항공우주 이야기 (NEONSAT-1A와 Electron, 군집위성 시대의 발사 전략)

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  NEONSAT-1A와 Electron, 군집위성 시대의 발사 전략

 

2026년 1월 30일 Rocket Lab은 뉴질랜드 마히아의 Launch Complex 1에서 Electron의 81번째 임무인 ‘Bridging The Swarm’을 성공적으로 수행하고 KAIST의 NEONSAT-1A를 540km 저궤도에 투입했다. 이번 발사는 단순히 한국 위성 1기를 해외 발사체로 올렸다는 사실을 넘어 한국의 지구관측 군집위성 체계가 본격적으로 확장되는 과정이라는 점에서 주목할 만하다.

 

 

< Electron발사 장면 >

 

 

  Electron 발사 개요

 

Rocket Lab 공식 발표에 따르면 ‘Bridging The Swarm’ 임무는 2026년 1월 30일 01시 21분(UTC)에 수행되었다. 임무를 통해 발사된 Electron은 소형위성을 필요한 시점에 필요한 궤도로 보내는 데 초점을 맞춘 발사체다. Rocket Lab 역시 Electron을 소형위성을 보다 자주, 안정적으로, 그리고 임무 목적에 맞게 우주로 보내기 위한 발사체로 소개하고 있다.

 

Electron의 가장 큰 특징은 Kick Stage를 통해 위성의 최종 궤도를 보다 정밀하게 맞출 수 있다는 점이다. 먼저 로켓 2단이 위성과 Kick Stage를 타원 궤도까지 올려놓으면 이후 Kick Stage가 분리되어 우주에서 다시 엔진을 점화하고 궤도를 원형에 가깝게 수정한다. 이를 통해 위성이 목표한 고도와 운용 조건에 더 정확히 들어가도록 돕는다. 특히 지구관측 위성처럼 일정한 고도와 안정적인 궤도에서 장기간 임무를 수행해야 하는 경우에는 초기 궤도 투입의 정확도가 매우 중요하다.

 

Rocket Lab은 Kick Stage가 단순한 보조 단계가 아니라 타원 궤도에서 원형 궤도로의 정밀한 전환, 다중 점화, 정밀 자세 제어, 그리고 임무 종료 후 탈궤도까지 수행할 수 있다고 설명한다. 즉 위성을 원하는 위치에 더 정확히 배치할 수 있을 뿐 아니라 임무가 끝난 뒤에는 스스로 궤도를 낮춰 대기권에 재진입함으로써 우주에 불필요한 잔해를 남기지 않도록 설계된 것이다.

 

 

  SpaceX와 Electron의 임무 관점에서의 차이점

 

대표적인 상업 발사체인 SpaceX의 Falcon 계열과 Rocket Lab의 Electron은 모두 소형위성을 우주로 보내는 데 활용되지만, 임무 운영 방식에는 분명한 차이가 있다.

 

임무 중심으로 보면 SpaceX는 대량 수송과 비용 효율, Electron은 일정 민첩성과 맞춤형 궤도 투입에 상대적으로 강점을 가진다고 볼 수 있다. SpaceX의 Falcon Payload User’s Guide에 따르면 Falcon 9과 Falcon Heavy는 다수의 위성을 한 번에 탑재할 수 있으며, 재점화 능력을 바탕으로 성능이 허용하는 범위 내에서 서로 다른 궤도에 위성들을 배치할 수 있다. 이를 기반으로 SpaceX는 Smallsat Rideshare Program도 운영하고 있다.

 

즉, Falcon은 한 번에 많은 위성을 실어 보내는 구조에 강하고, Electron은 비교적 작은 탑재체를 특정 시점에 특정 궤도로 보다 독립적으로 보내는 데 유리하다. 이런 차이는 군집위성 체계를 단계적으로 확장하는 임무에서 특히 중요하다. NEONSAT-1A와 같은 임무에서는 단순히 발사 비용보다 원하는 시점에 원하는 궤도에 얼마나 정확하게 위성을 투입할 수 있는지가 더 중요한 설계 요소가 될 수 있기 때문이다.

 

 

  NEONSAT-1A 발사의 목적과 최종적인 목표

 

NEONSAT-1A는 단순한 개별 위성이 아니라 한국이 구축 중인 11기 규모 지구관측 군집위성 체계의 두 번째 위성이다. 이 위성은 한반도와 주변 해역의 자연재난·재해 상황을 고해상도 광학카메라로 관측하는 임무를 맡는다. 첨부한 임무 개념도처럼 이번 발사의 목적은 위성 한 기의 성능 확인에 그치지 않고 위성–지상국–데이터 처리–활용 시스템으로 이어지는 전체 운용 체계를 검증하는 데 있다. 또한 NEONSAT은 저궤도 태양동기궤도에서 다수 위성을 동시에 운영하도록 설계되어 같은 지역을 더 자주 관측할 수 있는 군집 운용을 목표로 한다. 따라서 NEONSAT-1A는 단일 위성을 넘어 장기적으로 한반도와 주변 지역을 더 짧은 주기로 반복 관측하는 서비스 체계를 구축하기 위한 중간 단계라고 볼 수 있다. 2024년 발사된 첫 위성 NEONSAT-1에 이어 이번 임무는 그 군집위성 체계를 실제로 확장해 나가는 과정의 연속선상에 있다.

 

 

< 초소형 위성 군집시스템 개요도 >

 

 

< 초소형 위성 개발 정보 >

 

 

 

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원문            이진[dlwls5575@kaist.ac.kr]

편집             김준서[junnius@kaist.ac.kr]