기초과학연구원(IBS), 금성 장기 관측 프로젝트 위한 첫 위성체 제작 착수(6.2)

지구 저궤도의 초소형위성을 활용한 금성 관측 프로젝트가 세계 최초로 한국에서 시작된다. 기초과학연구원(IBS)이 추진하는 금성 장기 관측 프로젝트(CLOVE)를 위한 첫 번째 초소형위성체 제작 업체로 소형위성 플랫폼을 제조하고 위성 임무의 설계부터 운용까지 통합 지원하는 업체인 나노애비오닉스(NanoAvionics)를 선정했다. 나노애비오닉스는 초소형위성 플랫폼을 설계·제작하고, IBS가 국내협력사와 제작하는 과학 탑재체를 통합해 환경 테스트, 발사 서비스 조율, 발사 및 초기 궤도 운용을 담당한다.

 

IBS 기후 및 지구과학 연구단 행성대기 그룹(이연주 CI)은 3년 전부터 CLOVE 프로젝트를 수행해왔으며, 2026년에 첫 위성인 CLOVESat-1를 발사할 계획이다. 태양 활동 주기(약 11년)를 포괄하는 장기 데이터 확보를 위해 3년마다 초소형위성을 지구 저궤도로 보내 금성 전체를 15년 동안 장기간 관측한다는 목표다.

CLOVESat-1의 우주 임무 패치 금성은 지구보다 태양에 가까운 내행성으로, 지구에서 바라보는 금성은 태양 방향으로 위치한다. 지구 저궤도에서 금성을 바라볼 초소형위성을 형상화한 패치. (나노애비오닉스 제작)

 

나노애비오닉스가 제작하는 CLOVESat-1은 자외선부터 근적외선 영역까지의 네 개 파장대역을 활용하며, 편광 필터를 포함한 총 8개 채널의 관측기기를 탑재한다. 이는 금성 관측을 전담하는 국내 첫 탑재체가 된다. 한편, CLOVESat-1은 지상 관측소와 연계해 과학자료를 확보하여 금성 대기의 변화, 예를 들면 구름 상단 고도의 변동성, 구름의 수직 구조, 이산화황 가스의 분포, 그리고 미확인 흡수체를 조사할 예정이다.

 

CLOVESat의 임무 컨셉 포스터

 

또한, 이 위성이 수집할 데이터는 며칠 단위부터 수년 사이로 발생하는 작고 큰 변화들을 추적하는 데 기여해 금성 기후의 진화에 대한 이해를 높일 수 있다. 과거에는 지구와 비슷한 환경이었던 금성이 현재 생명체가 살 수 없게 된 이유, 즉 화산 활동, 태양-대기 상호작용, 행성 기후 변화 등을 밝히는 데 도움을 줄 것으로 보인다.

 

한편, 지속적이고 장기적인 CLOVESat 시리즈의 관측은 미국 항공 우주국(NASA)과 유럽 우주국(ESA)의 금성 실측선 및 궤도선들인 DAVINCI1), VERITA2), EnVision3)과 운용 기간이 겹친다. 이러한 CLOVESat 동시 관측은 전체적인 금성 반사율의 시간적 변화 데이터를 제공하고, 화산 활동 및 지표부터 구름층까지의 대기 데이터와 상호보완적인 비교 분석을 가능케 할 예정이다.

 

1) DAVINCI: 금성 대기에 진입하여 지표부터 약 60km 고도까지 실측자료를 취득하는 탐사선으로, 금성 대기의 역사를 이해하는 것을 목표로 한다. 실측 탐사선을 운반한 캐리어는 두 차례의 금성 근접비행 동안 금성 대기 원격관측을 수행한다.

2) VERITAS: 금성의 지질학적 연구를 위한 고해상도 지도를 취득하여 NASA 마젤란(Magellan)의 한계를 뛰어넘는 것을 목표로 한다. EnVision과 함께 화산탐사를 공동으로 수행.

3) EnVision: 금성의 지각 내부부터 대기 상층까지 살펴보는 금성 궤도선. 지질학적 이해와 대기간의 상호관계 파악을 목표로 하며 VERITAS와 함께 화산탐사를 공동으로 수행한다.

 

 

============CLOVE 프로젝트 ============================

한국 기초과학연구원(IBS)이 추진하는 금성 장기 관측 프로젝트 CLOVE(Chasing the Long-term Variability of Our Nearest Neighbor Planet Venus)는 세계 최초로 지구 저궤도에서 초소형위성을 활용해 금성을 장기간 관측하는 임무입니다.

