오후 12시 23분 예정…초소형 군집 5기 등 위성 총 15기 탑재
한화에어로, 발사 통제센터 콘솔 담당…민간 주도권 대폭 확대
‘E3 테스터-2’에 국산 반도체 부품 싣고 우주 환경 검증도 수행
재사용 기술·차세대 발사체 개발로 2032년 달 착륙 목표 삼아
▲지난해 11월 27일 새벽 전남 고흥군 나로 우주 센터에서 한국형 발사체 누리호 4차가 발사되는 현장. 사진-연합뉴스
대한민국 독자 우주 발사체 '누리호(KSLV-II)'가 10월 7일 다섯 번째 우주 비행에 나선다. 이번 5차 발사는 체계 종합 기업인 민간 기업의 발사 운용 참여가 대폭 확대돼 본격적인 민간 주도의 '뉴 스페이스(New Space)' 시대의 개막을 알리는 한편, SK하이닉스 반도체를 비롯한 다수의 국산 소자·부품을 우주 공간에서 실증하는 중대한 분수령이 될 전망이다.
한국과학기자협회와 한국항공우주연구원(이하 항우연)은 지난 28일 오전 '누리호 5차 발사로 본 한국 우주 발사체 기술 전망'을 주제로 온라인 미디어 아카데미를 개최했다. 이날 한영민 항우연 우주발사체연구소장과 권기호 위성우주탐사전자팀장은 누리호 5차 발사 세부 계획·탑재체·발사체 개발 비전을 발표했다.
◇ 총 1071kg 탑재…'저충격 위성분리장치' 신규 적용
누리호 5호기는 내달 7일 오후 12시 23분에서 13시 23분 사이 전남 고흥 나로우주센터에서 발사될 예정이다. 목표 궤도는 4차 발사(600km)보다 약간 낮은 고도 570km의 태양 동기 궤도(경사각 97.67도)다.
이번 발사에는 총 15기의 다중 위성이 탑재된다. 주 탑재 위성인 한국과학기술원(KAIST)의 '초소형 군집 위성(NEONSAT) 2~6호' 5기(약 500kg)와 부탑재 위성인 국내 산·학·연 개발 큐브 위성 10기(약 96kg)가 실리고 위성 사출 장치·어댑터(약 475kg)를 포함, 총 탑재 중량은 1071kg에 달한다.
다수의 위성을 궤도에 안전하고 정밀하게 투입하기 위해 누리호 탑재부의 설계도 개선됐다. 주탑재체 분리 시 발생하는 충격을 최소화하고자 해외 선진 발사체 수준의 일체형 클램프 밴드 방식인 '저충격 위성 분리 장치(LS PSD390)'를 신규 개발해 적용했다. 또한 부탑재체 다중 탑재를 위한 하부링(ESPA) 구조도 새롭게 도입됐다. 우주 물체 충돌 가능성 분석 시에도 기존 무인 우주 물체 회피 조건에 더해 '유인 우주선'에 대한 근접 회피 기준(진행 방향 근접 거리 200km 이상 등)을 신설해 안전성을 극대화했다.
◇ 한화에어로 발사 운용 주도…6차부터는 총조립까지 민간 전담
▲누리호 구성. 자료=한국항공우주연구원
이번 5차 발사의 핵심 관전 포인트는 체계 종합 기업인 한화에어로스페이스의 역할 확대다. 한국형 발사체 고도화 사업을 통해 발사체 기술을 민간으로 이전하고 자생력 있는 산업 생태계를 조성하기 위한 조치다.
4차 발사에 비해 민간의 참여 범위와 권한이 크게 늘었다. 발사 운용의 심장부인 발사 통제 센터(LCC)의 22개 콘솔 중 20개에 한화 인력 23명이 투입되고 이 중 18명이 직접 콘솔을 운용한다. 발사 지휘 센터(MDC)와 발사대(LP) 작업, 발사체 이송 안전 관리를 포함해 총 42명의 민간 인력이 발사 캠페인을 이끈다.
한영민 소장은 “누리호 6호기부터는 체계 종합 기업의 단조립 공장에서 조립을 수행하고 해상 운송을 거쳐 총조립까지 전담하게 될 것"이라고 설명했다.
◇ SK하이닉스 반도체 우주로…국산 부품 '우주 헤리티지' 쌓는다
▲누리호에 실려 우주로 진출하는 SK하이닉스의 D램과 낸드. 사진=한국항공우주연구원
이날 아카데미에서는 10기의 큐브 위성 중 항우연이 주관하는 '국산 소자·부품 우주 검증 지원 플랫폼 2호(E3 Tester-2)'의 상세 임무도 소개됐다. 권기호 팀장은 이 위성이 12U 크기(본체 4U·검증 모듈 8U)의 큐브 위성으로 상용(COTS) 부품이 가혹한 우주 환경에서 정상 작동하는지 실증해 '우주 헤리티지(Space Heritage, 비행 이력)'를 확보하기 위해 기획됐다고 설명했다.
특히 2호기에는 글로벌 반도체 기업 SK하이닉스의 DRAM과 NAND 플래시 메모리가 탑재돼 우주 방사선과 고에너지 입자가 상용 메모리 소자에 미치는 영향을 직접 검증한다. 이 밖에도 △인세라솔루션(고속·정밀 조정 거울) △코스모비(전기 추력기용 1A급 할로우 음극) △인터그래비티(궤도 수송선 항전 장비 테스트 베드) △KAIST(자세 결정·시스템 모듈) △모멘텀스페이스(반작용 휠) 등 순수 국내 기술로 개발된 소자·부품들이 고도 570km 궤도에서 6~12개월간 실증 임무를 수행한다. 성공 시 외산 의존도가 높은 우주 부품의 국산화에 획기적인 전기가 마련될 것으로 기대된다.
나머지 9기의 큐브위성 역시 대전 소재 우주 기업 탑재체 기술 검증 위성 '대전샛-1호(16U)', 스페이스린텍의 단백질 결정 성장 플랫폼 'BEE-1012(12U)', 무인탐사연구소의 미세 먼지 모니터링 위성 'UEL-Y-Sys(6U)', 조선대의 우주 광통신 궤도 검증 위성 'CPSat(3U)' 등 다양한 임무를 띠고 우주로 향한다.
◇ 차세대 발사체 개발·재사용 기술 확보…2032년 달 착륙 목표
항우연은 누리호 반복 발사를 통한 신뢰성 확보와 더불어 대한민국 우주 수송 기술의 미래 청사진도 제시했다. 현재 2032년 달 착륙선 독자 발사를 목표로 총 2조2921억 원이 투입되는 '차세대 발사체(KSLV-III)' 개발을 추진 중이다.
차세대 발사체는 액체 산소와 액체 메탄을 추진제로 사용하는 80톤급 다단 연소 사이클 엔진을 적용(1단 9기·2단 1기 클러스터링)하RH 1단부 재사용이 가능하도록 설계된다. 이를 위해 이륙 중량 6톤, 상승·하강 고도 500m를 목표로 하는 1단형 '재사용 기술 시연체(길이 12.2m)'도 현재 위탁 과제로 개발하고 있다.
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