첫 새벽 발사까지 D-5… 차세대중형위성 3호 임무 위해 '밤 0시 55분' 선택
민간 주도 뉴스페이스 첫발… 한화에어로가 제작 주관한 첫 민관 공동 발사
우주 의약부터 위성 폐기 기능 검증까지 부탑재위성 12기 임무도 주목[서울=뉴시스] 최동준 기자 = 25일 전남 고흥 나로우주센터에서 한국형 우주 발사체 누리호가 발사되고 있다. (사진=항우연 제공) 2023.05.25. photo@newsis.com *재판매 및 DB 금지[서울=뉴시스]윤현성 기자 = 순수 국내 기술로 설계·제작된 한국형 발사체 누리호가 3차 발사 성공 이후 2년 반 만에 다시 하늘로 오른다. 네 번째 발사를 코앞에 둔 누리호는 지난 20일 최종 총조립 단계에 돌입하며 발사 초읽기에 들어갔다.

오는 27일 전남 고흥 나로우주센터에서 진행되는 누리호 4차 발사는 성공 여부를 넘어 민간 주도의 '뉴스페이스' 시대로의 새로운 전환점이 될 전망이다. 눈앞으로 다가온 누리호 4차 발사의 핵심 관전 포인트를 짚어봤다.


가장 눈에 띄는 변화는 바로 발사 시각이다. 누리호 4차 발사는 오는 27일 밤 0시 55분에 진행되는 것으로 잠정 결정됐다. 누리호가 처음으로 야간에 발사된다. 향후 발사관리위원회 결과에 따라 발사 시간이 최종 확정될 예정이지만 한밤중에 우주로 향하게 된다는 것에는 큰 변화가 없을 가능성이 크다.

한국항공우주연구원(항우연)은 야간 발사가 기술적으로 주간 발사와 큰 차이는 없으나, 국내 첫 시도인 만큼 운용 인력의 피로도 관리 등 '휴먼 에러' 방지에 만전을 기하고 있다고 전했다.

이처럼 한밤중에 발사를 결정한 핵심 이유는 바로 주탑재 위성의 임무 요구 조건 때문이다. 이번 누리호 4차의 주탑재 위성인 '차세대중형위성 3호'는 고도 600㎞의 태양동기궤도(SSO)에 진입, 지구 자기권 플라즈마 측정과 오로라와 대기광 관측을 통한 지구 에너지 유입량 예측 등의 과학 임무를 수행하게 된다.

특히 차세대중형위성 3호가 관측해야 하는 오로라와 대기광은 매우 희미한 빛이기 때문에 태양빛 간섭을 피해 관측할 수 있는 빛이 거의 없는 시간대에 우주로 올라가야 한다.

항우연은 위성이 목표 시간대에 적도를 통과하도록 발사부터 위성 분리까지의 시간을 역산했고, 그 결과 나로우주센터에서의 발사 시각이 밤 0시 55분(±10분) 부근으로 정해졌다. 이 시간을 놓치면 다음 기회는 24시간 뒤로 미뤄지게 된다.


누리호 4차 발사는 발사체 개발 체계가 정부 주도에서 민간 주도 운영 구조로 전환되는 첫걸음이라는 점에서 큰 의미를 지닌다.

한화에어로스페이스가 누리호 4호기의 발사체 제작, 총조립, 구성품 참여업체 관리 등 제작 전 과정을 주관했다.

항우연은 발사 운용을 주관하되 한화에어로스페이스가 발사 운용에도 참여하는 형태로 민관 협업이 이뤄진다. 이번 누리호 4차 발사는 민관이 함께 준비하는 국내 첫 시도다. 우주항공청과 항우연 또한 뉴스페이스 시대에 우리 우주기업의 기술력과 산업 역량이 본격적으로 도약하는 출발점이 될 것이라고 기대를 표하고 있다.

이는 누리호 개발 과정에서 축적된 정부의 노하우가 민간 기업으로 이전되고, 이를 통해 향후 국내 우주 기업들이 자체적인 우주 발사 서비스를 제공할 수 있는 기반을 마련했다는 점에서 중요성이 크다.

