누리호 18분58초의 승부...'진짜 위성' 8기 태우고 내일 배달 임무

누리호 비행 시퀀스. / 그래픽=최헌정 디자인기자

첫 실전 비행을 하루 앞둔 한국형발사체 누리호(KSLV-II)가 발사 준비를 순조롭게 진행 중이다. 누리호는 발사대에 기립·고정된 상태로 앞으로 전기계통 연결과 추진제(연료·산화제) 주입을 위한 점검을 수행할 예정이다. 막판 돌발 변수인 비·구름과 고층풍만 없다면 누리호는 오는 24일 실용 인공위성 8기를 싣고 우주로 떠난다.

23일 한국항공우주연구원과 과학기술정보통신부에 따르면 누리호는 이날 오전 오전 8시54분쯤 전남 고흥 나로우주센터 내 발사체종합조립동을 나와 제2발사대까지 이송을 완료했다. 이어 누리호 발사에 필요한 전원을 연결하고 엄빌리컬(Umbilical·탯줄) 타워에서 추진제가 새지 않는지 등 기밀 점검을 실시하고 있다.


항우연과 과기정통부는 발사 당일인 24일 오후 2시 발사관리위원회를 개최한다. 위원회는 기상 상황과 기술적 준비 상황, 우주 물체와 충돌 가능성 등을 종합 검토해 '발사 윈도우'(발사 가능 시간대)를 확정한다. 큰 문제가 없는 한 오후 6시24분(±30분) 발사할 예정이다.
누리호 3차 발사인데…첫 실전 의미는
누리호가 수송선이라면 위성은 수송선에 탑승한 '손님'이다. 누리호 1차(실패)·2차(성공) 발사 땐 손님석에 가짜위성(위성모사체)과 성능검증위성을 각각 탑재했다. 이와 달리 누리호 3차 발사에선 우주에서 동작할 실용 인공위성 8기를 탑재한다. 사실상 첫 손님을 태운 실전인 셈이다.

실용위성 8기 중 주탑재체는 KAIST(한국과학기술원)가 개발한 '차세대 소형위성 2호'(차소형 2호)다. 부탑재체는 나머지 위성 7기로 △10㎏급 나노위성 도요샛 4기(한국천문연구원) △10㎏급 LUMIR-T1(루미르) △4㎏급 JAC(져스텍) △6㎏급 KSAT3U(카이로스페이스) 등이다.

누리호는 차소형 2호가 원하는 발사 시간대에 맞춰 오후 6시24분(±30분)쯤 날아오른다. 1·2차 발사 시간이었던 오후 4시에 비해 약 2시간20분 늦춰졌다. 차소형 2호는 SAR(합성개구레이다)를 장착하고 있어 주·야간 24시간, 구름 영향을 받지 않고 지구 전범위를 관측할 수 있다.


다만 SAR은 일반 카메라와 달리 전력을 많이 소모한다. 이 때문에 우주에서 전기를 생산하는 태양전지판이 항상 태양을 향해야 한다. 위성이 항상 태양을 바라보는 궤도를 '여명-황혼 궤도'라 부르는데, 이 궤도에 들어가려면 오후 6시쯤 지상을 날아올라야 한다.


최대 난관은 '날씨'…발사 후 13분3초면 발사 성패 판가름앞으로 누리호 발사까지 최대 난관은 날씨다. 기상청은 발사 당일인 이날 전남 고흥군 날씨가 고기압 영향으로 대체로 맑겠다고 예보했다. 대기 상층을 지나는 한기 영향으로 구름이 다소 낄 수 있으나 구름대가 두껍지 않아 발사에는 무리가 없는 수준이다. 또 발사 지점의 예상 풍속도 초속 1~4m 수준으로 최상의 조건이다.

누리호는 발사 수시간 전부터 연료(케로신)와 산화제(액체산소)를 충전하고 10분 전부터 발사자동운용(PLO) 시스템을 가동한다. 지상을 박차고 날아오르면 125초(2분5초)만에 1단을 분리한다. 이어 272초(4분32초)에 2단을 분리하고, 위성을 실은 3단으로만 비행을 시작한다.

차소형 2호는 783초(13분3초)에 분리된 이후 20초 간격으로 나머지 7기 위성도 분리된다. 누리호 최종 비행은 1138초(18분58초)에 마친다. 발사 1시간30분 후면 위성 초기 교신결과 발표가 이뤄져 임무 성패가 판가름난다.

누리호 비행 여정. / 사진=한국항공우주연구원

한국형발사체 누리호(KSLV-II)가 성공적으로 발사된다면, 누리호 3단부에서 차소대소형위성(차소형) 2호(갈색)가 이처럼 목표궤도 550㎞에 나아간다. 누리호 1·2단은 우주로 올라가며 지상으로 로켓 기체를 떨어뜨리고, 최상단부인 3단부만 남는다. 3단부에서 분리된 차소형 2호는 지구 궤도를 돌며 한반도 인근을 관측할 예정이다. / 영상=한국항공우주연구원