제18회 국가우주위원회 개최 결과

제18회 국가우주위원회 개최 결과

 

부서 거대공공연구정책과, 우주기술과, 전파방송관리과

제18회 국가우주위원회 개최 결과

- 한국형발사체 누리호 발사, 2021년 하반기 실시

- 재난·안전 대응 역량 강화 및 위성통신 기술 패러다임 전환을 대비하기 위한 정지궤도 공공복합 통신위성(천리안3호) 개발 착수

□ 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 과기정통부)는 제18회 국가우주위원회를 서면으로 개최하고, ｢한국형발사체개발 추진현황 및 향후계획(안)｣과 ｢정지궤도 공공복합통신위성 개발사업 계획(안)｣ 2개 안건을 확정하였다.

* 국가우주위원회 : ｢우주개발진흥법｣ 제6조에 근거한, 국가 우주개발의 주요 사항을 심의하기 위한 민·관 합동위원회(위원장: 과기정통부 장관)

□ 이날 국가우주위원회는 민간 전문가로 구성된 전담평가단의 의견을 수용하여, 한국형발사체 개발의 충분한 준비를 통한 발사 성공 가능성을 높이기 위해 발사일을 조정하기로 결정하였다.
ㅇ 이와 함께, 과기정통부는 국가 재난‧안전 대응 역량을 강화하고, 미래 이동통신 패러다임 전환을 대비하기 위한 공공복합 통신위성(천리안3호) 개발도 착수하기로 결정하였다.

□ 심의된 각 안건의 주요 내용은 다음과 같다.

【제1호】 한국형발사체 추진현황 및 향후 계획(안)

□ 한국형발사체는 산‧학‧연 전문가 15인으로 구성된 전담평가단을 통해 연구개발 과정과 사업 관리에 대한 자문 및 평가를 받고 있으며,

ㅇ 전담평가단은 최근 약 3개월(’20.9월~11월) 간 향후 개발 일정에 대한 종합적인 점검을 수행하였다.

□ 점검 결과, 한국형발사체의 발사 성공률을 제고하고 안정적인 개발을 추진하기 위해 1차 발사는 ’21.10월, 2차 발사는 ’22.5월에 가능한 것으로 도출되었으며,

ㅇ 과기정통부는 이를 반영하여 한국형발사체 발사시기를 변경*하는 향후계획을 수립·확정하였다.

* (기존) ’21년 2월, 10월 2회 발사 → (변경) ’21년 10월, ’22년 5월 발사

□ 일정 조정에 가장 크게 영향을 미친 것은 발사체의 1단부 개발이다.

ㅇ 1단부는 발사체에서 가장 큰 추력을 내기 위해 75톤급 엔진 4기가 클러스터링된 구조로 설계되어 체계복잡성이 높으며, 이로 인해 인증모델 개발까지 분해와 재조립을 반복하는 과정을 거쳐야 했다.

※ 단별 엔진 현황 : (1단) 75톤 엔진 4기, (2단) 75톤 엔진 1기, (3단) 7톤 엔진 1기

※ 개발 단계 : 체계개발모델(EM, Engineering Model) → 인증모델(QM, Qualification Model) → 비행모델(FM, Flight Model)

ㅇ 이 밖에도 한국형발사체의 전기체*를 구성하기 위한 단간 조립, 극저온 환경에서 기체 건전성을 확인하기 위한 WDR**(Wet Dress Rehearsal)을 실행하기 위해 추가적인 시간이 소요된다.

* ILV(Integrated Launch Vehicle) : 단간 조립이 완료된 발사체

** 산화제(액체산소)를 충전‧배출하여 비행모델의 안정성을 확인하는 시험
□ 한국형발사체는 ’10년부터 국내 최초로 독자 개발해온 우주발사체로서, 연구진들은 기술적 난제를 접할 때마다 문제를 해결하고 효율적인 개발 방법을 모색하기 위한 많은 시행착오를 거치면서 핵심 기술들을 배우고 축적해 왔다.

ㅇ 내년 본 발사를 앞두고 연구진과 관련 산업체들은 더욱 심혈을 기울이면서 개발에 매진하고 있으며 정부도 동 사업이 성공적으로 추진되어 좋은 성과를 낼 수 있도록 적극 지원할 예정이다.