[서울=뉴시스]19일 전라남도 고흥에 위치한 나로우주센터 조립동에서 연구진들이 누리호 4차 발사 총조립 작업을 수행하고 있다. (사진=우주항공청 제공)
누리호 4차 발사는 1·2·3차 대비 발사체 엔진이나 주요 기술적 사양에서 크게 변경된 사항은 없다. 3차 발사를 통해 검증된 성공 공식을 유지하는 가운데, 임무의 효율성을 높이기 위한 몇 가지 변화가 적용됐다.

가장 큰 변화는 탑재 위성 구성이다. 3차 발사에서는 8기의 위성이 탑재됐지만, 4차 발사에서는 차중 3호와 국내 대학·연구기관, 스타트업이 개발한 큐브위성 12기 등 총 13기(총 질량 약 960㎏)가 실린다.

재작년 3차 발사에서는 총 질량 약 500㎏의 위성 8기를 실었는데, 거의 2배의 질량을 탑재하게 되는 셈이다. 이미 차세대중형위성 3호만 516㎏으로 3차 발사 때 전체 탑재 위성의 질량에 준하는 수준이다.

탑재 위성 수가 5기 늘어나면서 다중 위성 분리를 위한 다중 위성 어댑터(MPA)가 새로 적용됐으며, 차세대중형위성 3호의 길이가 늘어난 점도 반영됐다.

또 기체 3단 탑재부에는 소음 저감용 카울(덮개)이 추가됐고, 큐브위성 사출 장면을 보다 정확하게 확인하기 위해 상단부에 설치된 카메라가 기존 1대에서 3대로 확대됐다. 이는 발사 성공 여부뿐만 아니라, 분리되는 위성들의 궤도 안착 과정을 면밀히 추적하기 위한 조치다.


이번 누리호 4차 발사에는 주탑재 위성인 차세대중형위성 3호 외에도, 국내 산학연이 참여한 12기의 큐브위성이 '손님'으로 동행하며 각기 다른 첨단 실험을 수행한다. 이들 위성은 우주의약, 위성 폐기, 항법, 지구 관측, 6G 통신 등 폭넓은 분야의 실증에 나선다.

주목할 만한 임무를 살펴보면 스페이스린텍의 '비천(BEE-1000)'은 세계 최초로 소형 위성에서 단백질 결정 성장을 실증해 신약 개발에 활용될 수 있는 고품질 단백질을 무중력 환경에서 생성하는 임무를 수행한다.

우주로테크의 '코스믹'은 심각해지는 우주쓰레기 문제 해결을 위해 국내 최초로 임무가 끝난 위성을 안전하게 대기권으로 재진입시켜 소각하는 위성 폐기 기능을 검증한다. 세종대학교의 '스파이론'은 저궤도 위성 기반 항법 신호 생성기를 개발하여 GPS를 대체할 수 있는 방안을 모색할 예정이다.

이 외에도 한국과학기술원(KAIST)은 홀추력기를 시험하고, 서울대는 편대 비행 기술을, 전자통신연구원은 차세대 통신(6G)을 위한 사물인터넷(IoT) 데이터 통신 서비스를 실증하는 등 다양한 혁신 기술들이 우주에서 시험대에 오른다.

발사를 눈앞에 두고 누리호는 나로우주센터 조립동에서 1·2·3단 조립을 모두 마치고 최종 총조립 및 점검을 진행 중이다. 항우연은 25일 누리호를 발사대로 이송해 기립 및 고정 작업을 진행하며, 26일 발사관리위를 개최해 기상 및 발사준비 상황을 점검하고 최종 발사 시각을 확정할 예정이다.

특히 이번 4차 발사에서는 새벽 발사라는 특수성을 고려해 어두운 시야 확보를 위해 조명을 강화하고, 30대가 넘는 카메라를 설치해 성공적인 발사 장면을 실시간으로 담을 준비를 마쳤다.

최종 발사 여부는 기상 조건(지상풍, 기온, 습도)과 우주 환경(태양 활동, 충돌 가능성) 등을 종합적으로 고려해 발사 8시간 전에 결정된다. 누리호 4차 발사는 단순히 위성 13기를 우주에 보내는 것을 넘어 대한민국의 뉴스페이스 산업 역량과 첨단 과학 임무 수행 능력을 전 세계에 입증하는 중대하고 의미 있는 걸음이 될 전망이다.