1차 실패원인 3단 엔진 조기종료 문제 해결

2차는 모사체 아닌 실제 위성 궤도안착 임무

성능검증위성에 초소형 큐브위성 4기 탑재

5년내 총 6873억원 투입해 네 차례 더 발사

누리호 2차 발사는 1차 발사와 다르게 180kg의 성능검증위성과 4기의 초소형 큐브위성이 탑재된다. 1차 발사에서는 발사체의 위성 분리 성능을 검증하기 위한 위성 모사체만 탑재됐었지만 이번 발사에서는 실제 위성을 궤도에 안착시키는게 목표다.

방효충 한국과학기술원(KAIST) 항공우주학과 교수는 “이번 발사는 우리나라 손으로 개발한 발사체에서 우리 위성을 우주궤도에 올리는 것이기 때문에 무엇보다 의미가 크다”며 “국내 우주개발 역사의 한 획을 긋게 될 것”이라고 말했다.

성능검증위성의 중량은 약 180kg(큐브위성 4기 포함)으로 국내에서 개발한 발열전지, 제어모멘트자이로 및 S-밴드 안테나를 탑재해 우주환경에서 탑재체가 설계에 따라 작동하는지 여부를 확인한다.

큐브위성 4기는 조선대, 서울대, 연세대, KAIST 등 국내 4개 대학의 학생들이 약 2년 동안 개발했다. 큐브위성은 600~800km 사이의 태양동기궤도에서 2년간 임무를 수행하게 된다.

안상일 한국항공우주연구원 위성우주탐사체설계부 박사는 “성능검증위성은 고도 700km에서 누리호에서 분리돼 위성 투입 성능을 검증하는 목적”이라며 “발사 후 약 2시간 이후에는 신호수신을 통해 위성의 상태를 확인할 수 있을 것”이라고 말했다.

성능검증위성은 누리호 발사 후 약 42분 23초가 지나 남극 세종기지와 첫 번째 교신을 수행한다. 1시간 40분 6초 후에는 대전 항우연 지상국과 첫 교신을 한다. 발사 3시간 57분 뒤에는 남극 세종기지와 신호를 일부만 전송받는 비콘모드로 교신을 한다.

성능검증위성이 궤도에 안착하면 태양을 향한 초기 자세제어를 마치고 지상국과 접속을 시도해 초기 기록과 상태정보를 전송할 예정이다. 이 과정이 정상적이면 일주일 동안 위성의 위치 정보 확인이 이뤄지며 지상국과 정상적인 교신이 가능하다고 판단되면 23일부터 29일까지 위성을 1기씩 순차적으로 사출한다.

안 박사는 “9시 정도면 남극 세종기지에서 비콘 신호를 수신해 위성이 태양을 향한 초기 자세제어를 하고 있는지 확인한다”며 “약 11시간 뒷면 위성 상태 데이터를 확인할 수 있어 최종 성공 여부를 알 수 있다”고 설명했다.

누리호 2차 발사 성패와 상관없이 오는 2027년까지 총 6873억원을 투입해 네 차례 발사에 나설 계획이다. 과기정통부는 발사체 기술의 신뢰성을 확보하고 민간에 기술이전을 가속화할 방침이다.

또 정부는 오는 2031년까지 9년 간 1조 9330억원을 투입해 누리호를 잇는 차세대발사체 개발을 위한 예비타당성조사에도 착수했다.

차세대 발사체는 액체산소-케로신 기반 2단형 발사체로 개발된다. 1단 엔진은 100톤급 다단연소사이클 방식 액체엔진 5기가 클러스터링 되고, 재점화, 추력조절 등 재사용발사체 기반기술이 적용되며, 2단 엔진은 10톤급 다단연소사기클 방식 액체엔진 2기로 구성되고 다회점화, 추력조절 등의 기술이 적용된다.

차세대 발사체 개발이 완료되면 우리나라는 지구궤도 위성 뿐만 아니라 달, 화성 등에 대한 독자적인 우주탐사 능력을 확보하게 된다.

과기정통부는 개발된 차세대 발사체를 활용해 2030년 달 착륙 검증선을 발사해 성능을 확인한 후, 2031년 달착륙선을 발사할 계획이다.

방 교수는 “누리호 발사는 국내에서도 민간주도 뉴스페이스 시대 개막을 위한 시금석 역할을 할 것으로 기대된다”며 “우주개발 후발주자인 만큼 당분간 정부가 역할을 하면서 새로운 기술개발을 통해 기회를 늘린다면 민간의 참여가 확대되고 선순환할 수 있는 생태계를 구축할 수 있을 것”이라고 말했다. 구본혁 기자


nbgkoo@heraldcorp.com