6주 남은 누리호 3차 발사…이제 진짜 위성 띄운다

누리호 3차 발사일 5월24일 결정…실사용 위성 8기 우주로

1·2차 발사와 목표 고도·탑재중량 모두 달라…발사 시간도 변경

체계종합기업 참여하는 첫 발사…4차부터는 민간이 본격 주관

[고흥=뉴시스] 사진공동취재단 = 순수 국내 기술로 설계 및 제작된 한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)가 21일 전남 고흥군 나로우주센터 발사대에서 화염을 내뿜으며 우주로 날아오르고 있다. 실제 기능이 없는 모사체(더미) 위성만 실렸던 1차 발사와 달리 이번 2차 발사 누리호에는 성능검증위성과 4기의 큐브위성이 탑재됐다. 2022.06.21. [email protected]

[서울=뉴시스]윤현성 기자 = 한국형 발사체 '누리호'가 내달 말 세번째로 우주를 향해 날아오른다. 지금까지 진행된 2차례의 발사가 '시험발사'였다면 이번에는 실제 사용되는 위성들을 싣고가는 첫 '상용발사'가 될 전망이다.

우리나라의 우주 개발 기술이 마침내 본격적인 실전에 들어가는 셈이다. 또한 이번 3차 발사에는 정부뿐만 아니라 민간기업인 한화에어로스페이스도 함께 참여해 민간 우주 시대 개막에 불을 붙일 것으로 기대된다.

12일 과학기술정보통신부 등에 따르면 누리호 3차 발사예정일은 오는 5월 24일, 발사 예정시간은 18시24분(±30분)으로 결정됐다. 기상 등에 의해 일정이 바뀔 수 있는 만큼 발사 예비일도 5월 25일~31일로 설정됐다.

누리호 3차 발사, 더미 위성 아닌 실제 위성 탑재…탑재 중량은 더 가벼워져

누리호는 앞서 지난 2021년부터 두 차례 발사된 바 있다. 2021년 10월 진행된 1차 발사는 비행 고도 도달 및 위성모사체(더미 위성) 분리까지는 성공했으나 위성모사체의 궤도 안착에 실패하는 '절반의 성공'에 그쳤다. 이후 2022년 6월 2차 발사는 위성모사체와 성능검증위성까지 실은 채 진행됐는데, 성능검증위성이 모두 궤도에 안착하면서 완전한 성공을 거뒀다.

지난 두 차례의 발사는 모두 더미 위성을 탑재한 채 누리호 발사체의 성능을 검증하는 데 초점을 뒀다. 2차 발사의 경우 큐브위성 4기가 탑재된 성능검증위성을 궤도에 올렸으나 실제 사용 위성과는 거리가 멀었다.

하지만 이번 3차 발사에서는 주 탑재체인 '차세대소형위성 2호'를 비롯해 총 8기의 실사용 위성이 누리호에 실려 우주로 향하게 된다.

지난 1~2차 발사의 경우 무거운 위성모사체를 실은 만큼 탑재 중량이 모두 1.5톤에 달했다. 1차 때는 위성모사체와 사출장치의 무게만 1.5톤 수준이었고, 2차 때는 위성모사체가 약 1.3톤, 성능검증위성이 180㎏을 차지했다.

3차 발사의 탑재중량은 3분의1 수준인 504㎏이다. 시험 발사가 아닌 만큼 위성모사체를 탑재하지 않기 때문이다. 탑재체별로 보면 차세대소형위성 2호 180㎏, 부 탑재위성 7기 60㎏, 위성사출장치 및 어댑터 264㎏으로 이뤄진다.

발사 목표 고도도 더 낮다. 1~2차 때의 목표 고도는 700㎞ 내외였는데, 3차 발사에서는 실용 인공위성의 임무 궤도인 550㎞를 목표로 하고 있다. 목표 궤도가 바뀌면서 16~17시께 진행됐던 발사시간도 18시 이후로 더 늦춰지게 됐다.

특히 주 탑재체인 차세대소형위성 2호에는 소형영상레이다(SAR)가 탑재되는데, 태양빛을 항상 받아야 하는 SAR을 우주 공간에서 최적화할 수 있는 시점이 18~17시 전후 30분이라는 점도 고려됐다. 결국 SAR 최적화를 위한 론치 윈도우(발사가능시간대)가 1시간 가량에 그치는 만큼 보다 신중한 발사가 필요할 전망이다.

