인공위성

큐브위성(CubeSat)

큐브위성은 한 변이 약 10cm인 1U 단위를 조합하는 표준 소형위성입니다. 대학과 소규모 팀도 비교적 적은 비용으로 실험 장비를 우주에 보낼 수 있습니다. 1999년 미국 대학들이 제안한 뒤 교육과 연구, 기술 실증에 널리 쓰이고 있습니다.

위성 추적 ↗
배터리와 회로기판이 보이는 1U 큐브위성 구조물. Svobodat, CC BY-SA 3.0
배터리와 회로기판이 보이는 1U 큐브위성 구조물. Svobodat, CC BY-SA 3.0
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핵심 정보

운영 기관
캘리포니아 폴리테크닉 주립대와 스탠퍼드대가 제안한 개방형 표준
운용 시작
1999년
용도
교육·연구·기술 실증을 위한 표준화 소형위성

한 변이 10 cm 정도인 정육면체도 진짜 인공위성이 될 수 있을까요? 큐브샛은 가능하다는 사실을 보여 줍니다.

큐브샛은 표준화된 크기와 접속 규격을 따릅니다. 기본 1U 단위의 단면은 약 10 cm 정사각형입니다. 초기 표준은 질량을 약 1.33 kg으로 정했지만 이후 규격은 달라졌습니다. 작은 공간에 배터리와 컴퓨터, 무전기, 관측 장비를 넣어 실제 임무를 수행합니다.

배터리와 회로 기판이 들어간 1U 큐브샛 구조물을 손에 든 모습. Svobodat, CC BY-SA 3.0
배터리와 회로 기판이 들어간 1U 큐브샛 구조물을 손에 든 모습. Svobodat, CC BY-SA 3.0
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대학에서 태어난 표준

1999년 캘리포니아 폴리테크닉 주립대의 조르디 푸이그수아리와 스탠퍼드의 밥 트위그스는 학생들이 제한된 일정과 예산 안에서 위성 프로젝트를 완성하도록 이 표준을 제안했습니다.

크기와 결합 방식이 정해져 있으면 로켓과 사출장치 설계자는 위성의 형태와 장착 조건을 미리 알 수 있습니다. 큐브샛은 큰 탑재체와 로켓을 함께 타며 우주 진입 장벽을 낮출 수 있습니다.

국제우주정거장에서 사출되는 QARMAN 큐브샛
국제우주정거장에서 사출되는 QARMAN 큐브샛
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작은 큐브의 다양한 쓰임

교육뿐 아니라 지구 촬영과 사물인터넷 통신, 과학 연구, 기술 실증에도 쓰입니다. 여러 단위를 합쳐 2U, 3U, 6U와 더 큰 형태를 만듭니다.

작다고 단순한 것은 아닙니다. 좁은 전력과 통신 예산으로 작동하면서 진공과 방사선, 극단적인 온도 변화를 견뎌야 합니다.

심우주로

2018년 5월 NASA의 6U 큐브샛 두 대 MarCO-A와 MarCO-B는 인사이트와 함께 화성으로 향했습니다. 착륙 중 신호를 중계해 심우주를 여행한 최초의 큐브샛이 됐습니다.

인사이트의 안전한 착륙에 반드시 필요한 장비는 아니었지만 작은 우주선이 지구 궤도 너머에서 할 수 있는 일을 보여 줬습니다.

태양전지판과 통신 안테나를 펼친 MarCO 큐브샛의 렌더링
태양전지판과 통신 안테나를 펼친 MarCO 큐브샛의 렌더링
이미지 출처: NASA · Public domain · 이미지 원문 보기 ↗

큐브샛도 지구로 떨어질까?

그렇습니다. 많은 큐브샛이 지구 저궤도를 돌며 희박한 공기의 저항으로 고도가 낮아지다가 재진입해 대부분 타버립니다. 수명은 초기 고도와 모양, 태양 활동에 따라 달라집니다.

‘U’는 단위를 뜻합니다. 첫 큐브샛은 2003년 발사됐습니다. 큐브샛의 가장 큰 기여 중 하나는 대학이 직접 위성을 만들고 실제 임무로 공학을 가르칠 수 있게 한 것입니다.

참고 자료