 

🛰️ 프로젝트 개요

• 주관 기관: 기초과학연구원(IBS)
• 위성 제작사: 리투아니아의 나노애비오닉스(NanoAvionics)
• 첫 위성 발사 예정: 2026년
• 관측 기간 및 방식: 15년간 3년마다 총 5기의 8U 큐브샛(CubeSat)을 지구 저궤도(LEO)에 발사하여 금성을 지속적으로 관측

 

🔬 과학적 목표

CLOVESat-1은 자외선부터 근적외선 영역까지의 네 개 파장대역을 활용하며, 편광 필터를 포함한 총 8개 채널의 관측기기를 탑재합니다. 이를 통해 다음과 같은 금성 대기의 특성을 조사할 예정입니다

• 구름 상단 고도의 변동성
• 구름의 수직 구조
• 이산화황(SO₂) 가스의 분포
• 미확인 흡수체의 존재 여부 

이러한 데이터는 금성의 대기 변화와 기후를 이해하고, 과거 지구와 유사했던 환경에서 현재 생명체가 살 수 없게 된 이유를 밝히는 데 기여할 것으로 기대됩니다.

 

🚀 임무의 독창성

• 지구 저궤도에서의 금성 관측: 전통적인 행성 탐사선과 달리, 지구 저궤도에서 금성을 관측함으로써 비용과 위험을 줄이고, 낮 시간 동안 금성을 정기적으로 관측할 수 있습니다.
• 장기적 데이터 수집: 3년마다 새로운 위성을 발사하여 최소한 하나의 태양 활동 주기(약 11년)를 포괄하는 장기 데이터를 확보할 수 있습니다.
• 다른 탐사선과의 협력 가능성: 미국 NASA의 DAVINCI와 VERITAS, 유럽우주국(ESA)의 EnVision 등 다른 금성 탐사선과 운용 기간이 겹쳐, 화산 활동과 대기 데이터 등의 비교 분석이 가능합니다.

 

🧪 향후 기대 효과

IBS 행성대기 그룹의 이연주 책임연구원은 "CLOVESat 시리즈를 통해 기존에는 확보할 수 없었던 지속적인 우주 기반 자료 수집이 가능해져 금성 대기의 변화, 기후, 지구와의 비교 연구에 중요한 기초 자료가 될 것"이라고 밝혔습니다.

 

============CLOVESat-1 ============================

🛰️ CLOVESat-1 임무 개요

• 위성명: CLOVESat-1
• 주관 기관: 기초과학연구원(IBS)
• 제작사: NanoAvionics (리투아니아)
• 위성 형태: 8U 큐브샛
• 임무 궤도: 지구 저궤도(Low Earth Orbit, LEO)
• 발사 예정: 2026년
• 주요 목적: 금성의 대기 및 기후 변화 장기 관측

🧪 탑재 장비 및 기술

CLOVESat-1에는 다양한 멀티스펙트럼 영상 장비가 탑재되어 있습니다:

• ✅ 4개 파장 대역 (자외선 ~ 근적외선)
• ✅ 8개 채널 (편광 필터 포함)
• ✅ 이미징 장치:
  • 금성 대기 구조 및 구름 상단 고도 분석
  • 자외선 영역에서 SO₂(이산화황) 및 미지의 흡수체 분석

🧭 임무 전략

• 3년 주기 발사: CLOVESat 시리즈는 3년마다 1기씩 발사되어 총 5기가 금성을 15년간 관측할 예정.
• 지구 저궤도에서 관측: 위성은 하루 중 태양이 비추는 낮 시간대에 금성을 정기적으로 관측할 수 있도록 설계됨.
• 장기 모니터링: 태양 활동 주기(약 11년)를 포함하여 대기의 시간적 변화를 포착.

 

🔬 과학적 목표

CLOVESat-1은 금성 대기의 구조와 변화 양상을 장기적으로 관찰함으로써, 다음과 같은 연구 목표를 가지고 있습니다:

1. 🌫️ 금성 대기 중 구름 상단의 고도 변화
2. 🌀 금성 대기의 수직적 구조 및 역학 분석
3. ☢️ 이산화황(SO₂) 분포 측정 – 화산 활동 추적 가능성
4. 🌒 미지의 자외선 흡수체 탐색
5. 🌍 지구-금성 대기 비교를 통한 행성 기후 이해

🛰️ CLOVESat-1의 의의

• 🌍 지구 궤도에서의 행성 관측이라는 새로운 접근
  • 전통적인 탐사선이 아닌 CubeSat으로 금성을 관측
  • 비용 효율적이며 지속적인 데이터 확보 가능
• 🤝 다른 국제 탐사선과의 협업 가능성
  • NASA의 DAVINCI, VERITAS
  • ESA의 EnVision 등과 시기 겹침 → 공동 데이터 분석 기대