[누리호 4차 발사]④146초 더 날고, 460㎏ 더 싣는다…3차와 어떻게 달라졌나

분리 시퀀스·자세 제어·비행 경로까지 달라진 '실전형 임무 프로파일'

누리호 4차 발사는 단순히 성공 여부를 확인하는 절차가 아니다. 이번 비행은 한국형 발사체가 실증 단계를 넘어 실제 우주임무 운용 능력을 검증하는 첫 시험대가 된다. 비행시간은 3차보다 146초 길어지고, 탑재량은 460㎏ 늘었으며, 총 13기의 위성을 순차적으로 분리하는 고난도 임무가 부여됐다.

25일 전남 고흥 나로우주센터에서 누리호 4차 발사를 앞두고 발사대에서 기립하고 있다. 우주청 제공

더 오래 날고 더 무겁게 싣는다…임무가 달라졌다

4차 발사에서 비행시간이 길어진 것은 성능 때문이 아니라 임무가 복잡해졌기 때문이다. 이번 임무에서 요구되는 비행 경로·자세 제어·분리 시퀀스 등 전체 임무 프로파일이 3차보다 훨씬 복잡하다.

3차 발사에서 누리호는 18분58초 동안 비행했지만, 4차는 총 21분24초로 계획돼 있어 전체 비행 구간이 146초 길어졌다. 목표 고도는 더 높은 태양동기궤도이고, 13기의 위성을 서로 다른 시점에 분리해야 한다. 위성 간 충돌을 피하기 위한 자세 안정화와 회전·기동 재정렬 절차도 추가됐다.

박종찬 한국항공우주연구원 한국형발사체 고도화사업단 단장은 "이번 발사는 누리호가 설계된 성능을 실제 임무에서 얼마나 안정적으로 운용할 수 있는지 확인하는 과정"이라며 "실험 중심 개발을 벗어나 실전형 발사체로 전환하는 이정표"라고 설명했다.

안재명 카이스트(KAIST) 항공우주공학과 교수는 "임무 형상이 복잡해질수록 발사체의 실전 운용 능력과 설계 신뢰도를 함께 검증할 수 있다"고 말했다. 곽영실 한국천문연구원 기초천문본부장은 "4차 발사처럼 임무 프로파일이 복잡해지고 고도가 높아질수록 전리권·오로라·대기광 등 우주환경의 미세한 변화를 더 정밀하게 파악할 수 있다"며 "실용 임무 수행 체제에서 이런 과학 데이터 확보는 발사체 운용 안정성에도 직접적인 도움이 된다"고 강조했다.

13기 위성 분리를 위한 상단 구조 업그레이드

4차 발사체 상단에는 여러 위성을 한 번에 탑재하고 순차 분리할 수 있는 다중위성어댑터(MPA)가 처음 적용됐다. 국내 발사체가 한 번에 13기의 위성을 올려 분리하는 것은 이번이 처음이다.

페어링 내부의 소음 저감 카울은 발사 순간의 음향 충격을 줄여 위성의 민감한 장비를 보호하는 역할을 한다. 상단부에는 추가 카메라가 탑재돼 분리 과정·비행 상황을 고해상도로 기록하게 된다. 이 영상 데이터는 차세대 발사체 설계에 중요한 기준 자료가 된다.

누리호 4~6차 발사의 핵심 목표는 반복 비행 데이터를 충분히 확보해 신뢰성 곡선을 완성하는 것이다. 글로벌 시장에서 엔진·구조물의 신뢰성을 증명하는 가장 확실한 방법은 반복 비행뿐이다.

누리호 단별구성. 우주청 제공

박 단장은 "발사체의 신뢰성은 단발의 성공으로는 평가할 수 없다"며 "반복 발사로 절차와 구조적 개선점을 찾아가는 과정이 고도화의 핵심"이라고 말했다.

이는 장기적으로 누리호가 상업 발사 시장으로 나아가기 위한 기본 조건이기도 하다. 비용 경쟁력을 확보하려면 ▲생산공정 단순화 ▲운영 효율화 ▲부품 공급망 안정화 ▲재사용 검토 등이 필요하다.

'146초'와 '460㎏'의 의미…한국형 발사체의 다음 단계

누리호 4차 발사는 기술 확보→실용 임무 수행→상업 서비스 검증이라는 발사체 발전 단계 가운데 '실용 임무 수행' 단계에 본격 진입했다는 사실을 보여준다.

고도 상승, 탑재량 확대, 복합 임무 수행이라는 변화는 단순한 수치를 넘어 한국형 발사체가 실전적 임무를 얼마나 안정적으로 수행할 수 있는지를 평가하는 기준이 된다.

박 단장은 "이제는 누리호가 어떤 임무를 얼마나 안정적으로 처리할 수 있는지가 핵심"이라며 "이번 발사가 성공적으로 마무리된다면 한국형 발사체의 운용 능력은 한 단계 더 도약할 것"이라고 말했다.

누리호 4차 비행은 단순한 성공 여부를 넘어 향후 차세대 발사체와 민간 상업 발사 시대를 여는 중요한 출발점이 되고 있다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr