200㎞ 상공서 차량번호 식별 ‘인공위성의 눈’국산화

표준과학연, 직경 1m 우주용 반사경 2020년 다목적 실용위성에 탑재 예정

한국표준과학연구원 우주광학센터 연구자들이 4일 우주와 비슷한 높은 진공과 급격한 온도 변화를 그대로 구현한 열진공시험기를 이용해 자체 개발한 인공위성용 반사경 성능을 테스트하고 있다. 반사경은 인공위성의 눈 역할을 하는 부품으로, 이번에 개발한 반사경을 이용하면 상공 200㎞에서 자동차 차량번호를 식별할 수 있다. 오른쪽은 인공위성용 반사경. 한국표준과학연구원 제공
전량 수입에 의존해온 인공위성의 '눈', 우주용 반사경이 국내 순수 기술로 개발됐다. 우주용 반사경의 설계·제작·시험 등 전 과정을 국내 기술로 개발한 것으로, 오는 2020년 발사되는 다목적실용위성 7호에 탑재될 예정이다.

한국표준과학연구원은 우주과학센터(센터장 양호순) 연구팀이 세계 최고 수준의 상용위성급 해상도를 지원하는 '직경 1m 초경량 우주용 반사경'을 개발하는 데 성공했다고 4일 밝혔다.

우주카메라용 반사경은 촬영 영상의 해상도를 결정하는 핵심 부품이다. 그러나 전략물자로 분류돼 해외 수입이 극히 까다롭고, 관련 기술 역시 미국, 프랑스, 러시아 등 일부 국가만 보유하고 있다. 지금까지는 자체 제작기술이 없어 전량 수입에 의존해 왔다.

위성 반사경은 직경이 크고 비구면이 정밀할수록 선명한 영상을 얻을 수 있지만, 인공위성에 탑재하려면 크기와 무게가 제한돼 최대 직경 1m 이내 반사경을 사용한다. 직경 1m급 반사경은 상공 200㎞에서 지상의 자동차 차량번호를 식별할 정도의 해상도를 구현한다.

연구팀은 광구조 설계기술 및 초정밀 광학측정·제작기술을 통해 지난해 0.8m급 초경량 반사경을 개발한 데 이어 무게를 43㎏ 이하로 줄인 1m 반사경 제작에 성공했다. 반사경 경량화를 위해 깨지기 쉬운 유리 소재의 두께를 절반으로 줄여 기존 60%이던 반사경 경량화율을 80%로 늘렸다. 아울러 중력 같은 외부 힘의 영향을 받아 광학적 성능이 떨어지는 것을 막기 위해 반사경을 지지하는 기계 구조물을 새로 설계해 중력에 의한 반사경 변형을 10나노미터(㎚) 이하로 줄인 초정밀 기술을 완성했다.

자체 제작한 대형 열진공 시험기를 이용해 우주 환경시험을 실시한 결과, 반사경 형태가 나노미터 수준에서 거의 변화가 없고, 발사체 충격 및 진동에도 구조적인 안정성을 띠는 것으로 확인했다.

이윤우 표준연 산업측정표준본부장은"직경 1m 반사경은 오는 2020년 발사 예정인 다목적실용위성 7호에 탑재될 수 있는 수준의 성능을 확보하고 있다"면서 "이번 국산화가 우리나라의 자주적인 우주 개발과 세계 위성시장 공략에 한발 더 다가서는 계기가 될 것으로 기대한다"고 말했다.

대전=이준기기자 bongchu@