내일 우주로 떠난다…누리호 5호기, 이전과 다른 점 봤더니

한국형발사체 누리호가 다섯 번째 우주 비행을 하루 앞두고 발사대에 도착하며 마지막 준비에 들어갔다.

6일 우주항공청과 한국항공우주연구원 등에 따르면 누리호 5호기는 이날 오전 6시 전남 고흥 나로우주센터 발사체종합조립동을 출발해 오전 7시 30분께 제2발사대에 도착했다. 무인 특수이동차량인 트랜스포터에 실린 누리호는 조립동에서 발사대까지 약 1.8㎞를 1시간 30분가량 이동했다.

항우연은 전날 오후 6시 30분 발사준비위원회를 열어 누리호의 기술적 준비 상황과 기상 여건을 검토한 뒤 발사대 이송을 결정했다. 발사대에 도착한 누리호는 기립 장치인 이렉터를 이용해 수직으로 세워진 뒤 발사대에 고정된다.

발사대 세운 뒤 엄빌리칼 연결…7일 오전 최종 시각 결정

기립이 끝나면 전력과 연료, 산화제 등을 공급하기 위한 엄빌리칼 연결 작업에 들어간다. 엄빌리칼은 발사 전까지 발사체에 각종 전원과 추진제를 공급하는 설비로 발사체와 지상 설비를 연결하는 일종의 ‘탯줄’ 역할을 한다. 이후 연료와 산화제 공급라인의 연결 상태를 확인하는 기밀점검 등이 진행된다.

이송과 기립, 엄빌리칼 연결 과정에서 문제가 발견되지 않으면 발사대 설치 작업은 6일 중 마무리될 예정이다.

누리호의 다섯 번째 발사는 7일로 예정돼 있다. 우주청은 이날 오전 8시 발사관리위원회를 열어 추진제 충전 여부를 결정하고 기술적 준비 상황과 기상, 우주환경, 우주물체와의 충돌 가능성 등을 다시 확인한다.

현재 설정된 발사 가능 시간대는 낮 12시 23분부터 오후 1시 23분까지다. 정확한 발사 시각은 발사 당일 최종 결정된다. 기상이나 기술적 문제 등으로 7일 발사가 어려워질 경우를 대비해 오는 8일부터 14일까지 발사 예비기간도 확보했다.

이번 누리호에는 초소형군집위성 2~6호 5기와 큐브위성 10기 등 모두 15기의 위성이 탑재됐다. 지금까지 이뤄진 누리호 발사 가운데 가장 많은 위성을 한 번에 싣는다. 목표는 고도 500㎞대 태양동기궤도에 위성들을 투입하는 것이다.

특히 초소형군집위성 여러 기를 한꺼번에 목표 궤도로 보내는 임무에 나선다는 점에서 앞선 발사와 차이가 있다. 발사체를 우주로 올려 보내는 것뿐만 아니라 여러 위성을 정해진 조건에 맞춰 궤도에 정확하게 배치하는 능력까지 다시 확인하는 과정이다.

누리호는 높이 약 47.2m, 총중량 약 200t의 3단형 발사체다. 1단에는 75t급 액체엔진 4기, 2단에는 75t급 엔진 1기, 3단에는 7t급 엔진 1기가 사용된다. 1.5t급 실용위성을 고도 600~800㎞의 저궤도에 투입할 수 있도록 국내 기술로 개발됐다.

첫 발사 실패 딛고 2·3·4차 연속 성공

누리호의 첫 비행은 2021년 10월 21일이었다. 당시 1단과 페어링, 2단 분리 등 주요 비행 절차는 정상적으로 진행됐고 위성모사체도 목표고도인 700㎞에 도달했다. 하지만 3단 엔진이 계획했던 521초보다 이른 475초에 연소를 마치면서 목표 속도를 확보하지 못해 위성모사체를 궤도에 올려놓는 데는 실패했다.

원인 조사에서는 3단 산화제탱크 내부 헬륨탱크의 고정 문제로 산화제가 누설되면서 엔진이 조기에 꺼진 것으로 분석됐다. 이후 관련 구조를 보강한 누리호는 2022년 6월 21일 2차 발사에 다시 나섰다. 성능검증위성과 위성모사체를 목표 궤도에 올려놓으며 처음으로 발사에 성공했다.

2023년 5월 25일 진행된 3차 발사부터는 성격도 달라졌다. 시험 성격에서 벗어나 실제 임무를 수행하는 실용위성을 싣기 시작했다. 차세대소형위성 2호와 큐브위성 7기가 탑재됐으며 누리호가 국내 실용위성을 싣고 발사 서비스를 수행한 첫 사례가 됐다. 한화에어로스페이스도 체계종합기업으로 처음 발사에 참여했다.

4차 발사는 지난해 11월 27일 이뤄졌다. 누리호는 차세대중형위성 3호와 큐브위성 12기를 싣고 우주로 향해 목표 궤도인 고도 600㎞에 위성을 투입했다. 우주청과 항우연은 당시 발사체 비행 성능과 위성 분리가 모두 정상적으로 이뤄진 것으로 확인했다.

4차부터는 한화에어로스페이스가 제작을 주관하면서 민간 주도 발사체 체계로 넘어가는 과정도 본격화됐다. 정부와 항우연이 중심이던 누리호 기술과 제작 경험을 민간으로 이전해 국내 우주산업의 발사체 제작 역량을 키우는 것이 누리호 고도화사업의 주요 목표 가운데 하나다. 올해에는 누리호 개발 기술의 민간 이전 계약도 체결됐다.

15개 위성 싣는 5차…누리호 ‘반복 발사’ 능력 시험대

이번 5차 발사의 의미도 여기에 있다. 한 번의 발사 성공 자체보다 같은 발사체를 안정적으로 반복 운용할 수 있는지를 확인하는 단계에 접어들었기 때문이다.

누리호는 2021년 첫 시험비행 이후 2022년과 2023년, 2025년까지 네 차례 우주로 향했다. 1차에서는 최종 궤도 투입에 실패했지만 이후 세 번의 발사를 성공적으로 마쳤다. 항우연이 밝힌 누리호 개발 방향 역시 반복 발사를 통해 신뢰성을 높이고 국내 독자 우주 수송 능력을 확보하는 데 맞춰져 있다.

5차 발사에서도 한화에어로스페이스가 4차에 이어 제작을 주관한다. 여기에 역대 가장 많은 15기의 위성을 싣고 국내에서는 처음으로 군집위성을 궤도에 투입하는 임무까지 수행하게 된다.

누리호가 7일 예정대로 발사돼 위성들을 목표 궤도에 올려놓으면 2차 발사 이후 네 차례 연속 발사 성공 기록도 이어지게 된다. 발사 하루 전 모든 시선은 이제 나로우주센터 제2발사대에 수직으로 세워질 누리호 5호기에 쏠리고 있다.