한국형발사체 누리호. (사진=한국항공우주연구원)
한국형발사체 누리호가 초소형군집위성 5기를 싣고 다섯 번째 발사에 나선다. 이번 발사의 핵심은 고도 570㎞의 태양동기궤도에 초소형군집위성을 투입한 뒤 35~40초 간격으로 차례대로 분리하는 것이다.
누리호는 7일 낮 12시 23분부터 오후 1시 23분 사이 발사될 예정이다. 발사 후 약 13분 30초가 지나 목표 궤도에 도달하면 주탑재위성인 초소형군집위성 ‘네온샛’ 2호부터 6호까지 5기를 순차적으로 분리한다.
이번 발사는 기존 누리호 임무와 달리 주탑재위성이 5기라는 점이 특징이다. 4차 발사에서는 차세대중형위성 2호가 주탑재위성으로 실렸으며, 위성의 야간 관측 임무를 고려해 오전 1시 13분 발사됐다. 반면 이번에는 초소형군집위성의 오후 관측을 위해 낮 시간대 발사가 예정됐다.
정확한 발사 시각은 발사관리위원회가 기상과 우주환경, 우주물체 충돌 가능성 등을 종합적으로 검토해 결정한다.
■ 35~40초 간격으로 위성 5기 분리…충돌 방지가 핵심
이번 임무에서 중요한 기술 가운데 하나는 여러 위성을 안전하게 분리하는 것이다. 누리호는 위성별로 35~40초 간격을 두고 발사체의 자세를 바꿔가며 초소형군집위성을 순차적으로 분리한다.
먼저 2호기를 사출한 뒤 발사체를 약 45도 기울여 3호기를 분리하고, 이후 90도 방향으로 자세를 전환해 다음 위성을 사출한다. 이후 다시 45도 기울여 위성을 분리하고, 마지막 위성은 180도 방향으로 자세를 바꿔 사출한다. 각 위성의 분리 방향을 달리해 위성 간 충돌 가능성을 줄이는 것이다.
한영민 한국항공우주연구원 우주발사체연구소장은 “위성을 각각 다른 방향으로 사출한 뒤 발사체의 자세를 다시 바꿔 위성끼리 충돌하지 않도록 할 계획”이라며 “이후 큐브위성도 10초 간격으로 양쪽 방향으로 분리해 충돌 가능성을 최소화할 것”이라고 설명했다.
위성에 전달되는 충격을 줄이기 위한 새로운 분리장치도 적용됐다. 한국항공우주연구원은 기존 누리호의 소형위성분리장치를 기반으로 일체형 클램프 밴드 방식의 저충격 위성분리장치를 새롭게 개발했다. 위성 분리 과정에서 발생하는 충격을 해외 발사체 수준으로 낮추기 위해서다.
■ 네온샛 2~6호 배치…하루 3회 이상 한반도 촬영
이번에 발사되는 초소형군집위성은 100㎏ 미만의 소형위성 여러 대를 비슷한 궤도에 배치해 군집으로 운영하는 방식이다. 여러 위성을 활용하면 동일 지역을 짧은 시간 간격으로 반복 촬영할 수 있다.
네온샛은 카이스트 인공위성연구소가 총괄해 개발했다. 한국항공우주연구원은 지상시스템과 검보정·활용시스템 등을 맡았으며, 위성 개발·제조 기업 쎄트렉아이가 위성 본체와 탑재체를 개발했다.
지난 2024년 초소형군집위성 1호가 먼저 발사됐으며, 이번에 2~6호 5기가 추가로 배치된다. 이들 위성은 고도 570㎞의 태양동기궤도에서 전자광학카메라를 활용해 한반도를 촬영한다. 흑백 영상은 1m, 컬러 영상은 4m급 해상도를 목표로 한다.
초소형군집위성 체계가 구축되면 하루 3회 이상 한반도를 촬영하고, 같은 지역을 24시간 이내에 다시 촬영하는 것이 목표다.
촬영 영상은 국가안보를 비롯해 태풍·홍수·산불·가뭄·폭설 등 재난·재해 대응에도 활용될 전망이다. 기존 고해상도 정찰자원과 연계해 주요 지역에 대한 감시 능력을 높이고, 재난 발생 시 현장 상황을 신속하게 파악하는 데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
■ 2027년 6차 발사서 5기 추가…10기 군집위성 구축
이번 발사로 초소형군집위성 5기가 추가되지만 전체 군집위성 구축이 완료되는 것은 아니다. 정부는 2027년 예정된 누리호 6차 발사를 통해 초소형군집위성 7~11호 5기를 추가로 발사할 계획이다.
이번 5차 발사에서 2~6호, 6차 발사에서 7~11호가 순차적으로 배치되면 총 10기의 초소형군집위성 체계가 구축된다. 이를 통해 동일 지역을 보다 짧은 시간 간격으로 반복 관측할 수 있어 국가안보와 재난·재해 대응을 위한 위성 영상 활용도가 높아질 것으로 기대된다.
강성주 전 한국천문연구원 선임연구원은 “5차와 6차 발사를 통해 총 10기의 위성을 두 개의 궤도면에 배치하면 동일 지역을 짧은 간격으로 반복 관측할 수 있다”며 “재난·해양·안보 분야에서 변화 상황을 신속하게 확인할 수 있는 능력을 확보한다는 점에서 발사 의미가 크다”고 평가했다.
이상현 머니투데이방송 MTN 기자
