우주항공청과 한국항공우주연구원은 15일 오전 서울에서 ‘누리호 5차 발사 탑재위성 언론 간담회’를 열고 발사 준비 현황과 탑재위성의 주요 임무를 공개했다.

[디지털데일리 강소현 기자] “이번 발사가 성공하면 우리나라는 위성 개발을 넘어 양산과 군집운영 체제로 도약하게 됩니다.”

누리호가 국내 첫 실용 군집위성 발사에 도전한다. 동일한 임무를 수행하는 초소형군집위성 5기를 한 번에 궤도에 올려 순차 분리하는 임무다. 국내 위성산업이 ‘한 기를 잘 만드는 시대’에서 ‘여러 기를 함께 운용하는 시대’로 넘어가는 신호탄이라는 점에서 의미가 크다.

우주항공청과 한국항공우주연구원은 15일 오전 서울에서 ‘누리호 5차 발사 탑재위성 언론 간담회’를 열고 발사 준비 현황과 탑재위성의 주요 임무를 공개했다.

◆ 네온샛 5기 한 번에 쏜다…누리호 첫 ‘다중 주탑재’ 도전

오는 10월7일 예정된 누리호 5차 발사에는 주탑재위성인 초소형군집위성 ‘네온샛(NEONSAT)’ 5기와 대학·지방자치단체·기업 등이 개발한 큐브위성 10기 등 총 15기가 탑재된다. 역대 누리호 발사 가운데 가장 많은 위성이 한 번에 우주로 향한다.

이번 발사의 핵심은 네온샛 2~6호다. 한 기당 무게 100kg 미만인 네온샛에는 흑백 1m급·컬러 4m급 해상도의 전자광학카메라가 탑재된다. 확보한 영상은 국가안보뿐 아니라 산불·홍수 등 재난·재해 대응에 활용된다.

누리호는 이륙 약 13분30초 뒤부터 네온샛 5기를 약 35~40초 간격으로 차례로 분리한다. 위성 간 충돌을 막기 위해 각각 서로 다른 방향을 향하도록 내보낸다.

네온샛 군집은 이번 발사만으로 완성되지 않는다. 올해 1차 양산기 5기를 첫 번째 궤도면에 투입하고, 2027년 누리호 6차 발사에서 2차 양산기 5기를 추가해 총 10기 체제를 구축한다는 계획이다.

군집이 완성되면 한반도를 하루 3회 이상 촬영하고 같은 지점을 24시간 안에 다시 촬영할 수 있게 된다. 단일 위성보다 관측 공백을 크게 줄일 수 있어 국가안보와 재난·재해 대응에 필요한 정보를 보다 빠르게 확보할 수 있다.

이상현 KAIST 인공위성연구소 초소형군집위성 사업단장은 “기존에는 위성 한 기를 제작하는 데 2~3년씩 걸렸지만 양산 체계를 구축한 이후에는 한 기 제작에 약 2개월이면 가능하다”며 “시험 절차와 부품 수급, 품질관리 체계를 최적화하면서 제작 기간과 비용을 상당히 줄일 수 있게 됐다”고 말했다.

이어 “군집 운용을 통해 대량의 영상을 확보하면 AI를 활용한 변화 탐지 등 다양한 분야로 활용할 수 있다”며 “위성체와 지상체, 활용시스템 역시 다수 위성을 운영할 수 있도록 자동화해 운용할 예정”이라고 덧붙였다.

복수의 주탑재위성을 동시에 실어야 하는 만큼 누리호의 탑재·분리 방식에도 변화가 생겼다. 이번 발사에는 위성 분리 시 충격을 기존보다 절반 수준으로 낮춘 저충격 위성분리장치가 새로 적용됐다. 충격응답스펙트럼(SRS) 기준 약 2000G 수준이던 충격을 약 1000G 수준으로 줄였다는 설명이다.

박종찬 한국항공우주연구원 한국형발사체고도화사업단장은 “이번 발사의 가장 큰 특징은 주탑재위성을 복수로 탑재하는 최초의 발사라는 점과 역대 가장 많은 위성을 탑재한다는 점”이라며 “주탑재위성들이 정확한 궤도에 들어가고, 분리 과정에서 발사체나 위성 간 충돌 없이 정상적으로 투입되도록 하는 것이 기술적으로 가장 중요하다”고 말했다.

이어 “기존에는 화약 작동을 통해 클램프 밴드를 해제하는 과정에서 비교적 큰 충격이 발생했다”며 “이번에는 클램프 밴드를 잡고 있는 장치가 풀리면서 충격을 줄이는 구조를 적용해 기존 대비 충격량을 크게 낮췄다”고 덧붙였다.

