누리호 4차 발사가 성공적으로 마무리되며 대한민국이 ‘우주 강국’으로 도약한 가운데 우주도시 광주가 오는 2026년 5차 발사에서도 핵심적인 역할을 수행한다.

조선대와 국립광주과학관이 손을 잡고 국내 우주 역사상 최초로 레이저 광통신 위성 실증에 나서며 지역 우주산업의 역량을 다시 한번 입증에 나선 것이다.

9일 국립광주과학관과 조선대 우주기술연구소에 따르면 2026년 예정된 누리호 5차 발사에서 레이저 광통신 위성 ‘CPSat(Cosmic Pulsating nano-Satellite)’는 우주 진입 후 과학관의 천체망원경을 활용해 임무 수행에 나선다.

최근 스페이스X의 스타링크 등 거대 우주기업들이 수천 개의 위성을 쏘아 올리며 무선 주파수(RF) 확보 경쟁이 치열해지자 조선대는 빛을 이용한 통신 방식으로 눈을 돌렸다.

박설현 조선대 우주기술연구소장이 주관하는 이 CPSat은 너비 30㎝, 높이 10㎝, 무게 4㎏의 소형 위성으로, 수명은 6개월 이상이다.

이번 프로젝트는 지난 2022년 누리호 2차 발사 당시 큐브위성 사출에 성공하며 기술력을 인정받은 조선대가 주도하고, 국내 최고 수준의 관측 장비를 보유한 광주과학관이 협력하는 형태로 진행된다.

CPSat은 겉면에 고출력 LED 모듈이 부착돼 있어 위치 파악이 용이하며 레이저를 이용해 지상과 데이터를 주고받는 임무를 맡는다.

이 작은 위성이 맡은 임무는 막중하다. 우주 공간에서의 상업용 주파수 포화 문제를 해결할 대안으로 꼽히는 ‘광통신 기술’을 실증하는 것이 목표다. 빛의 성질을 이용해 레이저나 LED 등을 빠르게 껐다 켜면서 디지털 신호(0과 1)를 만들고 이 신호를 지상의 망원경으로 획득해 정보를 얻는 이른바 ‘광 주파수’를 만드는 방식이다.

관건은 우주에서 쏘는 얇은 레이저 빔을 지상에서 얼마나 정확하게 받아내지 여부다. 총알보다 빠르게 움직이는 위성을 정밀하게 추적하며 신호를 포착해야 하기 때문이다.

이 난제를 해결하기 위해 국립광주과학관이 나섰다. 과학관이 지난 2020년 11억원을 들여 도입한 구경 1.2m의 대형 천체망원경이 위성의 신호를 수신하는 ‘지상국’ 역할을 맡는다. 이는 국내에서 두 번째로 큰 규모로 넓은 구경 덕분에 레이저 신호 수신 확률을 극대화할 수 있다. 조선대는 이 망원경에 특수 수신기를 장착해 광통신을 완성한다는 구상이다.

특히 우주와 지구 사이 800㎞ 고도에서 데이터를 주고받게 되면 속도 측면에서 획기적인 발전을 가져올 것으로 기대된다.

윤요셉 국립광주과학관 과학교육실 연구원은 “광통신으로 데이터를 주고받을 경우 지상보다 1000배 빠른 데이터 송수신이 가능할 것으로 예상된다”며 “사진부터 영상까지 모든 종류의 데이터 전송이 가능해진다”고 밝혔다.

이번 협력은 단순한 기술 실증을 넘어 ‘뉴스페이스’ 시대에 걸맞은 시민 참여형 프로그램으로도 확장된다.

양 기관은 과학관을 찾은 어린이들이 위성과 직접 교신해보는 체험 프로그램을 계획 중이다. 관람객이 위성의 LED 점멸 신호를 통해 ‘안녕 대한민국’과 같은 메시지를 모스부호로 주고받는 방식이다.

이는 우주 기술의 장벽을 낮추고 지역 사회와 성과를 공유하겠다는 박 소장의 철학이 반영된 결과다.

박 소장은 “우주는 더 이상 소수 과학자들의 전유물이 아닌 우리 아이들과 시민들이 일상에서 체감할 수 있는 영역이 되어야 한다”며 “이번 5차 발사 임무를 통해 광주가 첨단 우주 기술 실증뿐만 아니라 우주 문화 확산의 중심지가 되도록 하겠다”고 말했다.

한편 지난 2022년 누리호 2차 발사 당시 큐브위성 사출에 성공한 조선대는 이번 5차 발사에 이어 2027년 6차 발사에서도 위성 탑재를 준비하는 등 광주를 대표하는 우주 기술 거점으로 자리매김하고 있다.

/글·사진=김다인 기자 kdi@kwangju.co.kr