누리호 3차 발사 D-1, 우리 기술로 만든 실용 위성 8기 싣고 우주로

우리 기술로 만든 우주발사체 누리호 3차 발사가 하루 앞으로 다가왔다. 발사 시간은 24일 오후 6시 24분(±30분)이며 현재 조립동에서 발사대로 이동 완료된 상태이다.   

누리호 3차 발사는 시험비행 성격의 1, 2차 발사와 달리 실용 위성 8개를 탑재하고 이를 우주 궤도에 투입하는 임무를 수행하게 된다.

이날 누리호는 오전 7시 20분쯤 발사체 조립동을 출발해 제2발사대까지 1.8㎞의 짧은 거리를 약 1시간 30분 가량에 걸쳐 이동했다. 

이동 과정에서 발생할 수 있는 작은 충격에도 기체가 영향을 받을 수 있기 때문에 시속 1.5㎞로 매우 천천히 이동했다. 누리호를 옮긴 트랜스포터 자체도 특수 제작된 무진동 차량이다.

23일 전남 고흥 나로우주센터에 위치한 발사체조립동에서 출발한 누리호가 발사대에 도착했다 (사진=한국항공우주연구원)

실제로 지난해 진행된 2차 발사에서는 약 37만 개에 달하는 누리호 부품 가운데 1단부 산화제탱크의 수위 감지 장치(센서) 단 1개에서 문제가 발생하면서 발사일이 연기되는 위기를 겪기도 했다.

발사대에 도착한 누리호는 기립 준비 과정을 거쳐 발사대에 수직으로 세워지게 된다. 그다음에는 누리호에 전원 및 추진제(연료·산화제) 등을 충전하기 위한 엄빌리칼 연결 및 기밀점검(연료 등 누출 가능성 점검) 등 발사 준비 작업이 수행된다.

발사 하루 전인 이날 특별한 이상이 발생하지 않는 한 오후 7시 이전에 발사대 설치작업이 종료될 것으로 예상하고 있다.

발사 준비 작업을 모두 마치면 발사 당일인 24일 과학기술정보통신부와 항우연이 ‘누리호 발사관리위원회’를 열고 추진제 충전 여부를 결정하고 기술적 준비상황, 기상 상황, 발사 윈도우, 우주물체와의 충돌 가능성 등을 종합적으로 검토해 최종 발사 시각 등을 결정하게 된다.

가장 큰 변수는 날씨 등 기상 상황이지만 큰 문제가 되지 않을 것으로 기대된다. 기상청에 따르면 발사대가 있는 전남 고흥군 봉래면의 24일 날씨는 구름이 약간 낄 것으로 보이며, 강수 확률은 20% 수준으로 예상되고 있다.

지난해 6월21일 누리호 2차 발사 때의 모습.(사진=한국항공우주연구원)

누리호에 탑재된 위성 8기 종류와 임무는

이번 3차 발사에는 국내 대학과 연구기관, 기업체가 제작한 실용급 위성이 처음으로 탑재된다. 주탑재 위성 1기와 부탑재 위성 7기, 총 8기의 위성으로 구성된다. 카이스트(KAIST)가 개발한 차세대 소형위성 2호 1기, 한국천문연구원의 군집위성 도요샛 4기, 민간기업에서 제공한 져스텍, 루미르, 카이로 스페이스 등 3기다.

차세대소형위성 2호는 독자 개발한 합성개구레이더(SAR)의 우주에서의 지구 관측 성능을 확인하는 것이 주 임무이다. SAR은 위성에서 쏜 마이크로파가 지상에서 반사돼 돌아온 신호를 통해 지구관측레이더 영상을 획득한다. 북극 해빙변화, 산림 생태변화, 해양환경오염 탐지 등의 임무수행이 기대된다.

도요샛 4기는 고도 500km의 태양동기궤도를 함께 편대비행을 하며 약 6개월 간 우주날씨의 변화를 관측할 예정이다. 이러한 편대 비행을 통해 단일 위성 관측이 갖는 관측 한계를 넘어 우주 플라즈마 분포의 시·공간적 변화를 미세한 수준까지 관측해 향후 태양풍에 의한 우주폭풍 및 우주환경 실시간 예보와 분석 정확도 향상에 기여할 계획이다.

누리호 2차·3차 발사 비교(자료=한국항공우주연구원)

누리호 발사 후 1183초만에 성공 판가름 난다

발사대로 옮겨진 누리호는 발사 당일인 24일에는 발사 4시간 전부터 연료와 산화제 충전이 시작된다.  이 같은 과정이 모두 문제없이 완료되고 기상 조건까지 부합되면 누리호는 오후 6시 24분 우주로의 비행에 나서게 된다.

누리호가 성공적으로 발사되면 1단, 페어링, 2단을 모두 분리하고, 발사 후 783초가 지난 시점에서 목표 고도인 550㎞ 상공에 도달하게 된다.

목표 고도에 도착한 뒤  KAIST가 개발한 차세대 소형위성 2호가 분리될 예정이다. 이후 20초 간격으로 천문연의 도요샛 위성 4기와 국내 기업들이 개발한 위성 3기가 차례로 분리된다. 누리호의 비행 종료 시간은 발사 후 1183초 후로 예상된다.

위성들의 초기 교신 성공 여부는 발사 약 1시간 30분 뒤 확인될 전망이다.

한편, 우주발사체는 반복적인 발사 운용을 통해 발사 과정 최적화, 안정화 및 신뢰성 향상이 요구된다. 항우연에 따르면, 향후 2025년 차세대중형위성 3호의 4차 발사, 2026년 초소형위성 2~6호의 5차 발사, 2027년 초소형위성 7~11호의 6차 발사 등 순차적 일정이 수립돼 있다.

해외 우주선진국들도 첫 발사 이후에 반복발사를 통해 발사체의 성능과 신뢰성을 제고시켜 왔는데,  첫번째 발사 성공 이후 계속 발사에서 실패하는 사례도 적지 않다.

김종범 항우연 책임연구원은 “누리호 반복발사는 성공과 실패라는 이분법적 사고와 접근보다는 반복발사를 통해 기술과 경험을 축적해 발사 성공률을 높여가는데 의의가 있다”고 강조했다.

(www.korea.kr)