군집위성 5기 순차 분리 뒤 큐브위성 10기 사출 자세 바꿔가며 충돌 방지…5기는 2~3개월 뒤 '위성 편대' 완성 편집자주한국형발사체 누리호가 오는 7일 다섯 번째 우주 비행에 나선다. 네 차례 발사를 거치며 비행 성능을 입증한 누리호는 이번 5차 발사에서 한 단계 더 복잡한 임무에 도전한다. 15기의 위성을 한꺼번에 싣고 우주로 향하고, 민간의 역할은 더 커졌으며, 발사를 둘러싼 안전 기준도 한층 촘촘해졌다. 아시아경제는 누리호 5차 발사를 계기로 누리호가 쌓아온 변화와 새롭게 도전하는 임무, 달라진 발사 운용을 3회에 걸쳐 살펴본다. 전남 고흥 한국항공우주연구원 나로우주센터 발사체종합조립동에서 연구진이 누리호 1·2단과 3단 결합 작업을 수행하고 있다. 항우연 제공 한국형발사체 누리호가 다음 달 7일 우주에 도착하면 또 하나의 까다로운 임무가 시작된다. 싣고 간 위성 15기를 정해진 순서와 시간에 맞춰 하나씩 안전하게 내려놓는 일이다. 초소형군집위성 5기는 35~40초 간격으로 순차 분리하고, 이후 큐브위성 10기도 차례로 사출한다. 먼저 내려놓은 위성과 뒤따르는 위성, 발사체가 서로 충돌하지 않도록 누리호의 자세까지 바꿔가며 진행하는 '정밀 분리' 임무다. 누리호 5차 발사의 주탑재위성은 한국과학기술원(KAIST) 인공위성연구소가 총괄 개발한 초소형군집위성 '네온샛(NEONSAT)' 2~6호 5기다. 여기에 국산 소자·부품 우주검증 플랫폼 E3 Tester-2 등을 포함한 큐브위성 10기가 함께 실린다. 누리호가 목표 궤도에 도달하면 먼저 네온샛 5기를 한 기씩 분리한다. 릴게임정글북 위성 사이의 시간 간격은 약 35~40초다. 이 간격은 임의로 정한 것이 아니다. 먼저 분리된 위성과 다음 위성이 궤도에서 충분히 떨어질 수 있는지를 분석해 결정했다. 그렇다고 분리 간격을 무작정 늘릴 수도 없다. 제한된 시간 안에 15기를 모두 우주에 내려놓아야 하기 때문이다. 한영민 항우연 우주발사체연구소장은 "15개 위성을 발사하다 보니 시간이 충분하지 않다"며 분리된 위성들이 궤도를 돌면서 충분한 거리를 확보할 수 있도록 간격을 결정했다고 설명했다. 위성을 떼어낼 때는 누리호 3단의 자세도 바꾼다. 네온샛 5기를 순차적으로 분리한 뒤에는 큐브위성 10기를 10초 간격으로 2기씩 사출한다. 모든 위성을 내려놓은 뒤에는 누리호 3단 자체도 위성들과 다시 가까워지지 않도록 회피기동을 수행한다. 새로운 분리장치도 투입된다. 항우연은 이번 발사를 위해 초소형군집위성용 저충격 위성분리장치를 개발했다. 위성을 발사체에 단단히 고정했다가 궤도에서 떼어내는 순간 전달되는 충격을 낮추기 위한 장치다. 부탑재위성을 싣기 위한 하부링도 새로 적용됐다. 누리호의 역할은 위성을 떼어놓는 순간 끝나지만 네온샛의 군집 형성은 이때부터 시작된다. 발사 직후 5기는 비교적 가까운 거리에서 궤도를 돈다. 이후 각 위성의 추력기와 위성 사이 상대속도를 이용해 간격을 벌리고 고도를 맞춘다. 최종적으로 같은 궤도면에서 약 71도씩 간격을 두는 군집을 형성한다. 완전한 군집을 만드는 데 약 2~3개월이 걸릴 전망이다. 손오공게임예시 이상현 KAIST 인공위성연구소 초소형군집위성 사업단장은 앞서 탑재위성 설명회에서 "처음에는 5기가 비교적 가까이 있지만 추력기와 상대속도를 이용해 。차 간격을 벌리고 고도를 맞춰간다"며 "5기가 일정한 간격으로 군집을 형성하는 데 약 2~3개월이 걸릴 것으로 보고 있다"고 설명했다. 여러 위성을 한꺼번에 만드는 방식도 달라졌다. 기존 국가 위성이 사실상 한 기씩 주문 제작되는 방식이었다면 네온샛은 같은 설계의 위성을 반복 생산하는 양산 방식을 도입했다. 누리호 5차 발사에 탑재되는 초소형군집위성 네온샛(NEONSAT) 2~6호 5기가 전남 고흥 나로우주센터에서 발사를 준비하고 있다. 5기는 발사 후 약 2~3개월에 걸쳐 같은 궤도면에서 일정한 간격의 군집을 형성한다. 뒤로 누리호 페어링이 보인다. 항우연 제공 이 단장은 "기존에는 위성 한 기를 제작하는 데 2~3년씩 걸렸지만, 양산기는 한 기 제작에 약 2개월이 걸린다"며 "시험 절차와 환경시험을 최적화하고 시험 자동화와 부품 수급 체계를 갖추면서 제작 기간을 크게 줄였다"고 말했다. 누리호 입장에서도 이번 임무는 한 기의 위성을 목표 궤도에 올려놓는 것보다 복잡하다. 여러 위성을 한꺼번에 싣고 올라가 정해진 순서와 간격에 따라 안전하게 분리하는 능력을 실제 비행에서 수행해야 한다. 박재성 우주항공청 우주수송부문장은 "다수의 위성을 목표 궤도에 투입함으로써 누리호의 임무 수행 역량을 한 단계 높일 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다. 오태석 우주항공청장은 지난달 30일 관훈토론회에서 "다양한 위성을 다양한 고도로 발사하는 것이 상용 발사 서비스의 핵심"이라며 "이러한 역량을 축적해야 한다"고 강조했다. 한국과학기술원(KA