차세대소형위성 2호, 2년 간 SAR 기술 검증·우주방사선 관측 등 수행…부탑재위성 7기도 각기 임무 맡아

3차 발사에 탑재되는 실용 위성들은 모두 기체 3단에 실리게 된다. 누리호 3호기 3단은 차세대소형위성 2호의 탑재·분리를 위한 장치와 큐브위성을 탑재·사출하기 위한 발사관으로 구성됐다.

한국형 발사체 누리호 3호기의 3단부 위성 탑재 구성. (사진=과기정통부 제공) *재판매 및 DB 금지

주탑재위성인 차세대소형위성 2호는 카이스트(KAIST) 인공위성연구소에 의해 개발됐다. 발사 상태에서는 974x1349x820㎜ 크기로 압축돼있다가 사출 후 임무를 시작하게 되면 5203x1340x820㎜의 본래 크기로 돌아오게 된다.

차세대소형위성 2호의 임무수명은 2년으로 산정됐다. 태양동기궤도인 550㎞ 고도에서 SAR 기술 검증, 근지구 궤도 우주방사선 관측, 핵심 과학기술 검증 등의 임무를 수행하게 된다. 이를 위해 위성 내에도 영상레이다, 우주방사선관측기, 상변환물질 적용 열제어장치, X-대역 전력증폭기 등 다양한 장비가 장착됐다.

부탑재위성은 각각 한국천문연구원의 도요샛 4기와 져스텍·루미르·카이로스페이스 등 민간업체의 위성 1기씩이다. 이들 7기의 위성 또한 550㎞ 고도에서 임무를 수행하게 되며 수명은 6개월~1년 수준이다.

도요샛의 경우 근지구 우주 공간 플라즈마 미세구조의 시공간적 변화 동시 관측이라는 임무를 수행하게 된다. 나머지 민간업체의 위성 3기는 우주검증영상 획득, 자세제어 시스템의 우주검증, 우주방사능 측정 및 오류 극복 기능 시연, 기상현상 관측, 우주쓰레기 경감 기술 실증 등의 임무를 맡았다.

큐브위성을 사출할 성능검증위성이 있었던 2차 발사와 달리 3차 발사에서는 탑재위성들이 모두 기체 3단에서 직접 분리된다. 이륙 783초 후에는 주탑재위성이 사출되며, 이후 20초 단위로 7개 부탑재위성이 발사관에서 분리될 예정이다. 누리호 3호기의 총 비행시간은 2차(1095초) 때와 비슷한 1138초(18분58초)로 예상된다.

한화에어로스페이스, 발사 공동 운용 등으로 첫 참여…4차 발사부터 본격 민간 중심 발사 추진

[서울=뉴시스]한국형 발사체 '누리호' 3차 발사 예정일이 오는 5월24일로 결정된 가운데 누리호의 1, 2단의 단간 결합이 진행되고 있다. (사진=과학기술정보통신부 제공)

누리호 3차 발사는 정부기관인 한국항공우주연구원(항우연)이 주관 제작한 로켓의 마지막 발사이자 최초로 민간 기업이 참여하는 발사가 될 예정이다. 2025년으로 예정된 누리호 4차 발사부터는 지난해 10월 체계종합기업으로 선정된 한화에어로스페이스를 중심으로 발사가 진행된다.

한화에어로스페이스는 이번 3차 발사에서도 제작 총괄 관리, 발사 공동 운용 등의 역할을 수행했다. 4차 발사부터는 기술 습득 진척 상황을 고려해 참여 범위를 더 넓힌다는 계획이다.

3차 발사를 한 달 가량 앞둔 누리호는 현재 1단과 2단의 단간 조립을 완료하고 각종 성능 시험을 진행하고 있다. 3단부에 탑재하게 될 8기의 위성 또한 최종 환경 시험 등을 수행 중이다.

정부는 5월 1~2일 중 위성을 나로우주센터에 입고하고, 이후 3주간의 기간 동안 3단 내 위성 조립 및 1·2단과의 총 조립을 진행할 방침이다. 이달 말에는 발사 당일과 동일한 조건에서 비상상황 발생을 가정한 최종 점검 종합훈련도 진행한다.

과기정통부는 "누리호 3차 발사는 실용급 위성을 발사하는 최초의 시도이자 체계종합기업이 처음으로 참여한다는 데 큰 의의가 있다. 성공적인 발사를 위해 최선을 다하겠다"고 전했다.


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