【제2호】 정지궤도 공공복합통신위성 개발사업 계획(안)

□ 정지궤도 공공복합통신위성 개발사업은 지난 6월 예비타당성조사를 통과하여, ’21년부터 약 7년간 추진되는 사업으로, ’27년 발사를 목표로 개발에 착수한다.(총 소요예산 : 4,118.2억원)

ㅇ 위성본체는 천리안위성 2A/2B호의 성과를 바탕으로 전기추진시스템*과 고성능 GNSS 수신기**를 적용하여 개발할 계획이며,

* 전기추진시스템을 활용하면, 화학추진시스템에 비해 추력이 다소 약하나, 화학연료 탑재량이 감소되어 위성본체 탑재 용량이 증가되는 효과가 있음
** 위성의 위치오차가 크게 감소되어 지상과의 통신 및 우주물체 회피 등에 유리

ㅇ 3종의 통신탑재체*는 해외자문을 받아 국내 주도로 개발할 계획이다. 특히, 천리안위성 1호가 사용하고 있는 Ka대역 궤도 주파수를 이어받아 임무수행에 활용할 예정이다.

* (광대역통신 탑재체) Ka대역 주파수를 활용한 대용량 공공통신 중계
(정보수집 탑재체) L대역 주파수를 활용한 안정적인 하천수위 정보 중계
(위성항법보정 탑재체) GPS 위치정보를 정밀하게 보정하는 신호를 중계

□ 정부는 동 위성을 통해 향후 수재해 감시, 해경활동 지원, 재난지역 긴급통신 지원 등 재난‧안전 대응 지원과 GPS 위치보정신호 제공 및 미래 위성통신 기술 테스트베드 역할 등을 수행할 계획이다.
① 환경부는 수재해 대응을 위한 실시간 산·강·댐 및 하천 감시와 수문 관리 등 안정적인 광범위 감시와 영상정보 수집체계 구축을 통해서,

- 긴급상황에 적기 대응하고 국민의 생명‧재산 피해를 최소화할 계획이다.

② 해양경찰청은 경비함정 내 중요 정보시스템을 안정적으로 운영하고, 다양한 무인·첨단화 기술장비 도입 및 활용을 위한 통신기반을 갖춤으로써,

- 해상방위 및 수색구조 활동 임무 역량을 강화해 나갈 계획이다.

③ 국토교통부는 우리나라 전역에 정확도와 신뢰성을 높인 정밀한 위치정보서비스를 실시간으로 제공하기 위해 “한국형 정밀 GPS 위치보정시스템(KASS*)”을 구축 중이며,

- 여기에 활용될 항법 탑재체를 이번에 국산화 개발하여 차세대 위성항법 보정기술 국내 자립과 기술고도화 및 인증·검증체계 기술개발에도 연계하여 활용할 계획이다.

* KASS(Korea Augmentation Satellite System) : 세계 7번째로 국제민간항공기구(ICAO)에 공식 등재된 한국형 위성항법보정시스템으로 GPS 오차축소(17～37m→1～3m) 및 항공안전정보 강화

④ 과기정통부는 공공복합통신위성을 활용하여 위성통신 관련 미래선도기술 개발 및 검증을 위한 테스트베드로 이용할 계획이다.

- 지상 이동통신과 위성통신을 연계하려는 국제 표준화 시도에 따라 5G 이동기지국 기술 등 지상-위성 연계 관련 선도기술을 개발하고

- 국내 위성통신 관련 산업체 등이 개발하는 신기술 및 신규 서비스 활용 가능성 검증을 위한 테스트 환경을 제공할 예정이다.

* 지상망으로 커버리지 확보가 어려운 비행기·선박 와이파이 서비스, 도서지역 인터넷 서비스 및 산불재난 시 휴대용 위성통신 기지국을 활용한 긴급통신 서비스 등 실증
□ 과기정통부는 향후 발사체, 위성, 달탐사 등 주요 체계개발 사업 추진 시 일정지연이 최소화되도록 사업 관리를 개선할 계획이다.

ㅇ 표준화된 일정관리 체계를 마련, 연구현장의 적용을 의무화하며, 사업별 일정관리자를 지정하고 관리 역량을 강화하기 위한 교육·평가를 절차화 할 예정이다.

