주탑재 위성 5기·큐브위성 10기 순차 분리 성공
1차 실패 뒤 4회 연속 성공…발사 성공률 80%
민간 참여도 확대…한화에어로, 발사통제 직접 운용

한국형 발사체 누리호가 7일 오후 전남광주 고흥군 나로우주센터에서 발사되고 있다. <출처=연합뉴스>

한국형 발사체 누리호가 5차 발사에서 주탑재 위성 5기를 목표 궤도에 안착시키며 임무를 성공적으로 마쳤다. 2021년 첫 발사 실패 이후 4회 연속 성공 기록을 이어간 데다, 역대 가장 많은 15기의 위성을 우주로 실어 나르는 고난도 임무까지 수행하면서 누리호가 기술 실증 단계를 넘어 국가 우주 임무를 수행하는 ‘우주 수송 수단’으로 진화했다는 평가가 나온다.

우주항공청과 한국항공우주연구원에 따르면 누리호는 7일 낮 12시25분 전남 고흥 나로우주센터 제2발사대에서 발사됐다. 누리호는 이륙 이후 1단과 페어링, 2단을 차례로 정상 분리한 뒤 약 575㎞ 상공의 태양동기궤도에 도달했다.

이후 이륙 약 810초부터 주탑재 위성인 초소형군집위성 2~6호 5기를 차례로 분리했다. 주탑재 위성 분리가 끝난 뒤에는 큐브위성 10기를 10초 간격으로 2기씩 사출했다. 누리호는 약 20분 동안 비행하며 총 15기의 위성을 모두 분리해 공식 임무를 마무리했다.

오태석 우주항공청장은 이날 브리핑에서 “누리호가 성공적으로 임무를 완료했다”고 밝혔다. 주탑재 위성 가운데 초소형군집위성 6호는 남극 세종기지와 최초 교신에도 성공했다. 나머지 초소형군집위성 2~5호 역시 이날 오후 순차적으로 1차 교신을 진행할 예정이다.

이번 발사의 핵심은 단순히 많은 위성을 싣는 것을 넘어 복수의 주탑재 위성을 서로 다른 방향으로 안전하게 분리하는 것이었다. 5기의 위성이 분리 과정에서 충돌하지 않도록 누리호 3단의 자세를 바꾼 뒤 다음 위성을 다른 방향으로 내보내는 과정을 반복했다.

4차 발사에서는 주탑재 위성 1기를 분리한 뒤 약 20초 간격으로 부탑재 위성을 2기씩 사출했지만, 이번에는 주탑재 위성 5기를 35~40초 간격으로 차례로 분리한 뒤 큐브위성을 내보냈다. 이를 위해 저충격 위성분리 장치도 새롭게 개발해 적용했다.

누리호가 향후 상용 발사 서비스 시장에 진입하기 위해 필요한 ‘다중 위성 수송 능력’을 실증했다는 점에서 의미가 크다. 상용 발사체는 한 번의 발사로 서로 다른 고객의 위성을 원하는 궤도에 정확히 배치하는 능력이 경쟁력과 직결된다.

오 청장은 “누리호의 신뢰성이 더욱 높아졌다”며 “군집위성의 성공적인 궤도 투입을 통해 고객이 원하는 궤도와 시간에 맞춰 다양한 임무를 수행할 수 있는 한 단계 높은 우주 수송 역량을 보여줬다”고 강조했다.

한국형 발사체 누리호가 7일 오후 전남광주 고흥군 나로우주센터에서 발사되고 있다. <출처=연합뉴스>

누리호는 2021년 10월 1차 발사에서 3단 엔진이 조기에 연소를 종료하면서 위성모사체를 목표 궤도에 올리는 데 실패했다. 하지만 2022년 2차 발사를 시작으로 3차와 4차, 이번 5차 발사까지 모두 성공하면서 4회 연속 성공 기록을 쌓았다. 누적 발사 성공률도 5차례 가운데 4차례 성공한 80%로 높아졌다.

탑재 임무 역시 발사를 거듭할수록 복잡해지고 있다. 2023년 3차 발사에서는 차세대소형위성 1기와 큐브위성 7기를 실었고, 지난해 4차 발사에는 차세대중형위성 3호와 큐브위성 12기가 탑재됐다. 이번에는 초소형군집위성 5기와 큐브위성 10기를 싣고 우주로 향했다. 위성부 중량도 약 1071㎏으로 4차 발사보다 110여㎏ 늘었다.

함께 실린 큐브위성 10기는 국내 기업과 대학, 연구기관이 개발했다. 의약품 결정 성장부터 인공지능(AI), 국산 반도체, 레이저 광통신 등 다양한 신기술을 실제 우주 환경에서 검증한다. 누리호가 다양한 부탑재 위성에 비행 기회를 지속적으로 제공하면 국내 기업과 대학의 우주 기술 실증 기회도 확대될 전망이다. 발사체를 중심으로 위성과 부품, 서비스로 이어지는 국내 우주산업 생태계 확대에도 도움이 될 것으로 기대된다.

민간의 역할이 확대됐다는 점도 이번 발사의 특징이다. 누리호는 4차 발사부터 한화에어로스페이스가 제작·조립을 총괄하고 있으며, 이번에는 발사통제 업무까지 민간 참여 범위가 넓어졌다.

발사통제센터 전체 22개 콘솔 가운데 20개에 한화에어로스페이스 인력이 참여했고, 이 가운데 18개 콘솔을 직접 운용했다. 정부가 개발을 주도하고 민간이 제작에 참여하던 구조에서 민간이 발사체 제작과 운용을 아우르는 방향으로 역할이 확대되는 셈이다.

누리호 고도화사업은 반복 발사를 통해 제작뿐 아니라 발사 운용 경험까지 민간에 이전하는 것을 목표로 하고 있다. 한화에어로스페이스는 7차 발사까지 누리호 발사 운용에 참여하며 관련 기술과 경험을 축적할 예정이다. 내년 예정된 6차 발사부터는 전남 순천에 구축한 단 조립장에서 발사체 단 조립을 진행한 뒤 나로우주센터로 옮겨 총조립하는 방안도 추진된다.

안형준 과학기술정책연구원 우주공공팀장은 “이번 발사는 대형 단일 위성 중심에서 소형 위성의 양산·군집 운용으로 나아갔다는 점에서 의미가 있다”며 “누리호가 기술 실증을 넘어 국가 임무를 뒷받침하는 우주 수송 수단으로 진화하고 있다”고 평가했다.

[CEO스코어데일리 / 김동일 기자 / same91@ceoscore.co.kr]