누리호 3차 발사는 5월 24일···실제 상용위성 궤도 투입 첫 시도

과기정통부, 발사 시점 18시24분···예비일은 25-31일

누리호 3차 발사가 5월 24일로 정해졌다. 누리호에 처음으로 실제 상용 위성을 탑재해 궤도에 올리게 된다. 위성의 임무 수행 궤도를 고려해 발사 예정 시간은 지난 2차 발사보다 늦어진 오후 6시 24분으로 잡혔다.

과학기술정보통신부는 11일 누리호발사관리위원회를 개최, 5월 24일 18시 24분으로 발사 시점을 결정했다. 발사 준비 상황과 위성 탑재 일정, 최종 시험 계획, 기상 및 우주환경, 우주물체 충돌 가능성 같은 발사 조건 등을 검토한 결과다.

3차 발사를 앞둔 누리호가 나로우주센터 조립동에서 1단과 2단 결합 작업을 하고 있다. (사진=항우연)

기상 문제 등으로 인한 일정 변경 가능성을 고려, 25일부터 31일 사이를 발사 예비일로 지정했다. 발사 예정 시간 18시 24분은 주탑재위성인 차세대소형위성 2호가 임무를 수행하는 고도 550㎞궤도를 고려해 정해졌다. 발사 시간은 앞뒤 30분 정도 차이날 수 있다.

현재 누리호는 1단과 2단의 조립을 완료하고 성능 시험을 진행하고 있다. 3단부에 탑재될 8기의 위성은 최종 환경 시험 등을 수행 중이며, 다음달 1-2일 나로우주센터로 입고될 예정이다. 입고 후 약 3주 간 3단에 위성을 조립하고, 1·2단과 총 조립하는 과정이 진행된다.

지난번 700㎞, 이번엔 550㎞ 궤도에 올리는 이유

이번 3차 발사에선 무게 179.9㎏의 차세대소형위성 2호가 주탑재위성으로 실리고, 한국천문연구원의 도요샛 4기 등 7기의 큐브위성을 합쳐 총 8기의 위성이 탑재된다. 지난해 2차 발사에서는 큐브위성 4기를 우주에 사출하는 성능검증위성과 위성모사체만 실어 성능을 검증했다. 이번에 상용 위성 발사라는 발사체 본연의 역할을 최초로 수행한다는 점에서 의미가 있다고 과기정통부는 설명했다.

누리호 2차 발사 및 3차 발사 비교 (자료=과기정통부)

누리호 2차 발사에서는 700㎞ 궤도에 위성을 올렸지만, 3차 발사에서는 550㎞로 바뀌었다. 한국항공우주연구원 관계자는 "차세대소형위성 2호의 주요 임무인 영상레이더를 가동하기 위해선 전력이 많이 필요하기 때문에, 태양 빛을 받기 좋은 궤도를 선택했다"라고 설명했다. 발사 시간 역시 적정 궤도에서 한반도 위를 날기 적합한 시간을 택해, 지난 2차 발사보다 2시간 가량 늦어졌다. 

누리호 3호기 3단은 차세대 소형위성성 2호를 탑재·분리하는 장치와 큐브위성을 탑재·사출하기 위한 발사관으로 구성돼 있다. 지난해 2차 발사에서는 성능검증위성을 쏜 후, 성능검증위성에서 4기의 큐브위성을 사출했다. 지난번 경험을 바탕으로 이번엔 발사체에서 직접 큐브위성을 사출한다. 또 위성 총중량은 1.5톤에서 504㎏으로 줄었다. 

한국형발사체 누리호 3단의 위성 탑재 (자료=과기정통부)

차세대소형위성 2호 등 위성 8기 탑재

차세대소형위성 2호는 KAIST 인공위성연구소가 개발했으며, 550㎞ 고도에서 소형 영상 레이더 기술 검증, 근지구 궤도 우주방사선 관측 등 과학기술 검증 임무를 수행한다. 임무 상태에서 5203x1340x820㎜ 크기이며, 무게는 179.9㎏이다. 임무 수명은 2년이다.

천문연이 개발한 우주 날씨 관측 위성 도요샛 4기도 함께 탑재된다. 가로, 세로, 높이 각 10㎝에 해당하는 위성 크기 단위 1U 기준, 6U 크기의 큐브위성이다. 무게는 10㎏이며, 수명은 1년이다. 근지구 우주 공간 플라즈마 미세구조의 시공간적 변화를 관측한다. 져스텍, 루미르, 카이로스페이스 등 민간 기업이 개발한 지구 관측 및 우주방사능 측정 위성도 발사된다.

누리호 3차 발사 탑재 위성 개요 (자료=과기정통부)

민간기업이 체계종합기업으로 참여 

항우연이 주도한 지금까지와는 달리, 이번 3차 발사에는 민간 기업이 체계종합기업으로서 처음 발사에 참여한 것도 특징이다. 정부는 국내 발사체 산업 생태계 성장을 위해 작년 10월 한화에어로스페이스를 체계종합기업으로 선정했다. 한화에어로스페이스는 누리호 3차 발사에서 제작 총괄 관리, 발사 공동 운용 등의 역할을 맡았다.

정부는 발사 준비 및 발사 과정에서 일어날 수 있는 비상상황을 철저히 대비하고 공공 안전을 확보하기 위해 지난달 1차 발사안전통제 훈련을 실시했으며, 이달 말 최종 점검 종합훈련을 진행할 계획이다. 종합훈련에는 정부·군·경·지자체 등 11개 기관이 참여하며, 발사 당일과 같은 조건에서 비상상황 발생을 가정해 훈련·점검하게 된다.

오태석  과기정통부 제1차관은 "누리호 3차 발사는 실용급 위성을 발사하는 최초의 시도이자 체계종합기업이 처음으로 참여한다는데 큰 의의가 있다"라며 "한국항공우주연구원과 체계종합기업, 관련 산업체가 모두 발사 준비에 전력을 다하고 있으며 과기정통부도 성공적 발사를 위해 최선을 다하겠다"라고 말했다.

누리호는 이번을 포함, 총 4번 더 발사하며 위성을 10개 이상 투입하는 등 기술을 고도화한다. 또 2033년 달 탐사선을 실어 보낼 추력 100톤급 차세대 발사체 개발 사업도 지난해 예비타당성조사를 통과, 10년 계획으로 개발에 들어갔다.