누리호, 첫 군집위성 우주 궤도에 띄운다

위성 15기 싣고 새달 5차 발사

주탑재위성 네온샛 5기 순차 발사
내년 5기 추가… 한반도 정밀 촬영
한화에어로, 관제 운영 75% 맡아

다음달 7일 낮 전남광주통합특별시 나로우주센터에서 나로호의 다섯 번째 발사가 진행된다. 이번에는 15기의 소형위성을 싣고 발사된다. 사진은 지난해 11월 조립동을 나와 발사대로 이송되는 모습. 한국항공우주연구원 제공

다음 달 7일 낮 한국형 발사체 누리호가 초소형군집위성 5기, 큐브위성 10기를 싣고 다섯 번째 하늘 문을 두드린다. 우주항공청과 한국항공우주연구원은 누리호 5차 발사를 앞두고 지난 15일 간담회를 열어 탑재 위성의 주요 임무와 누리호 5차 발사 준비 현황을 공개했다.

누리호 5차 발사에서는 주탑재위성인 초소형군집위성(네온샛) 2~6호 5기와 부탑재위성인 큐브위성 10기 등 총 15기의 위성이 탑재된다. 지난해 11월 27일 4차 발사에서 누리호는 주탑재위성으로 차세대 중형위성 3호, 부탑재위성으로 큐브위성 12기 등 총 13기가 실렸는데 이번에는 2기가 더 늘었다. 이 때문에 탑재 중량도 960㎏에서 1071㎏으로 110㎏가량이 증가했다. 우주청에 따르면 이번에 발사될 위성들은 지난 14일 누리호 상단에 탑재 완료됐다.

이번 발사에서 누리호는 네온샛 5기를 순차적으로 궤도에 투입하는 군집위성 발사에 처음 도전한다. 편대비행은 여러 위성이 하나의 거대한 가상 위성처럼 정밀하게 움직이는 비행 제어 기술이라면 군집위성은 전 지구적 통신망이나 관측망 구축을 위해 여러 위성을 서로 다른 궤도 평면에 체계적으로 분산 배치해 마치 그물처럼 엮어 놓은 거대한 시스템이다.

카이스트 인공위성연구소에서 개발한 네온샛은 1기당 100㎏ 미만의 무게로 흑백 1m급, 컬러 4m급 해상도의 전자광학 카메라를 탑재하고 있다. 누리호는 네온샛 간 충돌을 막기 위해 이륙 810초 후 5기를 35~40초 간격으로 서로 다른 방향을 향하도록 내보낼 계획이다. 위성을 분리할 때 발생하는 충격을 줄이기 위해 저충격 위성 분리 장치도 이번에 새로 적용됐다.

우주청은 이번 5차 발사에서 5기를 올리고 내년 6차 발사에서 5기를 추가로 올릴 계획이다. 이렇게 완성된 군집위성 네온샛 10기는 한반도를 하루 3회 이상 촬영하고 같은 지점을 24시간 안에 다시 촬영할 수 있다. 촬영된 영상은 국가 안보는 물론 산불, 홍수 같은 재난재해 대응에도 활용할 방침이다.

부탑재위성은 대학, 지방자치단체, 기업 등 10개 기관이 각각 개발한 큐브위성 10기다. 이들 위성은 우주환경에서의 국산 소자·부품 성능 검증을 비롯하여 저궤도 우주환경 조사, 제주도 해양쓰레기 해류 감시, 미세먼지 동향 및 발생 원인 분석 등 공공 활용을 목적으로 하는 임무를 수행할 예정이다.

이번 발사에서 눈에 띄는 부분은 체계종합기업인 한화에어로스페이스의 역할이 커진다는 점이다. 지난 4차 발사까지 체계종합기업은 하드웨어 분야에서는 많이 참여했지만 발사 관제 운영은 항공우주연구원에서 주관해 한화에어로스페이스는 참관하는 수준이었다. 그러나 이번 발사부터는 지난 발사 참관 인원이었던 30명보다 14명이 늘어난 44명이 실제로 컴퓨터를 운영하고 데이터를 분석하며 문제 발생 시 원인을 분석하는 등 발사 관제 업무의 약 75%를 주 운영자로 참여할 계획이다. 6차 발사부터는 기술이전 미포함 부분을 제외한 전체 지상 관제 시스템에 한화 측이 주 운영자로 참여하고 8차 발사에서는 체계종합기업이 전체 발사 과정을 주관해 시행하게 된다.

누리호는 9월 말까지 발사체 총조립을 완료한 뒤 다음 달 5일까지 발사체 최종 점검을 거친 뒤 10월 6일 발사대로 이송된다. 발사 예정 시각은 10월 7일 오후 12시 23분부터 오후 1시 23분 사이이며 정확한 발사 시각은 발사 당일 발사관리위원회에서 최종 확정한다.

유용하 과학전문기자