연세대학교(총장 윤동섭) 인공위성시스템학과⋅항공우주공학과 박상영 교수팀이 개발한 큐브위성 3기가 10월 7일(수) 누리호 5차 발사를 통해 우주로 향했다. 연구팀은 발사 후 2시간 만에 연세대 신촌캠퍼스 지상국에서 위성 3기 모두와 양방향 교신을 확보하고 초기 운용을 시작했다.

이번에 발사된 위성은 ‘UEL-Y-Sys(율리시스)’, ‘BEE-1012(비-1012)’, ‘SD-1 SAT(에스디원샛)’로, 각각 미세먼지 관측과 달 탐사 로버 부품 검증, AI 기반 우주 의약품 결정화 실증, 우주 방사선 관측과 장비·소재 검증을 수행할 예정이다.

세 위성은 우주 스타트업 ㈜무인탐사연구소, ㈜스페이스린텍, ㈜스페이스앤빈의 의뢰로 개발됐다. 각 기업은 임무 탑재체를 개발하고, 연세대가 위성 본체 개발과 탑재체 통합, 환경시험을 맡았다. 발사 후 운용도 연세대가 담당해 위성 본체는 탑재체에 전력을 공급하고 통신과 위성의 방향·자세 조절을 지원한다.

UEL-Y-Sys(율리시스), 미세먼지 관측과 달 탐사 로버 부품 검증

㈜무인탐사연구소의 탑재체를 실은 율리시스는 질량 9.55㎏의 6U급 큐브위성으로 90일 이상 임무를 수행할 예정이다. 율리시스는 미세먼지의 동향과 발생 원인을 분석하고 저감 방안 마련에 활용할 관측 데이터를 확보하는 것이 주요 목표다. 달 표면을 이동하며 탐사하는 차량인 로버의 핵심 부품도 검증하고 통신과 바퀴 제어 등을 담당하는 탑재 컴퓨터(OBC)가 우주 환경에서 작동하는지 확인한다. 또한 위성의 방향과 자세를 조절하는 리액션 휠을 비롯해 S밴드 통신용 안테나, 전원 모듈, 배터리 팩, 카메라 모듈의 작동도 검증한다.

BEE-1012(비-1012), 미세중력에서 의약품 결정 성장 실험

㈜스페이스린텍의 탑재체를 실은 비-1012는 질량 21.93㎏의 12U급 큐브위성으로 6개월간 미세중력 환경에서 단백질 의약품과 합성 의약품의 결정성장 실험을 수행한다. 위성에 탑재한 AI가 결정의 생성 여부와 성장 단계를 판단하고 실험 조건을 조정하는 기술을 검증하며, 고장이나 위험 징후를 감지해 스스로 대응하고, 핵심 데이터를 골라 지상으로 보내는 기능도 시험한다.

SD-1 SAT(에스디원샛), 우주 방사선과 차폐소재 성능 비교

㈜스페이스앤빈의 탑재체를 실은 에스디원샛은 질량 4.1㎏의 3U급 큐브위성으로 6개월간 임무를 수행할 예정이다. 저전력 방사선 센서를 이용해 저궤도 남대서양 이상지대(SAA)의 우주 방사선 데이터를 수집하고, 두 종류의 방사선 차폐소재로 각각 보호한 측정기를 운용해 에너지 준위별 방사선 데이터를 비교할 예정이다. 이를 통해 차폐소재의 성능을 평가하고, IoT 통신 장비와 카메라, 엣지 AI 모듈 등 상용 장비 및 우주용 신소재의 궤도상 작동을 검증한다.

세 위성은 고도 약 570㎞의 태양동기궤도에서 운용할 계획이다. 태양동기궤도는 위성이 같은 지역을 비슷한 현지 태양시, 즉 태양의 위치를 기준으로 한 시각에 지나도록 설계한 궤도다. 연구팀은 지상국과 위성 사이의 양방향 통신으로 위성 상태를 점검하고, 각 탑재체의 임무를 단계적으로 진행할 예정이다.

이번 성과는 연세대가 위성 본체 제작과 탑재체 통합, 환경시험에 이어 발사 후 교신과 운용까지 수행하는 시스템 역량을 보여준다. 참여 기업에는 자체 개발한 탑재체와 부품·소재를 실제 우주 환경에서 검증할 기회를 제공한다. 앞으로 확보할 관측·실험 데이터는 각 기업의 후속 기술 개발과 사업화에 활용될 것으로 기대된다.

이번 프로젝트는 학생 연구원들이 위성 본체 개발부터 탑재체 통합, 환경시험, 지상국 운용까지 실제 위성 개발 과정에 참여하는 교육·연구 기회이기도 하다. 이번에 축적한 개발·운용 경험은 향후 우주공학 연구와 기업의 후속 기술 실증을 지원하는 산학협력 기반으로 활용될 수 있다.