세종대 연구팀, 메가 컨스텔레이션 최적화한 새 위성배치 이론 개발

세종대학교(총장 엄종화) 연구팀이 스타링크 등 수천 기의 위성이 군집을 이루는 '메가 컨스텔레이션(Mega-Constellation)' 시대에 최적화된 새로운 위성배치 이론을 개발하며 세계 우주 학계의 주목을 받고 있다. 15일 세종대에 따르면, 이성섭 우주항공산업연구소 교수를 필두로 전현석, 고현철 교수, 이윤서 연구원 등이 참여한 연구팀은 기존 GPS와 스타링크 등에 폭넓게 사용돼 온 'Walker 방식'의 한계를 보완한 'RGT-Walker(Repeating Ground Track-Walker) 위성배치 이론'을 정립했다. 전통적인 Walker 방식은 위성군 설계 분야를 수십 년간 지배해 왔으나, 위성 수가 급증하는 메가 컨스텔레이션 환경에서는 계산의 복잡성과 효율성 측면에서 한계가 지적돼 왔다. 세종대 연구팀이 개발한 RGT-Walker 이론은 기존 구조의 장점은 유지하면서도 위성군의 동역학을 정교한 수학적 구조로 표현해 계산 절차를 획기적으로 단순화했다. 특히 메가 컨스텔레이션 운용의 핵심 지표인 재방문 주기 단축과 관측·통신 커버리지 확장 면에서 기존 방식보다 우수한 성능을 입증했다. 이번 이론의 가장 큰 특징 중 하나는 인공지능(AI) 기법과의 높은 호환성이다. 위성 배치를 수학적으로 구조화함으로써 △충돌 위험 예측 △궤도 유지 및 변경 전략 최적화 △임무 맞춤형 위성배치 도출 등 고난도 우주 역학 문제에 AI를 손쉽게 적용할 수 있는 틀을 마련했다. 연구진은 관련 연구 성과를 해당 분야 상위 10% 이내 국제학술지에 5편 게재하며 이론적 완성도와 실용성을 국제적으로 인정받았다. 현재 이성섭 교수 연구팀은 과학기술정보통신부와 국방부 등이 참여하는 '다부처 초소형위성 체계' 구축 사업에 참여하고 있다. RGT-Walker 이론을 실제 한국형 저궤도 위성망 설계에 적용해, 보다 적은 수의 위성으로도 높은 성능을 발휘하는 효율적인 배치 전략을 실증할 계획이다. 이는 향후 △국방·안보용 정찰 위성 △재난·환경 감시 △통신·항법 위성 등 국가 전략 자산 운영에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다. 나아가 연구팀은 우주 교통관리와 자율 위성군 운용 등 차세대 우주 서비스 분야로 연구 범위를 확장할 예정이다. 엄종화 총장은 "RGT-Walker 이론은 저궤도 위성 시스템의 설계 패러다임을 도약시킬 수 있는 전략적 원천기술"이라며 "세종대 우주항공산업연구소의 연구가 우리나라 우주산업 경쟁력을 세계 수준으로 격상시키는 데 기여할 수 있도록 전폭적인 지원을 아끼지 않겠다"고 강조했다. /이현진기자 lhj@metroseoul.co.kr