사양
     ?임무 고도: 500km 태양동기궤도** 궤도면과 태양이 이루는 각도가 항상 일정하게 유지되는 궤도
     ?위성 개수: 4기(가람, 나래, 다솔, 라온) 
     ?무게: 각 10kg 이하

     ?설계 수명: 1년
     ?발사 시기: 2021년 6월(예정)

     ?과학탑재체: 고에너지 입자 검출기, 전리권 플라즈마 측정센서(랑뮈어 탐침), 정밀 지구 자기장 측정기


<도요샛(SNIPE) 가상도>

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<도요샛(SNIPE) 기술검증 모델>

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[참고3] 프로젝트 참여기관
□ (참여기관) 한국천문연구원, 한국항공우주연구원, 연세대학교, 경희대학교, 충남대학교, ㈜솔탑, ㈜드림스페이스월드, ㈜ 카이로스페이스, ㈜ 레볼루띠, ㈜ 센서피아, ㈜ 라온하제

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참여기관

역할

한국천문연구원

프로젝트 총괄,
탑재체와 과학임무 및 운용 담당

한국항공우주연구원

위성 본체

연세대학교

편대비행 알고리즘

경희대학교

과학 임무

충남대학교

과학 데이터 처리

㈜솔탑

지상국 소프트웨어, 이리디움 통신 모듈

㈜드림스페이스월드

태양전지판, 탑재컴퓨터, 태양센서

㈜카이로스페이스

별 센서

㈜레볼루띠

반작용휠

㈜센서피아

자력계

㈜라온하제

탑재체 컨트롤러

 

[참고4] 용어 설명
□ 근지구 우주환경
 ㅇ 근지구 우주란 지구에서 고도 100km 이상부터 지구 자기장이 영향을 미치는 우주공간으로, 태양 활동의 영향을 많이 받는다. 쉽게 ‘우주 날씨’라고도 표현하는 ‘근지구 우주환경’은 지구 기후와 인간의 삶에 큰 영향을 준다.
 ㅇ 근지구 우주환경의 연구 분야는 크게 세 가지로 태양, 자기권, 전리권이다. 전리권은 지표로부터 약 60~1,000km까지의 공간으로 지구와 가장 가까운, 지구 자기권의 안쪽 영역이다.
   - 이곳에서 대기를 이루는 분자 대부분은 플라즈마 상태로, 도요샛은 이 지점에서 플라즈마의 분포 미세 구조를 관측할 예정이다.

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용어

내용

피해 사례

태양풍
(Solar Wind)

태양풍은 태양에서 불어오는 바람이라 할 수 있으며, 이 태양풍에는 양성자와 전자 등 미립자들이 포함되어 매초 약 100만 톤의 질량이 태양에서 방출됨

전파장애 및 위성 오작동, 우주비행사의 방사선 피폭

우주방사선
(Galactic Cosmic Rays)

우주에서 지구로 쏟아지는 높은 에너지를 지닌 각종 입자와 방사선 등을 총칭

위성통신, 항공기 승객과 승무원의 방사선 피폭

지구 자기권
(The Earth’s Magnetosphere)

지구의 자기장에 지배되는 공간으로서, 강력한 자기폭풍은 전리권에 영향을 미쳐 오로라를 만들어 내거나 라디오와 텔레비전의 전파장애를 일으키며, 나침반이 있는 선박과 비행기들의 항해에 문제를 일으킴

GNSS 시스템 장애, 지구 전력 전송 마비, HF 무선통신 및 위성 통신 장애

방사선 벨트
(Radiation Belts)

행성자기장에 의해 지구 주위에 묶인 대전된 입자(플라즈마)의 2층 구조

위성 부품 고장 및 오작동

지자기 폭풍
(Magnetic Storm)

지구 자기권의 일시적인 큰 변화를 의미함. 태양 코로나 질량 방출, 태양 플레어 등이 발생하고 나서 일반적으로 24~36시간 후에 태양풍의 충격파가 지구 자기장을 강타하며 지자기 폭풍을 유발

GNSS 시스템 장애, 지구 전력전송 마비

전리권
(Ionosphere)

지표로부터 D, E 및 F층으로 구분되며 고도 60~1000 km에 이른다. 태양의 극자외선 및 X-선을 받아 광전리된 자유전자, 이온이 풍부하여 무선통신에 있어 매우 중요한 역할을 하며, 플라즈마 분포의 다양한 미세 구조가 발생

GNSS 시스템 장애, 지구 전력 전송 마비, HF 무선통신 및 위성 통신 장애

오로라
(Aurora)

태양에서 방출된 플라즈마가 지구 자기장과 상호작용하면서 가속시킨 입자들이 지구 전리권으로 유입되면서 공기분자와 반응하여 및을 내는 현상

우주기상 현상 발생

 

□ 큐브 위성
 ㅇ 스탠포드 대학교의 Bob Twiggs 교수와 칼 폴리 공대의 Jordi Puig_Suari 교수에 의해 처음 제안됐으며 2003년 7개의 큐브위성이 러시아 로켓에 의해 발사된 후 눈부신 성장을 거듭해왔다.
 ㅇ 큐브위성은 초기에 주로 대학에서 교육용으로 제작됐으나 점점 상업 목적으로 위성 시장이 확대되고 있으며 NASA 등 정부 기관에서도 의미 있는 영역을 담당하고 있다. 대부분의 큐브위성은 나노 위성급으로 제작되고 있다.

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구분

무게

우리나라 위성

대형위성

1,000kg 이상

아리랑위성 5호, 무궁화위성, 천리안위성

중형위성

500~1,000kg

아리랑위성 1,2,3호

소형위성(Minisatellite)

100~500kg

과학기술위성

마이크로위성(Microsatellite)

10~100kg

우리별위성

나노위성(Nanosatellite)

1~10kg

시네마위성

피코위성(Picosatellite)

0.1~1kg

한누리위성

펨토위성(Femtosatellite)

100g 이하

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