한국형 발사체 누리호가 다섯 번째 우주 비행을 위한 준비를 마쳤다. 7일 낮 12시 25분, 역대 가장 많은 위성 15기를 싣고 우주로 향한다. 처음으로 주탑재위성 5기를 한꺼번에 싣고 각각 안전하게 분리하는 고난도 임무에도 도전한다.

2022년 첫 성공 이후 세 차례 연속 비행에 성공한 누리호가 이번에는 여러 위성을 안전하게 운송하는 '우주 수송수단'으로서 능력을 시험한다.

우주항공청과 한국항공우주연구원에 따르면 누리호는 이날 낮 12시 25분 전남 고흥 나로우주센터 제2발사대에서 발사될 예정이다.

누리호에는 주탑재위성인 초소형군집위성 2~6호 5기와 국내 기업·대학·연구기관이 개발한 큐브위성 10기 등 총 15기의 위성이 실렸다. 누리호 발사 가운데 가장 많은 위성을 한꺼번에 우주로 운송한다.

누리호는 발사 후 1단과 2단, 페어링을 차례로 분리하고 목표 고도인 약 570㎞ 태양동기궤도로 향한다.

주탑재위성 1기서 5기로…자세 바꿔가며 분리
이번 5차 발사의 핵심은 5기의 주탑재위성을 안전하게 분리하는 것이다. 지금까지 누리호는 주탑재위성 1기를 중심으로 임무를 수행했지만 이번에는 처음으로 복수의 주탑재위성을 한 번에 싣는다.

동일한 방향으로 위성을 연이어 분리하면 위성끼리 충돌할 위험이 있다. 이를 막기 위해 누리호는 초소형군집위성 한 기를 내보낸 뒤 3단의 자세를 바꾸고 다음 위성을 다른 방향으로 분리하는 과정을 반복한다.

박종찬 한국항공우주연구원 한국형발사체고도화사업단장은 "5차 발사에서 중요한 것은 주탑재위성을 분리할 때 발사체의 자세를 정밀하게 제어하는 것"이라며 "이 부분에 중점을 두고 준비했다"고 설명했다.

주탑재위성 5기를 모두 분리한 뒤에는 3단의 자세를 다시 조정해 큐브위성 10기를 2기씩 차례로 우주에 내보낸다.

위성 분리 과정에서 발생하는 충격을 줄이기 위한 기술도 새롭게 적용된다. 기존에는 위성을 발사체에 고정하는 장치를 화약으로 풀어주는 방식을 사용했지만 이번에는 새로운 저충격 분리 시스템을 도입했다. 기존 대비 충격을 절반 수준으로 낮추는 것을 목표로 설계된 장치다.

오태석 우주항공청장은 지난달 30일 관훈클럽 토론회에서 "5차 발사의 가장 핵심은 초소형군집위성 5개를 분리하는 것"이라며 "앞으로 다양한 위성을 다양한 고도로 발사해야 하는데, 이것이 상용 발사 서비스의 핵심이다. 그런 역량을 축적하는 것"이라고 말했다.

누리호는 2022년 2차 발사에서 첫 성공을 거둔 뒤 3차와 4차 발사까지 세 차례 연속 성공했다. 반복 제작과 발사를 통해 제작·조립·시험·운용 전 과정의 경험과 데이터를 쌓고 있다.

이번 5차 발사에서는 민간 체계종합기업의 발사 운용 참여 범위도 확대됐다. 발사통제센터 22개 콘솔 가운데 20개 콘솔에 체계종합기업 인력이 직접 운용 인원으로 참여한다.

5기 군집 만들어 한반도 관측…큐브위성 10기도 우주 실증
주탑재위성인 초소형군집위성 5기는 누리호에서 분리된 뒤 약 2~3개월에 걸쳐 군집을 형성한다.

위성들이 처음부터 일정한 간격으로 분리되는 것은 아니다. 각 위성은 궤도를 돌며 고도와 궤도를 조정하고 서서히 간격을 벌려 각각 72도 간격을 유지하게 된다.

이상현 KAIST 인공위성연구소 초소형군집위성 사업단장은 "이번에 발사하는 위성 5기는 각각 72도 간격을 유지하도록 군집을 형성하게 된다"며 "군집을 완성하는 데는 2~3개월이 걸릴 것으로 예상한다"고 설명했다.

향후 추가로 발사되는 위성들과 함께 군집이 완성되면 한반도와 주변 지역을 더욱 빈번하게 관측할 수 있다. 다수의 위성이 확보한 영상에 인공지능(AI) 기반 변화 탐지 기술을 적용해 재난·재해 감시와 국가안보 등에 활용할 계획이다.

이번 군집위성은 제작에도 양산체계를 도입했다. KAIST는 시제기 개발과 운용 과정에서 확보한 경험을 바탕으로 제작·시험 절차를 최적화하고 일부 시험을 자동화했다. 이를 통해 양산기 한 기의 제작 기간을 약 2개월로 단축했다.

함께 발사되는 큐브위성 10기는 의약품 결정 성장과 국산 반도체·우주부품, 레이저 광통신 등 다양한 기술을 실제 우주환경에서 검증한다.

누리호 5차 발사는 반복 발사를 통한 신뢰성 확보와 처음 시도하는 복수 주탑재위성 수송 능력을 동시에 확인하는 무대다. 발사와 위성 분리가 계획대로 이뤄지면 누리호는 역대 최다 위성 수송과 첫 복수 주탑재위성 분리라는 새로운 기록을 쓰게 된다.

esther@news1.kr