우주개발 변화에 대응하는 융합교육

우주개발의 범위가 넓어지고 있다. 달·화성 탐사, 민간 우주산업, 우주 안보, 우주 데이터 활용 등 우주 분야는 과학 연구를 넘어 산업과 국가 전략의 영역으로 확장되고 있다. 우주탐사학 융합전공은 이러한 변화에 대응하기 위해 신설됐다.

우주과학과 학과장을 맡고 있는 문용재 교수는 “최근 우주개발의 흐름이 정부 주도에서 민간이 함께 이끄는 ‘뉴 스페이스(New Space)’ 시대로 전환되고 있다”라고 설명했다. 우주 분야의 경쟁력을 확보하기 위해서는 탐사 전반을 이해하는 인재를 길러야 한다는 판단도 전공 신설의 배경이 됐다. 문 교수는 “우주탐사 시대를 선도하고 국가적·세계적 수요에 부응할 융합형 전문 인재가 필요하다”라고 말했다.

우주탐사는 한 분야의 지식만으로 완성되기 어렵다. 탐사 대상을 이해하는 과학 지식, 탐사선을 구현하는 전자·기계 기술, 임무를 설계하고 데이터를 해석하는 역량이 함께 필요하다. 우주탐사학 융합전공은 우주과학과를 주관으로 전자공학과, 기계공학과가 참여하는 교육과정이다. 학생들은 우주과학의 기초 위에서 전자와 기계공학의 기술을 연결해 우주탐사 임무를 통합적으로 이해하게 된다.

우주과학을 실제 탐사 임무로 연결

우주탐사학 융합전공은 기존 우주과학 교육을 대체하는 전공이 아니다. 경희가 축적해 온 우주과학의 강점을 바탕으로 실제 임무 설계와 공학적 구현 역량을 확장하는 교육과정이다.

우주탐사학 융합전공을 이끄는 송영주 교수는 기존 우주과학 교육과 새 전공의 차이를 짚었다. 송 교수는 “우주과학이 태양, 행성, 우주 환경, 천문 관측, 우주 플라즈마 등 우주 현상과 환경을 이해하는 데 초점을 둔다면, 우주탐사학 융합전공은 이러한 이해를 실제 탐사 임무로 연결하는 교육과정”이라고 설명했다. 탐사 목표를 정하고, 궤도와 비행경로를 설계하며, 탐사선 본체와 탑재체, 지상 시험과 운용, 과학 데이터 분석까지 다룬다.

이 과정에서 세 분야의 지식이 연결된다. 우주과학은 ‘무엇을 왜 탐사할 것인지’ 방향을 제시한다. 전자공학은 전력, 통신, 제어, 센서, 탑재 컴퓨터, 데이터 처리 장치 등 탐사선의 핵심 시스템을 구현한다. 기계공학은 발사 과정의 진동과 충격, 우주 공간의 온도 변화와 진공 환경을 견디는 구조와 열 제어를 다룬다.

경희의 우주과학 분야 연구 성과도 교육과정과 연결된다. 문 교수는 달 자기장 모니터 개발, 블랙홀 영상화 연구 참여 등 경희가 축적한 연구 기반이 학부 교육으로 확장된다는 점을 강조했다. 교육과정에는 ‘우주환경 I’, ‘우주과학탑재체실험’, ‘우주탐사물리학’, ‘우주탐사임무설계’ 등 우주탐사와 직접 연결되는 과목이 포함됐다. 학생들은 이론을 배우는 데 그치지 않고, 실제 우주 임무 데이터와 탑재체 개발 과정을 접하게 된다.

설계부터 데이터 분석까지 배우는 전 주기 교육

우주탐사학 융합전공은 우주탐사의 전 주기를 교육과정에 담았다. 학생들은 설계, 개발, 시험, 운용, 과학 데이터 분석으로 이어지는 흐름을 단계적으로 배운다. 우주탐사를 하나의 기술이 아니라, 임무 목표가 시스템 요구조건으로 이어지고 실제 운용과 데이터 분석으로 연결되는 과정으로 이해하는 것이 목표다.