큐브위성을 추가로 장착하기 위해 확장형 탑재 구조물인 ‘ESPA’도 적용됐다. 이에 따라 위성 탑재부 구조 중량은 4차 발사 때보다 100kg가량 늘었다.

박 단장은 “늘어난 중량은 ESPA 구조물이 추가된 데 따른 것”이라며 “위성 자체의 중량이나 ESPA를 제외한 나머지 부분은 기존과 큰 차이가 없다”고 말했다.

◆ 해양쓰레기부터 우주제약까지…큐브위성 10기 ‘우주 실험실’

이번 발사는 군집위성뿐 아니라 국내 우주기술을 실제 우주환경에서 시험하는 실증 무대라는 점에서도 의미가 있다.

함께 실리는 큐브위성 10기는 국산 소자·부품 검증부터 우주환경 조사, 미세먼지·해양쓰레기 관측, 우주제약 등 서로 다른 임무를 수행한다.

대표적으로 KAIST의 ‘지비샛(GBSat)’은 저궤도 우주방사선 환경을 측정해 향후 위성과 탐사선, 발사체 설계에 활용할 데이터를 확보한다. 무인탐사연구소의 ‘율리시스’는 미세먼지를 관측하는 동시에 향후 달 탐사 로봇에 활용할 온보드컴퓨터와 카메라 인터페이스 보드 등을 검증한다.

민간기업의 사업화 가능성을 시험하는 실증도 이뤄진다. 예컨대 스페이스린텍은 누리호 4차 발사에서 항암제 ‘키트루다’의 우주 결정 성장 실험을 수행한 데 이어 이번에는 치매 치료 후보물질과 온보드 AI를 시험할 예정이다.

윤학순 스페이스린텍 대표는 “위성과 교신할 수 있는 시간이 제한돼 있어 사람이 결정 성장 과정을 계속 관찰하고 개입하기 어렵다”며 “이번에는 AI가 결정 성장 과정을 자동으로 판독하고 필요한 시점에 개입할 수 있도록 하는 기술을 검증한다”고 말했다.

◆ 참관에서 직접 관제로…민간이 누리호 운영 전면에

우주항공청과 한국항공우주연구원은 15일 오전 서울에서 ‘누리호 5차 발사 탑재위성 언론 간담회’를 열고 발사 준비 현황과 탑재위성의 주요 임무를 공개했다. 사진은 한국형발사체 누리호가 27일 오전 1시 13분 전남 고흥 나로우주센터에서 발사되고 있다. [사진=한국항공우주연구원]

누리호 5호기는 현재 고흥 나로우주센터에서 총조립 막바지 작업을 진행하고 있다. 탑재위성은 모두 나로우주센터에 입고돼 누리호 상단 탑재를 마쳤으며 발사체 총조립은 9월 말 완료될 예정이다.

이후 10월5일까지 최종 점검을 거쳐 이상이 없으면 10월6일 발사대로 이송한다. 발사 가능 시간대는 주탑재위성의 궤도 조건을 역산해 낮 12시23분부터 오후 1시23분 사이로 설정됐다. 최종 발사 시각은 당일 기상과 우주물체 충돌 가능성, 발사체 상태 등을 종합해 발사관리위원회가 확정한다.

이번 5차 발사에선 민간 체계종합기업의 역할도 한층 커졌다. 누리호 4차 발사 당시에는 발사관제 현장에서 주로 참관하는 수준이었다면 5차 발사부턴 기술이전 범위에 포함되는 약 75%의 관제 시스템에서 민간기업 인력이 주 운영자로 직접 참여한다.

박 단장은 “민간기업의 참여 인원도 30명대에서 약 44명으로 늘어나는데, 이는 궁극적으로 민간기업이 누리호 후속 발사를 주도적으로 수행할 수 있도록 역량을 이전하는 과정”이라며 “향후에는 기술이전 대상이 아닌 일부 시스템을 제외한 지상관제 시스템 전반에서 체계종합기업 인력이 주 운영자로 참여하도록 범위를 확대할 예정”이라고 말했다.

누리호는 지금까지 네 차례 발사 가운데 최근 세 차례를 연속 성공했다. 이번 5차 발사는 연속 성공 여부를 넘어, 동일한 위성 여러 기를 한 번에 정확히 배치하고 민간·대학 위성을 동시에 실증할 수 있는 역량을 확인하는 계기가 될 전망이다.

이 단장은 “이번 발사를 통해 군집위성을 활용한 국가안보와 재난 대응 능력을 높이는 동시에 양산체계와 자동화 기술을 확보할 수 있을 것”이라며 “민간 주도 우주산업 생태계 조성과 국내 우주산업 활성화에도 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.