미군의 재사용 가능한 날개 달린 우주선, GPS 신호에 의존하지 않는 내비게이션 실험 시작

미국 군의 재사용 가능한 날개 달린 우주선이 우주로 다시 발사되었습니다.

이는 향후 우주선이 GPS 신호에 의존하지 않고 내비게이션을 수행할 수 있는 방법을 선보이는 임무와 관련된 것입니다.

내비게이션 실험의 핵심은 우주에서 사용된 세계 최고 성능의 양자 관성 센서라고, 공군 우주 작전부는 설명합니다.

이 실험은 X-37B 우주비행선의 발사와 함께 이루어졌습니다.

X-37B는 목요일 밤 케네디 우주센터에서 스페이스X 로켓의 도움으로 발사되었으며, 높이 11:50 PM EDT (03:50 UTC 금요일)에 이륙했습니다.

팔콘 9 로켓은 플로리다의 우주 해안에서 동북 방향으로 비행하며, 로켓의 1단 부스터는 분리된 뒤 근처의 케이프 커내버럴 공군 기지에 성공적으로 착륙했습니다.

팔콘의 상단 단계는 X-37B를 낮은 지구 궤도로 발사했습니다.

공군 우주 작전부는 이 발사를 성공적이라고 발표했습니다.

이것은 2010년 4월 X-37B 우주비행선의 첫 비행 이후 여덟 번째 비행입니다.

X-37B 프로그램은 두 대의 보잉 제작 우주비행선으로 구성되어 있으며, NASA의 퇴역한 우주 왕복선 궤도 비행선의 축소판과 같습니다.

이 프로그램은 공군 신속 역량 사무소가 스페이스포스와 협력하여 관리하고 있습니다.

군 관계자들은 X-37B의 목적을 지구에서 우주로 그리고 다시 돌아오는 실험 운반 도구로 설명하고 있습니다.

많은 X-37B의 탑재물은 비밀이지만, 매 임무마다 소수의 비밀 해제된 실험이 공개됩니다.

과거의 X-37B 임무는 작고 위성을 궤도로 배치한 뒤 플로리다의 케네디 우주센터 또는 캘리포니아의 반덴버그 우주군 기지에서 활주로 착륙하는 임무를 수행하였습니다.

이번 임무에서 스페이스포스는 X-37B가 양자 내비게이션을 시연하기 위한 기기를 탑재하고 있으며, 다른 우주선과 연결할 수 있는 레이저 간섭 위성 통신 장치도 장착하고 있다고 발표했습니다.

양자 센서 패키지는 ‘기존의 GPS와 같은 위성 네트워크에 의존하지 않고 원자들의 회전과 가속도를 감지하여 우주에서 정확한 자율 내비게이션을 제공합니다.’라고 스페이스포스는 발사 전에 밝혔습니다.

최악의 상황에 대비하기

스페이스포스는 선박, 항공기 및 육상 차량을 위한 내비게이션 서비스를 제공하기 위해 GPS 위성 네트워크를 운영합니다.

원래 군 서비스로 구상된 GPS는 현재는 상업 항공에서 가장 가까운 주유소까지 찾아주기까지, 일상 생활에 필수적인 요소가 되었습니다.

GPS 신호의 필수적인 성질은 이를 교란 및 조작의 표적으로 만들며, 특히 중동, 우크라이나 및 러시아의 일부와 같은 지정학적 핫스팟에서 더욱 두드러집니다.

미국과 러시아 또는 중국과 같은 강력한 적대국 간의 전면전은 GPS 신호를 방해하려는 시도가 포함될 가능성이 큽니다.

GPS 신호의 중요성을 인식하며, 스페이스포스는 X-37B 우주비행선에서의 양자 센서 실험이 ‘GPS가 없는 환경’에서의 내비게이션에 유용한 기술을 테스트할 것이라고 밝혔습니다.

양자 내비게이션 기술은 또한 우주 탐사에도 유용할 수 있으며, 달이나 다른 행성 주변에서도 GPS 신호를 수신할 수 없는 상황에서 내비게이션을 돕습니다.

