누리호 3차 발사 준비끝…뉴스페이스 꿈 쏘아올린다

국내 개발 실용위성 8기 탑재
‘우주 수송’ 서비스에 첫 도전
지구 관측 성능 확인 주 임무
위성궤도 안착 교신확인 성공

나로우주센터 위성보관동에서 누리호 3단에 탑재위성이 장착되고 있다.

나로우주센터 발사체조립동에서 누리호 1, 2단과 3단 결합작업이 진행되고 있다.

“발사 하루 전 우주를 향해 우뚝 세워진다. 추진제와 연료 공급을 위한 장치를 연결하고, 각종 기능을 점검하는 작업이 이뤄진다. 발사 4시간 전 연료와 산화제 주입이 시작된다. 발사 10분 전 운명의 카운트다운을 거쳐 하늘로 솟아오른다”

24일 예정된 누리호 3차 발사 과정이다. 우리 손으로 만든 로켓 누리호 3차 발사가 코 앞으로 다가왔다.

누리호 3차 발사는 시험비행 성격의 1, 2차 발사와 달리 실용급 위성을 우주 궤도에 투입하는 임무를 수행한다는 점에서 중요한 의미를 갖는다.

앞서 지난 2021년 10월 1차 발사에서는 비행 고도에 도달하는 동시에 위성 모사체 분리에는 성공했지만 궤도 안착에는 실패했다. 지난해 6월 2차 발사에서는 위성 모사체와 성능 검증 위성 모두 계획한 궤도에 정확하게 안착시키면서 발사에 성공했다.

▶국내 독자개발 실용위성 8기 탑재 우주로=누리호 1, 2차 발사는 처음 개발한 우주발사체의 시험 비행으로 실용 위성이 아닌 위성모사체와 성능검증위성을 탑재했지만, 3차 발사에는 국내 대학과 연구기관, 기업체가 제작한 실용급 위성이 탑재된다. 누리호가 실용급 위성 발사체로서의 첫 데뷔전을 갖는 셈이다.

현재 나로우주센터에는 현재 누리호 발사 준비를 총괄하는 한국항공우주연구원 연구진과 한국형발사체 고도화사업 체계종합기업인 한화에어로스페이스 연구진, 참여 업체 관계자 등 약 100여명이 머무르며 누리호 3차 발사를 위한 막바지 조립과 시험 절차를 분주히 진행 중이다.

누리호는 길이 47.2m, 무게 200톤의 우주발사체로 최대 직경은 3.5m에 이른다. 총 3단의 발사체로 하단에 위치한 1단에는 75톤급 액체엔진 4기, 2단에는 75톤급 엑체엔진 1기가 탑재됐다. 실용위성과 함께 우주로 떠나는 3단에는 7톤급 엑체엔진 1기가 설치됐다.

누리호 3차 발사의 탑재위성은 주 탑재위성 1기와 부 탑재위성 7기, 총 8기의 위성으로 구성된다.

실용위성 8기는 카이스트(KAIST)가 개발한 차세대 소형위성 2호 1기와 한국천문연구원의 군집위성 도요샛 4기, 민간기업에서 제공한 져스텍, 루미르, 카이로스페이스 위성 3기 등이다.

차세대소형위성 2호는 국내에서 독자 개발한 합성개구레이더(SAR)의 우주에서의 지구 관측 성능을 확인하는 것이 주 임무다. SAR은 위성에서 마이크로파를 지상으로 쏘고 지상에서 반사돼 돌아온 신호를 수신한 후 신호처리를 통해 지구 관측 레이다 영상을 획득한다. 특히 기존 광학카메라와 달리 악천후나 야간에서도 영향을 받지않고 지상 관측이 가능하다는 것이 장점이다. 이 위성은 북극 해방변화, 산림 생태변화, 해양환경오염 탐지 등의 임무수행에도 나설 계획이다.

한국천문연구원이 개발한 도요샛은 중량 10kg 이하의 나노급 위성 4기로 구성, 고도 500km의 태양동기궤도를 4기가 함께 편대비행을 하며 약 6개월 간 우주날씨의 변화를 관측할 예정이다. 도요샛은 나노급 위성으로는 세계 최초로 편대비행에 도전한다. 이러한 편대 비행을 통해 단일 위성 관측이 갖는 관측 한계를 넘어 우주 플라즈마 분포의 시·공간적 변화를 미세한 수준까지 관측해 향후 태양풍에 의한 우주폭풍 및 우주환경 실시간 예보와 분석 정확도 향상에 기여할 계획이다.

이상률 한국항공우주연구원장은 “그동안 실패와 성공을 거듭하며 많은 기술적 노하우를 축적했지만, 아직 누리호 비행은 3번째에 불과하다”며 “3차 발사가 성공적인 결과로 이어질 수 있도록 마지막 순간까지 긴장을 놓지 않고 철저히 점검하고 준비하겠다”고 말했다.

▶위성 궤도안착·교신통해 성공여부 판가름=누리호는 22일 발사대 이동을 위한 차량에 탑재되고 발사 하루 전인 23일 발사체조립동에서 발사대로 이동해 수직으로 기립하게 된다. 이 과정에서 누리호에 연료에 전기 등을 공급해줄 엄빌리칼에 연결된다. 발사 당일인 24일에는 발사 4시간 전부터 연료와 산화제 충전이 시작된다. 이 같은 과정이 모두 문제없이 완료되고 기상 조건까지 부합되면 누리호는 오후 6시 24분 우주로의 비행에 나서게 된다.

발사 13분 3초 뒤 고도 550㎞에 도달하면 KAIST가 개발한 차세대 소형위성 2호가 분리될 예정이다. 이후 20초 간격으로 천문연의 도요샛 위성 4기와 국내 기업들이 개발한 위성 3기가 차례로 분리된다. 위성들의 초기 교신 성공 여부는 발사 약 1시간 30분 뒤 확인될 전망이다.

항우연 관계자는 “위성들의 교신 여부는 데이터 분석을 통해 25일 오전 중 발표될 예정”이라며 “이들 실용위성 8기가 목표 궤도에 안착해 임무를 수행하면 3차 발사는 성공하게 된다”고 설명했다.

한편 누리호 3차 발사는 한국형발사체 고도화사업의 일환으로, 누리호 총조립 절차에 체계종합기업인 한화에어로스페이스가 참여해 항우연으로부터 기술과 노하우를 전수받게 된다. 국내에서 독자개발 한 우주발사체의 핵심 기술을 민간으로 이전하는 첫 단추를 끼게 되는 것이다.

조선학 과기정통부 거대공공정책연구관은 “누리호 3차 발사는 실용급위성 발사, 체계종합기업의 참여라는 새로운 과제에 도전하는 과정”이라며 “정부는 우리나라 독자 우주수송 수단인 누리호의 3차 발사가 성공적으로 이루어질 수 있도록 모든 지원을 아끼지 않을 것”이라고 말했다.

구본혁 기자

nbgkoo@heraldcorp.com