15개 싣고 35초마다 '툭툭'…D-2 누리호 5차 발사가 더 어려운 이유

네온샛 5기 등 역대 최다 15기 탑재…570㎞ 상공서 ±15㎞ 이내 투입해야

오는 7일 5차 발사에 나서는 누리호 1·2단과 3단이 조립된 모습 [사진=한국항공우주연구원]

한국형발사체 누리호가 다섯 번째 우주 비행을 앞두고 있다. 이번에는 역대 가장 많은 15기의 위성을 싣고 올라가 수십 초 간격으로 하나씩 분리하는 고난도 임무에 도전한다.

누리호는 오는 7일 전남 고흥 나로우주센터에서 5차 발사를 앞두고 있다. 기상 등 돌발 상황에 대비한 발사 예비기간은 8일부터 14일까지다. 

누리호는 지난달 29일 1·2·3단의 기계적 총조립을 마쳤다. 5일 총조립 관련 마무리 작업과 발사대 이동 전 최종점검을 마치면 6일 무인특수이동차량에 실려 제2발사대로 이동한다. 이후 기립과 고정, 전기·추진제 공급 계통 점검 등 발사 준비 작업을 거친다. 
 

▲ 역대 최다 15기 싣고 우주로

이번 발사에서 가장 눈에 띄는 변화는 위성 숫자다.

누리호에는 주탑재위성인 초소형군집위성(네온샛) 2~6호 5기와 부탑재 큐브위성 10기 등 총 15기가 실린다. 역대 누리호 발사 가운데 가장 많은 숫자다. 

특히 같은 임무를 수행하는 네온샛 5기를 한꺼번에 우주로 보내는 것은 국내 최초의 군집위성 발사 임무다.

네온샛은 여러 대의 소형 위성을 함께 운용해 한반도와 주변 지역을 자주 관측하기 위해 개발됐다. 각각 무게가 100㎏ 미만으로, 흑백 1m급·컬러 4m급 전자광학카메라를 탑재한다. 산불·홍수 등 재난 대응과 국가안보 등에 활용할 수 있다. 

첫 위성인 1호기는 2024년 4월 뉴질랜드에서 발사됐다. 이번에 2~6호 5기가 추가되고 향후 위성군 구축이 완료되면 한반도를 하루 3회 이상 촬영하고 같은 지역을 24시간 이내 다시 촬영하는 것을 목표로 한다. 
 

▲ 35~40초마다 하나씩…정확도가 관건

위성이 많아진 만큼 임무도 복잡해졌다.

누리호는 목표 고도에 도달한 뒤 네온샛 5기를 한꺼번에 내보내지 않는다. 위성끼리 충돌하는 것을 막기 위해 자세를 바꿔가며 35~40초 간격으로 서로 다른 방향에 한 기씩 분리한다. 이후 부탑재 큐브위성 10기도 순차적으로 분리한다.

여러 위성을 잇달아 분리하는 과정에서 발생하는 충격을 줄이기 위한 저충격 위성분리장치도 이번 발사에 새롭게 적용됐다. 

목표 궤도에 위성을 얼마나 정확하게 올려놓는지도 중요하다.

이번 5차 발사의 주탑재위성 목표 고도는 570㎞다. 성공 기준은 목표 고도에서 ±15㎞ 이내에 네온샛 5기를 투입하는 것이다. 4차 발사 당시 목표였던 고도 600㎞·허용오차 ±35㎞와 비교하면 요구되는 정밀도가 높아졌다. 

5차 발사의 주 임무 성공 여부는 네온샛 5기의 목표 궤도 투입으로 판단한다. 이후 큐브위성 10기까지 성공적으로 안착하면 부차적 임무까지 성공하게 된다. 
 

▲ 이번엔 한낮에 쏜다

발사 시간도 이전과 다르다.

우주항공청이 설정한 7일 발사 가능 시간대는 낮 12시 23분부터 오후 1시 23분까지다. 역대 누리호 발사 가운데 가장 이른 시간대다. 

낮 시간대 발사는 주탑재위성의 임무 수행 조건 등을 고려해 결정됐다. 발사 당일 기상 상황과 우주물체 충돌 가능성 등을 종합적으로 검토한 뒤 발사관리위원회가 최종 발사 시각을 결정한다. 

누리호는 2022년 6월 2차 발사에서 성능검증위성을 목표 궤도에 올리며 처음으로 발사에 성공했다. 이후 실제 활용을 목적으로 하는 위성을 우주로 운반하는 임무를 이어가고 있다. 

이번에는 한 번에 더 많은 위성을 싣고 올라가 서로 충돌하지 않도록 차례로 분리하고, 주탑재위성을 이전보다 좁은 오차 범위 안에 정확히 투입해야 한다.

오는 7일 누리호 발사는 한층 복잡해진 위성 수송 능력을 확인하는 시험대가 될 전망이다.