ㅇ 또한 주관기관의 사업 추진현황을 정부와 정기적으로 공유하며, 위험요소 발생 시 즉시 보고를 의무화하도록 하여, 향후 추가적인 일정지연이 발생하지 않도록 노력할 예정이다.

붙임 : 제18회 국가우주위원회 안건별 요약자료 1부.

붙임

제18회 국가우주위원회 안건별 요약자료

 

1

한국형발사체 추진현황 및 향후 계획(안)

 

Ⅰ. 現 사업계획

ㅇ 사업목표 : 독자적인 우주 수송능력 확보를 위해 1.5톤급 실용위성을 지구저궤도(600~800km)에 투입할 수 있는 우주발사체 개발

ㅇ 사업기간 / 예산 : ’10.3월～’22.3월 / 1조 9,572억원

ㅇ 단계별 주요 내용

ㅇ 1단계 사업(’10.3월～’15.7월 / 5,008억원)
- 7톤급 액체엔진(3단에 사용) 개발 및 연소시험
- 시험설비 구축(추진기관 시스템 시험설비 제외)
ㅇ 2단계 사업(’15.8월～’19.2월 / 8,020억원)
- 추진기관 시스템 시험설비 구축 및 상세설계
- 75톤급 액체엔진 개발․인증 및 시험발사체 발사(’18.11.28.)
ㅇ 3단계 사업(’18.4월～’22.3월 / 6,544억원)
- 75톤급 엔진 4기를 활용한 클러스터링 기술 개발
및 한국형발사체(누리호) 2회 발사(’21.2월, ’21.10월)

 

Ⅱ. 주요 개발 현황

□ 1단부 개발

ㅇ 1단 엔진 클러스터링(75톤급 4기) 기술 검증을 위한 인증모델(QM) 조립 완료 후 종합연소시험 수행 중

□ 2단부 개발

ㅇ 시험발사체 인증모델(QM) 1단을 한국형발사체 2단 QM으로 수정‧재조립하여 2단 인증모델(QM) 조립 완료

□ 3단부 개발

ㅇ 3단 체계개발모델(EM)‧인증모델(QM) 조립 완료 및 성능 확인(수류시험, 종합연소시험) 완료

 

 

1단 종합연소시험

2단 QM 수정‧재조립

33단 종합연소시험

 

Ⅲ. 발사일정 점검 결과 및 지연 요인

□ 1단부 인증모델 및 비행모델 개발

ㅇ 1단부 조립복잡성으로 인한 조립 절차 수정 및 관련 부품 납품 지연 등으로 인해 추가적인 작업 시간이 소요

□ 전기체(ILV) 구성 단간 조립

ㅇ 세부 작업 일정 검토 결과 3단형 단간 조립에 추가 시간 소요

□ WDR(Wet Dress Rehearsal)* 실시

* 산화제(액체산소)를 충전‧배출하여 비행모델의 안정성 확인

ㅇ 現 계획에는 WDR이 포함되어 있지 않으나, 산화제(-183℃)에 의한 극저온 환경의 기체 건전성 확인을 위해 1차 발사 시 WDR 실시

⇨ 발사일정 점검 결과, 발사 성공률을 제고하고 안정적 개발을 추진하기 위해 1차 ’21.2월→10월, 2차 ’21.10월→’22.5월로 변경 필요

 

Ⅳ. 사업 계획 변경(안)

ㅇ (발사 시기) 전담평가단의 발사일정 점검 결과를 기반으로, 발사 시까지 개발 소요 기간을 고려하여 발사 시기 변경

- (1차 발사) ’21.2월→10월, (2차 발사) ’21.10월→’22.5월 조정

2

정지궤도 공공복합통신위성 개발사업 계획(안)

1. 개 요

□ (사업목적) 국가 재난‧안전 대응* 역량 강화 및 미래 이동통신 패러다임 전환을 대비하여 공공 위성통신 서비스를 제공하기 위한 정지궤도 공공복합통신위성 1기를 국내 개발

