54년 만에 인류를 달로 보내는 미국 항공우주국(NASA)의 유인 탐사선 ‘아르테미스 2호’에는 한국이 개발한 초소형 위성도 함께 실렸다. 유인 달탐사 임무에 국내 큐브위성이 실린 첫 사례다.
2일 발사에 성공한 아르테미스 2호는 우주비행사 4명과 함께 초소형 위성 4기를 탑재했다. 이 가운데 하나가 한국이 개발한 ‘K-라드큐브(K-RadCube)’다. 한국천문연구원과 나라스페이스테크놀로지가 공동 개발했다.
K-라드큐브는 가로 36㎝, 세로 23㎝, 높이 22㎝ 크기의 직육면체로, 10㎝ 정육면체 12유닛을 쌓은 큐브위성이다. 무게는 약 19㎏이다.
이 위성은 아르테미스 2호 발사 약 5시간 뒤 지구 고궤도에서 분리돼 독자 임무를 수행한다. 이후 지표면에서 약 200㎞에서 최대 7만㎞에 이르는 타원 궤도를 따라 약 2주간 비행하며 데이터를 수집한다. 지상과의 첫 교신은 분리 후 약 2시간 이내 시도될 예정이다.
핵심 임무는 지구를 둘러싼 고에너지 입자층 ‘밴앨런대(Van Allen radiation belt)’를 통과하며 방사선 환경을 정밀 측정하는 것이다. 밴앨런대는 태양에서 날아온 고에너지 입자가 지구 자기장에 붙잡혀 형성된 영역으로, 강한 방사선이 집중돼 있다. 지구 자기장이 만든 일종의 ‘방사선 덫’으로 불린다.
유인 우주선이 달이나 화성으로 향하려면 이 구간을 반드시 통과해야 한다. 이때 방사선 방호 기술이 부족하면 우주비행사는 피폭 위험에 노출될 수 있다. 방사선은 인체 DNA를 손상시키고 장기 기능 이상을 유발할 수 있어, 장기 우주 체류의 최대 위험 요소로 꼽힌다. K-라드큐브는 고도별 방사선 강도를 측정해 향후 방사선 방호 기술 개발의 기초 데이터를 확보하는 역할을 맡는다.
위성에는 삼성전자와 SK하이닉스가 개발한 반도체 소자가 함께 실렸다. 이들 소자는 고에너지 방사선 환경에서 오작동 여부와 내구성을 직접 시험하게 된다. 우주 환경에서도 안정적으로 작동하는 ‘방사선 내성 반도체’ 개발의 기초 자료로 활용될 전망이다.
아르테미스 2호는 1972년 아폴로 17호 이후 처음으로 인간을 달 근처까지 보내는 임무다. 이번 큐브위성 탑재를 계기로 한국이 심우주 탐사와 우주 부품 기술 검증에 본격 참여하게 됐다는 평가가 나온다.