초소형 군집위성 5기 목표 궤도 투입···누리호, '임무수송 시대' 본격화(종합)

[이데일리 강민구 기자] 한국형발사체 누리호가 다섯 번째 우주 여정에 나서 손님(주탑재위성)을 목표 궤도로 보냈다. 지난해 11월 27일 4차 발사 이후 1년여만으로 군집위성을 활용한 지구관측 등 위성 임무 시대의 본격화를 알렸다.

우주항공청과 한국항공우주연구원은 7일 오후 12시 25분 전남 고흥군 나로우주센터에서 누리호 5호기를 발사했다.

누리호는 총중량 200톤, 길이 47.2m의 3단형 우주발사체다. 한국형발사체 고도화사업을 통해 반복 발사하면서 신뢰성을 높이고 있다. 민간기업으로 기술을 이전해 국내 발사체 산업 생태계를 구축하는 것을 주요 목표로 이날 발사가 이뤄졌다.

누리호 5호기 발사 장면.(사진=한국항공우주연구원)

저충격 위성분리장치 등 사용해 위성 분리

이날 오전 8시에 열린 발사관리위원회에서 주탑재위성인 초소형군집위성 5기의 목표 궤도 진입을 위해 누리호의 기술적 준비 상황과 기상 및 우주 환경, 우주물체와의 충돌 가능성 등을 종합 검토해 발사 시각을 확정했다. 전반적으로 기상 상황, 우주 환경, 우주물체와의 충돌 가능성 등 외부 환경도 양호했다.

발사시각 확정 이후 연료(케로신)과 산화제(액체 산소) 충전 작업을 거쳐 발사체 기립 장치 철수가 이뤄졌다. 발사 10분전에는 발사자동운용이 시작됐다. 역대 누리호 발사 중에는 처음으로 목표로 했던 정시 발사(12시 25분)가 이뤄졌다.

발사된 누리호는 1단·페어링(위성덮개)·2단 분리를 거쳐 초소형군집위성 5기가 35~40초 간격으로 차례대로 분리됐다. 이 과정에서 저충격 위성분리장치를 처음 이용했다. 군집위성 분리 이후에는 개별발사관을 이용해 큐브위성 10기가 10초 간격으로 2기씩 다섯 차례 분리 시도를 했다. 다만 이 과정에서 10기 중 1기 위성은 누리호에서 신호를 보냈지만 사출관 뚜껑이 안 열려 결과적으로 분리되지 못했다.

오태석 우주항공청장은 상세결과 브리핑에서 “발사체 성공 여부는 결과적으로 비행 성공과 목표 궤도 투입, 주탑재위성 투입으로 봐야 한다”며 “이번 부탑재 위성의 경우 큐브위성측에서 구매한 사출관이 열리지 않아서 발생한 별개의 문제로, 이번 발사는 성공으로 봐야 한다”고 설명했다. 오 청장은 “이번 성공으로 누리호의 신뢰성을 높일 수 있게 됐다”며 “후속발사를 통해 누리호의 신뢰성을 높이고, 상업 발사로 전환하는데 속도를 내겠다”고 덧붙였다.

지구관측부터 국산 부품 검증·우주방사선 검출 등 임무

이번 발사의 의미 중 하나는 군집위성을 궤도에 투입해 지구 관측 임무를 하기 위한 교두보를 마련했다는 점이다. 초소형 군집위성(2호~6호)는 한국과학기술원(KAIST) 인공위성연구소가 총괄하고, 항우연과 쎄트렉아이가 협력해 개발했다. 내년 누리호로 후속 초소형위성을 올려 군집시스템을 활용해 안보·재난·재해 대응체계를 구축할 수 있게 될 전망이다.

강성주 천체물리학자는 “군집위성의 장점은 위성 한 대의 성능을 크게 높이는 것보다는 여러 대를 함께 운용해 같은 지역을 더 자주 관측할 수 있다는 데 있다”며 “이번에 올라간 5기에 이어 2027년 6차 발사에서 나머지 위성들이 추가되면 모두 10기의 위성을 두 개의 궤도면에서 운용할 수 있게 되며, 한반도와 주변 지역의 변화를 훨씬 짧은 간격으로 확인할 수 있기 때문에 산불이나 홍수 같은 재난 상황은 물론 국가안보와 국토 관측에서도 활용도가 커질 수 있다”고 말했다.

큐브위성을 활용한 임무들도 본격화됐다. 우주 방사선 검출(KAIST)부터 국산소자부품 검증(항우연), 대전지역 도시공간 변화 관측(대전광역시) 등을 수행하기 위해 국내 기업·대학·연구소가 제작한 부탑재위성으로 큐브위성 10기가 실렸으며, 이중 9기가 실려 향후 교신 성공 여부에 따라 임무에 도전할 수 있게 된다.

정부출연연구기관으로부터 기술이전을 받아 민간의 역할도 더 확대됐다. 체계종합기업인 한화에어로스페이스는 이번 발사에서 발사체 설계, 총조립뿐만 아니라 발사운용과정에서 역할을 확대해 발사통제센터 22개 콘솔 중 20개 콘솔에 23명이 참여했다.

김선 한화에어로스페이스 우주사업총괄은 “한화는 발사체 제작, 총조립 뿐만 아니라 발사 운용 등에 참여했으며, 정부가 기술자립을 위해 연구개발한 누리호가 사장되지 않고, 제품화·사업화 되도록 민간 우주 생태계를 구축할 계획”이라며 “이번 발사를 비롯해 후속 발사(6~7차)도 과정이라고 보며, 우리나라 우주수송 능력 확대를 위해 노력하겠다”고 밝혔다.