* (육상) 홍수 등 수재해 감시정보의 안정적 확보, 지상망 붕괴 지역에 대한 긴급통신 지원
(해상) 해경의 해상구조 및 해상방위 활동 등 지원
(공중) 항공기 안전운행 지원, 한반도 최적 정지궤도(128.2°)에서의 Ka대역 주파수 사용권한 유지‧확대

□ (주요내용) 정지궤도 공공복합통신위성 1기 및 지상시스템 개발

ㅇ 통신탑재체 3종*을 탑재한 3.5톤급 정지궤도 통신위성 1기 개발

* ① 광대역통신 : 해상통신, 수재해 영상감시, 미래 이동통신기술 연구 등 지원② DCS(Data Collection System) : 안정적인 수재해 감시정보 확보 지원③ SBAS(Satellite Based Augmentation System) : 항법보강신호 중계 지원

ㅇ 공공복합통신위성 관제를 위한 관제시스템과 통신탑재체 3종의 검증을 위한 지상(검증)시스템* 개발

* 광대역통신 지상시스템, 위성항법보정신호 성능향상 지상검증 장치, 정보수집 검증용 지상시스템

□ (사업기간) ‘21년∼‘27년 (7년) ※ 초기운영기간 3개월 포함

□ (소요예산) 총 4,118.2억원

※ 과기정통부(거대국/전파국) 1,819.4/780.2억원, 해경청 483.4억원, 환경부 502.0억원, 국토부 533.2억원

□ (참여부처) 과기정통부(거대국(총괄), 전파국), 해양경찰청, 환경부, 국토부

□ (총괄/주관연구기관) 국내 연구기관 또는 산업체(공모 예정)
□ 위성체 형상도 및 위성 시스템 구성도

 

< 위성체 형상도 >
< 위성 시스템 구성도 >

2. 위성개발 추진방향

□ (국내독자 개발 추진) 국내에 축적된 천리안위성 1호/2호의 개발 경험 및 역량을 활용하여 천리안위성 3호의 국내독자 개발 추진

ㅇ 지상시스템은 국내독자로 개발하고, 광대역통신탑재체, DCS 및 SBAS 탑재체도 국내 주도로 개발*함으로써, 뉴스페이스 시대에 걸맞는 우주개발 역량 확보 추진

* 탑재체 시험 등에 해외자문 활용, 안테나 등 일부 부분품은 해외공동개발

□ (통신위성기술 고도화) 위성통신과 지상이동통신이 결합되는 미래통신환경 변화에 대비하여 위성망-지상망 연계기술 등 첨단기술 확보

ㅇ 위성통신의 통신용량 증대를 위한 핵심기술인 Ka대역 HTS* 기술확보를 추진하고, 이를 실현시키기 위한 다중빔 안테나 기술과 디지털 중계기 기술, 지상통신망-위성통신망 연계 지상국 기술 등 확보

* HTS : High Throughput Satellite(고 처리량 통신 위성)

□ (산업체 역량확보 지원) 공모를 통해 주관 사업자를 선정하며,

ㅇ 출연연이 사업자로 선정될 경우, 설계부터 全 위성개발 단계에 산업체 인력이 직접 참여하여 기술역량을 확보하도록 지원하고,

- 기업들이 우주헤리티지를 확보할 수 있도록 적극적으로 지원
□ (개발일정) ‘27.下 발사를 목표로 개발일정 관리

ㅇ (SDR) ’22.上 → (PDR) ’23.下 → (CDR) ’24.下 → (IRR) ’25.下→ (TRR) ‘26.上 → (PSR) ‘27.上 → (Launch) ‘27.下
※ 개발일정은 실제 사업추진에 따라 변경될 수 있음

