K-기술력 집약된 누리호… 지구관측 실용위성 8기 입고

24일 3차 발사전 최종조립 앞둬
누리호 3단부 페어링 내부 장착
위성통신·GPS 교란 임무 수행

한국천문연구원 연구원들이 나로우주센터 위성보관동에 입고된 도요샛 위성에 대한 최종 점검 작업을 수행하고 있다. 항우연 제공

나로우주센터 위성보관동에 입고된 카이로스페이스 큐브위성 'KSAT3U'. 항우연 제공

나로우주센터 발사체 총조립동에 누리호 1·2단이 결합된 채 보관돼 있다. 항우연 제공

오는 24일 3차 발사가 예정된 누리호에 탑재될 8기의 실용급 위성이 나로우주센터 입고를 마쳤다. 이들 위성은 발사 2주 전까지 누리호 3단부 위성 보호덮개인 '페어링' 내부에 장착된다. 1·2단과 최종 조립되면 모든 준비작업을 마치고 본격적인 카운트다운에 들어가게 된다.

과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원은 지난 3일 전남 고흥 나로우주센터에서 '누리호 3차 발사' 준비 현장을 언론에 처음 공개했다.

현재 나로우주센터에는 누리호 발사 준비를 총괄하는 항우연 연구진과 한국형발사체 고도화사업 체계종합기업인 한화에어로스페이스 연구진, 참여 기업 관계자 등 100여 명이 머물려 막바지 조립과 시험 절차를 하고 있다.

센터 내 위성보관동에는 지난 1일부터 3일까지 국내 대학과 연구기관, 기업체가 제작한 실용급 위성 8기가 모두 입고를 마쳤다. 항우연 연구진은 이곳에서 발사체에 실리는 위성을 최종 점검해 발사체에 싣는다.

◇누리호 3차 발사 '탑승객' 입고 완료…총조립만 앞뒀다=누리호는 1, 2차 발사 때 발사체 시험비행에 초점을 맞춰 위성모사체, 성능검증위성을 탑재했던 것과 달리 3차 발사 때는 실용급 위성을 우주궤도에 투입하는 미션에 도전한다. 국내 독자 개발한 누리호가 실용급 위성 발사체로 첫 데뷔전에 나서는 셈이다.

누리호 3단에 모든 위성이 장착되면 위성보관동에서 300m 떨어진 발사체 총조립동으로 옮겨져 이미 결합된 누리호 1단, 2단과 최종 조립하는 작업이 이뤄진다. 이후 발사 전주까지 전기체 점검을 한다.

탑재 위성은 주탑재위성 1기, 부탑재위성 7기 등 총 8기다. 주연은 KAIST 인공위성연구소가 개발한 주탑재위성인 '차세대소형위성 2호'가 맡는다. 무게 179.9㎏, 해상도 5m급 영상레이더(SAR)를 탑재한 우주검증·지구관측위성으로, 국내 독자 기술로 개발된 SAR이 우리 위성에 탑재돼 발사되는 것은 이번이 처음이다. 지상에 있는 버스를 구분할 정도의 해상도를 지니고 있다.

차세대소형위성 2호는 광학카메라와 달리 빛과 구름의 영향을 받지 않아 주·야간과 악천후에도 지상 관측이 가능하다. 근지구 궤도의 중성자 정밀 선량 지도 작성, 태양활동 상승 주기의 우주방사선 변화, 우주환경 영향 연구 등 근지구궤도 우주방사선 관측 등의 임무도 수행한다.

◇지구관측·우주방사능 측정 '큐브위성' 7기도 우주로=누리호에는 부탑재위성인 4∼10㎏의 큐브위성 7기도 탑재된다. 이들 위성은 지구 관측과 우주방사능 측정, 우주쓰레기 경감기술 실증, 우주공간 플라즈마 미세구조 변화 관측 등의 임무를 맡는다.

이 가운데 한국천문연구원이 개발한 과학위성 '도요샛'은 지난해 러시아 소유즈 발사체에 실려 발사될 예정이었지만, 러시아·우크라이아 전쟁의 영향으로 누리호에 실려 발사된다. 도요샛은 무게 10㎏의 나노급 위성으로, 4기가 편대 비행을 하며 우주날씨 등의 시·공간적 변화를 관측해 예·경보 정확도 향상을 도울 예정이다. 입자 검출기를 통해 오로라를 발생시키는 고에너지 전자 관측과, 위성통신 및 GPS(위성측위시스템) 신호를 교란할 수 있는 전리권 플라즈마 버블 관측 임무도 수행한다.

우주기업 루미르의 'LUMIR-T1'는 우주방사능량을 측정하고, 져스텍의 'JAC' 위성은 해상도 4m 광학 카메라를 우주에서 검증한다. 카이로스스페이스의 'KSAT3U'는 편광데이터 수집과 우주궤도 이탈기능 실증이 주 임무다.

이들 위성은 마지막 성능 점검을 마치면 발사 2주 전까지 누리호 3단부의 위성보호 덮개인 페어링 내부에 장착된다. 발사 후 가장 먼저 우주로 박차고 나가는 차세대소형위성2호가 3단의 맨 윗부분에 장착된다. 그 아래 옆으로 큐브위성 7기가 나란히 탑재된다.

위성은 20초 간격으로 순차적으로 분리돼 목표 궤도에 서로 충돌하지 않고 안착해야 한다.

하나의 발사체에서 여러 대의 위성을 연속적으로 내보내는 것은 우리나라가 처음 시도해 보는 고난도 임무다. 누리호 3단에는 차세대소형위성 2호 탑재와 분리를 위한 장치, 큐브위성을 탑재하고 사출하기 위한 발사관이 장착돼 있다. 이륙 783초 후 차세대소형위성 2호가 가장 먼저 분리되고, 이후 20초 단위로 나머지 7개 큐브위성이 순차적으로 분리된다.

위성이 목표 궤도에 진입하는지 여부가 성공 발사의 최대 관건이다. 위성 분리는 발사 923초 후 모두 끝난다.

이상률 항우연 원장은 "그동안 실패와 성공을 거듭하며 많은 기술적 노하우를 축적했지만 아직 누리호 비행은 세번째에 불과하다"며 "3차 발사가 성공적으로 이뤄지도록 마지막 순간까지 긴장을 놓지 않고 철저히 점검하고 준비하겠다"고 말했다.

조선학 과기정통부 거대공공정책연구관은 "누리호 3차 발사는 실용급 위성발사, 체계종합기업 참여라는 새로운 과제에 도전하는 과정"이라며 "우리나라 독자 우주수송 수단인 누리호 3차 발사가 성공적으로 끝나도록 지원을 아끼지 않을 것"이라고 밝혔다.

이준기기자 bongchu@dt.co.kr