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Nikkei X-TECH_2023.3.22

첨단 기술 뉴스 플러스
고등학생이 인공위성 개발
올해 가을 발사를 목표로

클라크기념국제고등학교(이하, 클라크국제고)와 도쿄대학, Space BD(도쿄)는 3월 17일, 우주 교육의 일환으로써 클라크국제고 학생들을 대상으로 개발하고 있던 인공위성이 완성되었다고 발표했다.

인공위성은 올 여름까지 우주항공연구개발기구(JAXA)에 인도해 올 가을에 목적지인 국제우주정거장(ISS)을 향해 발사될 예정이다. 위성 운용 개시 후에는 우주에서 촬영한 지구의 사진 등을 환경 문제 해결을 위한 활동에 유용하게 활용할 방침이다.

인공위성의 이름은 Clark sat-1(애칭 앰비셔스(Ambitious)). 클라크국제고가 개교 30주년을 기념해 2021년 7월에 시작한 우주 교육 프로젝트의 핵심으로 개발했다.

Clark sat-1은 흔히 큐브샛(CubeSat)이라고 부르는 초소형 위성으로, 길이 10cm, 무게는 약 0.94kg. 5개 면에 태양전지가 부착되어 있다. 지상 400km의 ISS에서 로봇팔로 방출되면 안테나가 전개된다. 촬영 기능과 음성 및 일러스트 데이터를 발신하는 기능을 갖추고 있다.

이번 프로젝트의 주체는 클라크국제고 학생들이다. 전국에 있는 캠퍼스에서 123명의 학생들이 모여 인공위성 개발과 운용, 홍보를 실시하는 ‘우주탐구부’를 조직. 우주비행사 야마자키(山崎) 씨와 도쿄대학 대학원 공학계 연구과 항공우주공학 전공의 나카스카(中須) 교수 등으로부터 우주에 대해 배우면서, 인공위성 개발 미션 등을 결정했다.

인공위성의 상세한 설계 및 제조는 아크에지스페이스(도쿄), 프로그램 기획 및 인공위성 발사는 Space BD 등이 지원했다. 프로젝트 관계자는 "고등학생이 주체인 위성 개발은 세계적으로도 드물다. 일본에서는 처음이다"라고 강조했다.

발사 후 미션은 난이도별로 4단계로 나뉜다. 우선은 무사히 위성을 ISS로부터 방출시키는 ‘미니멈 성공’. 그 다음으로 위성과의 통신에 성공하는 ‘풀 성공’. 세 번째 단계인 ‘엑스트라 성공’은 위성에 탑재된 카메라를 이용한 지구 촬영과 우주로부터 송신되는 음성 및 일러스트 데이터를 지상에서 수신하는 것. 네 번째 단계인 '익스트림 성공'은 우주 쓰레기 촬영이다.

실현 가능성은 매우 낮지만 학생들이 우주에 대해 배우면서 특히 우주 환경 문제에 강한 관심을 가졌기 때문에 도전하게 되었다고 한다.

-- 운용은 2023년 겨울부터 --
운용은 ISS 기보우 실험동으로부터 위성을 방출한 약 1개월 후인 2023년 겨울 경에 개시될 예정으로, 약 1년 반 동안 운용할 수 있을 전망이다. 도쿄에 있는 클라크국제고 기숙사에 설치된 관제국에서 위성으로부터의 데이터를 1일 수 회 수신한다. 우주탐구부 부원인 와지마(和島) 군은 “우주에서 본 지구의 경치를 촬영해, 리얼한 사진으로 삼림 벌채나 해수면 상승 등의 환경 문제의 실상을 전하고 싶다”라고 말했다.

활동 중 특히 우주에 대한 전문지식이 없는 학생들이 약 1년 반이라는 단기간에 개발을 완료하기까지는 쉽지 않았다고 한다. 전국 규모의 동아리 활동으로써 방과후 등을 활용해 온라인으로 대화를 거듭했다고 한다. 우주탐구부원 야마네(山根) 군은 지난 활동을 회상하며 “단기간의 개발로 힘들었다. 하지만 실패해도 다시 시작하면 그것은 실수가 아니라는 ‘트라이얼 앤 에러(Trial and error)’의 마음가짐을 배웠다”고 말했다.

우주비행사인 야마자키 씨는 “내가 고등학생이었을 때에는 고등학생이 인공위성을 만든다는 것은 생각도 못했다”라고 말했다. 그녀는 고등학생이 인공위성을 발사할 수 있게 된 배경에 프로젝트에도 참여하는 도쿄대학 나카스카 교수가 2003년 큐브샛(CubeSat)이라는 초소형 위성을 세계 최초로 개발해 발사한 성과가 있다고 언급했다.

그녀는 “인공위성을 개발해낸 것은 여러분들에게 앞으로 큰 재산이 될 것이다”라고 참여한 고등학생들에게 메세지를 보냈다.

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