3. 사업추진체계

□ 주요사항 의사결정 체계

ㅇ (추진위원회) 예산‧일정 등 주요 사업계획의 수정, 연도별 사업계획 수립, 규정개정 검토 등 주요사항에 대해 심의‧의결

ㅇ (개발위원회) 본체/시스템 및 탑재체별로 구성하며, 연도별 세부 사업계획 수립 및 진도관리, 개발 현안사항 등에 대해 심의‧의결

ㅇ (운영협의회) 사업추진 과정에서 부처‧기관 간 협의가 필요한 제반사항들에 대해 실무 협의

□ 부처별 역할분담 방안

ㅇ (과기정통부, 거대국) 사업운영을 총괄하고 본체/시스템 개발을 주관하며, 설계‧조립‧시험 및 지상관제 등 개발일정 추진 관리

ㅇ (과기정통부, 전파국) 광대역통신 탑재체(Ka대역) 개발을 주관하며, 미래 위성통신 선도기술 연구 및 테스트베드 활용

ㅇ (환경부) DCS 탑재체 개발을 주관하고 광대역통신 탑재체 개발에 참여하며, 안정적인 수재해 감시정보 확보 및 활용계획 등 마련

ㅇ (국토부) SBAS 탑재체 개발을 주관하며, 항법보강신호 위성중계를 통한 위성항법 서비스 계획 등 활용계획 마련

ㅇ (해경청) 광대역통신 탑재체 개발에 참여하며, 해상통신 역량 강화를 통한 해상구조‧방위 활동 효율화 등 활용계획 마련
□ 부처별 전문기관 선정 및 주관연구기관 공모

ㅇ (전문기관 선정) 각 부처는 (총괄)주관연구기관 공모‧선정, 예산집행, 정산 등 사업관리를 위해 부처별 전문기관*을 선정

* (과기정통부 거대국) 한국연구재단, (과기정통부 전파국, 해경청, 환경부) 정보통신기획평가원, (환경부) 환경산업기술원, (국토부) 국토교통과학기술진흥원

ㅇ (주관연구기관 공모) 각 전문기관은 공모를 통해 주관연구기관 선정

- 효율적인 업무추진을 위해 범부처 통합공고로 실시하며, 전문기관별로 관련 법규정에 따라 접수‧평가‧선정 등 선정절차 추진

- 한국연구재단은 위성개발 전반에서 총괄 역할을 수행할 수 있는 총괄주관연구기관을 선정하며, 그 외 전문기관들은 관련 탑재체 개발역량을 갖춘 주관연구기관을 선정

- (총괄) 주관연구기관 선정 결과는 심의위원회 심의‧의결로 확정

□ 일정 중심의 우주개발사업 상시 관리체계 구축‧운영

ㅇ 우주 체계개발 일정관리 표준양식(부처보고用, 주관기관用)을 마련하여 정기적으로 보고‧공유하는 등 일정중심 사업관리체계 구축‧운영

4. 기대효과

□ (재난‧재해 대응력 제고) 해상, 산‧강‧댐, 지상망 소실지역까지 음영없는 공공 위성통신 서비스를 제공하여 재난‧재해 피해 최소화

ㅇ 해양경찰의 실시간 영상송수신 및 업무망 접속 지연 해소를 통한 조속한 의사결정으로 신속한 해양구조 등 해양위기 대응 효율화 실현

ㅇ 산‧강‧댐 등 지역의 안정적이고 신속한 수재해 관련 데이터‧영상 확보를 통한 긴급상황 적기 대응으로 국민의 생명‧재산 피해 최소화

ㅇ 지진, 화재 등으로 이동통신망이 소실된 재난지역에도 긴급 음성통신과 긴급 결재서비스 등을 지원하여 추가 피해 최소화
□ (미래 위성통신기술 확보) 위성통신망과 지상 이동통신망 간 연계 등 첨단기술 확보를 통해 글로벌 이동통신 기술력 경쟁에 대비

ㅇ 또한, 국가 위기 시 무선 통신환경 안정성 강화도 가능

□ (위성개발기술 고도화) 국내에 축적된 정지궤도위성 개발 역량을 한층 더 강화하고, 민간의 위성개발 역량 확보를 위한 기회로 활용

ㅇ 기존 천리안위성 2호(GK2A/B) 플랫폼을 기반으로 전기추진시스템 및 위성항법수신기 적용 등 정지궤도위성 플랫폼 고도화

ㅇ 민간기업이 설계단계부터 위성개발 全 단계에 참여하여 정지궤도 위성개발 역량을 확보해 나갈 수 있도록 지원

5. 향후 계획

ㅇ ‘21.1~3, (총괄)주관연구기관 공모 및 선정

※ ’21.3, 주관연구기관 선정결과에 대한 심의위원회 심의‧의결

ㅇ ‘21.3, 사업협약 체결 및 사업 착수