저학년에서는 미분적분학, 물리학, 프로그래밍, 공학설계 등 기초 과목을 통해 수학적·물리적·공학적 기반을 다진다. 이후 ‘우주탐사물리학’, ‘천체역학’, ‘우주비행역학’, ‘위성및추진체’, ‘우주탐사임무설계’ 등을 통해 임무 개념 설계, 궤도 및 비행경로 설계, 발사와 궤도 획득, 유지 기동, 임무 종료까지 이어지는 과정을 학습한다.

개발과 시험 단계는 실험·설계 과목으로 연결된다. ‘우주과학탑재체실험’, ‘우주광기계설계및실험’, ‘우주전자응용및실험’, ‘첨단기계공학실험’ 등을 통해 탐사선과 탑재체가 실제 시스템으로 구현되는 방식을 배운다. 학생들은 하드웨어와 소프트웨어, 구조, 전자, 열, 제어 요소가 어떻게 결합되는지 이해하게 된다.

송 교수는 특히 ‘우주탐사임무설계’와 ‘우주탐사융합프로젝트’를 주요 과목으로 꼽았다. 그는 “‘우주탐사임무설계’에서는 발사 조건, 임무 목표에 따른 궤도 선택, 통신 및 관측 커버리지, 가시성 분석, 단일 탐사선 및 위성군 임무 설계 등을 다룬다”라고 밝혔다. ‘우주탐사융합프로젝트’에서는 실제 데이터, 시스템 모델, 하드웨어 또는 소프트웨어 요소를 활용해 제안서 작성, 분석, 설계, 구현, 발표까지 수행한다.

이러한 과정은 지식 전달보다 문제 해결 경험에 초점을 둔다. 학생들은 정해진 답을 찾기보다 문제를 정의하고, 여러 조건을 검토하며, 가능한 해법을 제시하는 훈련을 하게 된다. 문 교수는 3~4학년 과정에 ‘우주탐사융합프로젝트 I·II’와 ‘독립심화학습 I·II’를 배치한 것도 이러한 이유라고 설명했다. 그는 “학생들은 프로젝트 수행을 통해 전공 지식을 실제 문제에 적용하고 협업하는 경험을 쌓을 수 있다”라고 말했다.

미래 우주산업으로 확장되는 진로

우주탐사학 융합전공은 학생들의 진로도 폭넓게 모색할 수 있도록 돕는다. 학생들은 우주탐사 임무 설계, 위성·탐사선 시스템, 탑재체 개발, 우주 환경 분석, 지상국 및 임무 운용, 과학 데이터 분석 등 다양한 분야로 나아갈 수 있다. 우주 관련 연구 기관과 산업체뿐 아니라 반도체, 로봇, 방위산업, 자동차, 정밀 기계 등 첨단 공학 산업으로도 진로를 넓힐 수 있다.

문 교수는 “이 전공이 우주 분야에만 한정되지 않는다”라고 설명했다. 전공 과정에서 배우는 회로이론, 반도체공학, 로봇제어공학, 안테나공학, 열역학, 유체역학, 재료역학, 기계진동 등은 여러 산업군에서 활용될 수 있다. 우주탐사 교육을 통해 얻은 융합적 사고와 시스템 이해가 학생들의 경쟁력이 된다.

송 교수는 “이 전공에 관심 있는 학생들에게 호기심과 열린 태도가 중요하다”라고 조언했다. 처음부터 모든 분야를 잘해야 하는 것은 아니다. 그는 “물리와 수학의 기초를 쌓고, 프로그래밍을 도구로 활용하며, 전자와 기계 분야의 언어를 이해하려는 자세가 필요하다”라고 말했다. 우주탐사는 정답이 하나로 정해진 문제가 많지 않기 때문이다.

두 교수는 우주탐사학 융합전공을 통해 학생들이 ‘실천형 융합 인재’로 성장하길 기대한다. 학생들은 우주과학을 통해 탐사 목표와 우주 환경을 이해하고, 전자공학과 기계공학을 통해 탐사선 시스템과 구현 기술을 익힌다. 이를 실제 임무 설계와 프로젝트 수행으로 연결하는 것이 전공의 방향이다. 송 교수는 ‘우주탐사 임무를 통합적으로 이해하고, 실제 문제를 스스로 정의하며, 다양한 기술을 연결해 해결 방안을 제시할 수 있는 실천형 인재’를 융합전공의 인재상으로 제시했다.