한국형 발사체 누리호가 다음 달 15기의 위성을 싣고 우주로 향한다. 우리 기술로 만든 로켓을 우주로 쏘아 올리는 데서 한발 더 나아가 여러 위성을 한 번에 싣고 각각 정해진 궤도에 투입하는 임무에 나선다.

27일 우주항공청과 한국항공우주연구원에 따르면 누리호는 오는 10월 7일 전남 고흥 나로우주센터에서 5차 발사에 나선다. 주탑재위성인 초소형군집위성 2~6호(네온샛) 5기와 국내 기업·대학·지자체·연구기관 등이 개발한 큐브위성 10기 등 총 15기가 실린다. 목표는 고도 570㎞의 태양동기궤도다.

누리호는 2022년 2차 발사를 통해 개발에 성공한 뒤 2023년 3차 발사부터 실제 위성을 궤도에 투입하는 임무에 나섰다. 2025년 4차 발사에서는 차세대중형위성 3호와 큐브위성 12기를 실어 날랐다.

이번에는 처음으로 주탑재위성 5기를 연속으로 분리해 우주에 배치한다.

네온샛 5기 차례로 분리…2~3개월 뒤 군집 완성
누리호는 3단 엔진 연소를 마치고 목표 고도에 도달한 뒤 이륙 약 810초부터 네온샛 5기를 차례로 분리한다. 2호부터 6호까지 35~40초 간격으로 한 기씩 내보낸 뒤 큐브위성 10기를 10초 간격으로 2기씩 분리한다.

네온샛 5기는 분리 직후부터 군집을 이루는 것은 아니다. 초기에는 서로 가까운 상태로 지구를 돌다가 각각 속도와 방향, 고도를 조정해 간격을 벌린다. 최종적으로 하나의 궤도면에서 5기가 72도씩 일정한 간격을 두고 지구를 돌게 된다. 군집을 완성하는 데는 약 2~3개월이 걸릴 전망이다.

이번 5차 발사에서 투입되는 5기가 하나의 궤도면을 구성하고 2027년 누리호 6차 발사에서 추가되는 5기는 다른 궤도면에 배치될 예정이다. 두 차례 발사를 통해 각각 5기의 위성이 배치된 군집 관측망을 완성한다.

초소형군집위성은 여러 위성이 한반도 주변을 반복 촬영해 재난·재해 관측 등에 활용된다. 10기를 운용하면 하루 약 70만㎢의 영상을 확보할 수 있다.

위성을 여러 기 한꺼번에 운용하는 만큼 초기 운용도 새로운 과제다. 5기가 비슷한 위치에서 함께 움직이는 초기 단계에서는 각 위성과 안정적으로 통신하면서 개별 위성을 제어해야 한다. 연구진은 여러 지상 안테나와 서로 다른 주파수를 활용해 각각의 위성을 동시에 추적·제어할 수 있도록 준비하고 있다.

이상현 한국과학기술원 인공위성연구소 초소형군집위성 사업단장은 "처음 5기를 발사하는 만큼 초기 위성과의 통신과 군집을 형성하는 기술에 가장 신경을 쓰고 있다"고 말했다.

발사체도 여러 위성을 안전하게 분리하기 위한 준비를 마쳤다. 네온샛을 연이어 분리하는 과정에서 위성끼리 충돌하지 않도록 누리호 상단의 자세를 제어한다. 위성에 전달되는 충격을 줄이기 위해 새로 개발한 저충격 위성분리장치도 적용했다. 모든 위성을 내보낸 뒤에는 누리호 상단과 위성 간 충돌을 막기 위한 회피 기동을 수행한다.


큐브위성 10기도 함께…기업·대학에 우주 실증기회
네온샛과 함께 실리는 큐브위성 10기는 기업과 대학·연구기관 등이 개발한 기술을 실제 우주환경에서 시험한다.

기업뿐 아니라 KAIST·조선대·대전광역시·항우연 등이 개발한 위성이 탑승한다. 우주 방사선과 미세먼지 관측, 해양쓰레기 감시, 국산 반도체·전자부품 우주 검증, 우주 의약품 결정 성장, 레이저 광통신 실증 등 임무도 다양하다.

위성을 개발하더라도 발사 기회를 확보하지 못하면 실제 우주환경에서 기술을 검증하기 어렵다. 누리호가 반복적으로 발사되면 국내 기업과 대학·연구기관이 개발한 위성과 기술을 우주에서 시험할 기회도 늘어난다.

누리호 4차 발사에 이어 5차 발사에도 위성을 탑재한 스페이스린텍의 윤학순 대표는 "우주 실증기회를 갖는 것은 정말 중요하다"며 "국내에서 더 많은 발사 기회가 있으면 좋겠다"고 말했다.

yjra@news1.kr