CosmoCube: 달 뒷면에서 초기 우주를 탐사하는 차세대 위성

• 케임브리지 대학의 CosmoCube 위성은 달 뒷면의 '전파 정적' 환경을 활용해 우주 암흑 시대의 신호를 포착할 계획임.
• 이 위성은 1050MHz의 저주파 대역을 사용해 우주 탄생 후 38만 년10억 년 사이의 수소 방사선을 관측함.
• 암흑 물질이 초기 은하 형성에 미친 역할을 규명하는 것이 핵심 목표임.

연구 배경 및 목적

• 우주 탄생 초기인 '우주 암흑 시대(Cosmic Dark Ages)'는 기존 지상 망원경으로는 관측이 불가능했음.
• 지구의 전리층과 인공적인 전파 간섭(RFI)이 신호를 차단하기 때문임.
• 달 뒷면은 지구로부터의 전파를 차단하는 자연적인 방패 역할을 하여 우주 배경 복사보다 희미한 21cm 수소 방사선 탐지에 최적임.

기술적 구현

• CosmoCube는 2시간 궤도 주기를 돌며, 달 뒤에 위치하는 약 40분 동안 데이터를 수집함.
• 2년간 총 1,000시간의 데이터를 축적하여 초기 우주가 어떻게 투명해지고 별과 은하로 가득 차게 되었는지 분석함.
• RFSoC(RF-Systems-on-Chip) 기술 기반의 소형 무선 측정기를 탑재하여 초소형 플랫폼에서 정밀 관측을 수행함.
• 베이지안 통계 분석과 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 은하수 배경 잡음과 안테나 왜곡을 제거할 예정임.

과제 및 미래 전망

• 극심한 온도 변화와 혹독한 환경을 견디기 위한 특수 열 성능 설계가 적용됨.
• 향후 다수의 달 탐사 임무로 인해 달 뒷면의 '전파 정적' 환경이 훼손될 수 있다는 점이 해결해야 할 과제임.
• 영국 우주청의 자금 지원을 받는 이 프로젝트는 향후 5년 내 발사를 목표로 하고 있으며, 서리 위성 기술(SSTL) 등과 협력 중임.