X-37B에 탑재된 양자 실험은 국방 혁신국(DIU) 및 국방부 연구 및 공학 사무소의 주도로 진행된 프로젝트의 결과물입니다.

두 회사인 벡터 아토믹과 하니웰 항공우주가 함께 협력하여 우주 비행을 위한 적격성 평가를 진행한 원자형 자이로스코프를 개발하고 제작했습니다.

이 새로운 유형의 자이로스코프는 원자의 회전과 가속도를 측정함으로써 기존의 드론, 항공기 및 위성에 탑재된 자이로보다 더 높은 정밀도로 움직임을 감지할 수 있습니다.

X-37B에서의 양자 탑재물은 관성계측장치에 묶여 있으며, 이는 여러 우주선에서 그들의 3차원 공간 이동, 방향, 속도를 측정하는 데 사용됩니다.

이 실험은 DIU의 양자 감지 전환 프로그램의 일환으로, 모든 군사 분야인 육지, 해상, 공중 및 우주에서 양자 센서를 현장 테스트할 계획입니다.

‘양자 관성 센서는 과학적으로 매력적일 뿐만 아니라, 직접적인 방어 활용도 있다고 단언했습니다.’라고 DIU의 신흥 기술 포트폴리오를 관리하는 공군 기술자 니콜라스 에스텝 중령은 말했습니다.

‘오늘날 사용 가능한 것보다 더 높은 감도와 정밀성을 제공하는 장치를 배치할 수 있다면, 이는 국방부 전체에 걸친 전략적 이점을 제공할 수 있는 기회입니다.’

오래된 개에게 새로운 기술을 가르치기

펜타곤의 두 대의 X-37B는 4,200일 이상의 궤도를 기록하여 대략 11년 반에 달하는 시간을 우주에서 보냈습니다.

X-37B는 그동안 거의 모든 시간 동안 비밀리에 비행해왔습니다.

가장 최근의 비행인 임무 7은 14개월 이상 동안 이어진 후 마르크스에서 반덴버그에서 활주로 착륙했으며, 그 임무는 25,000마일(40,000킬로미터)에 달하는 고도에 이를 정도로 높은 궤도로 올라갔습니다.

고고도 타원 궤도는 팔콘 헤비 로켓의 부스트를 필요로 했습니다.

임무 종료 직전에는 X-37B를 지상에서 명령하여 기체가 대기 중으로 부드럽게 내려오는 ‘에어브레이크’ 기법을 수행하여 궤도를 지구에 한층 더 가깝게 조정한 뒤 재진입을 준비했습니다.

이번 임무인 임무 8에서 우주비행선은 양자 내비게이션과 레이저 통신 실험을 탑재한 채 다시 낮은 지구 궤도로 발사됩니다.

15년 전 X-37B가 처음 우주로 비행했을 때는 이러한 유형의 임무가 진행될 것이라고 상상한 사람은 거의 없었습니다.

그때는 양자 감지가 연구실에 제약되었고, 우주에서의 첫 레이저 통신 시연이 막 시작되었습니다.

스페이스X는 팔콘 헤비 로켓에 대한 계획을 밝히지도 않았습니다.

이번 비행의 레이저 통신 실험은 ‘저지구 궤도에서 확산된 상업 위성 네트워크와의 광학 간섭 링크’와 관련이 있다고 스페이스포스는 밝혔습니다.

이는 스페이스X의 스타링크 또는 스타실드 브로드밴드 위성을 언급한 가능성이 높습니다.

레이저 링크는 데이터 전송 속도를 높일 뿐 아니라, 도청이나 인터셉트에 대한 보안성도 제공합니다.

찬스 솔츠만 장군, 스페이스포스의 우주 작전 책임자는 성명에서 레이저 통신 실험이 ‘다양화되고 중복된 우주 아키텍처의 일환으로 확산된 우주 네트워크를 활용하는 미국 스페이스포스의 능력에서 중요한 진전을 의미할 것’이라고 말했습니다.

이를 통해 우리의 위성 통신 아키텍처의 복원력, 신뢰성, 적응성 및 데이터 전송 속도를 강화할 것입니다.

이미지 출처：arstechnica