[누리호5차발사]민간 역할 더 커진다…8차 이후 발사운영까지 맡는다

한화에어로 참여 32명→42명…발사통제 콘솔 직접 운용
군집위성 등 15기 순차 배치…탑재능력 확대·비용 절감 추진

한국형발사체 누리호의 민간 주도 전환이 5차 발사를 계기로 한층 속도를 낸다. 5차 발사에서는 체계종합기업인 한화에어로스페이스의 참여 인력이 4차보다 10명 늘고, 발사통제센터에서도 민간 인력이 직접 콘솔을 운용한다. 제작과 조립을 넘어 실제 발사운영까지 민간의 역할이 확대되는 것이다.

누리호 개발이 반복 발사 단계에 접어들면서 과제도 발사체 기술 확보에서 민간 주도의 운용과 다중위성 수송, 비용 절감 등으로 확대되고 있다. 한국항공우주연구원은 8차 발사 이후에는 발사운영까지 체계종합기업이 맡는 방향으로 기술이전을 추진할 계획이다.

다음 달 7일 5차 발사를 앞둔 한국형발사체 누리호 5호기의 1·2단 조립 작업이 진행되고 있다. 누리호 5호기는 현재 전남 고흥 나로우주센터에서 총조립이 진행 중이며, 이달 말 총조립을 마친 뒤 다음 달 5일까지 최종 점검을 거쳐 6일 발사대로 이송될 예정이다. 우주항공청 제공

항우연은 28일 한국과학기자협회 주관으로 열린 '누리호 5차 발사 온라인 설명회'에서 이 같은 준비 상황과 향후 계획을 공개했다.

누리호 5차 발사에서 한화에어로스페이스 참여 인력은 42명으로 4차 발사의 32명보다 10명 늘었다. 발사통제센터의 발사체 관련 22개 콘솔 가운데 20개 콘솔에 체계종합기업 인력이 참여하며, 이 가운데 18명은 실제 콘솔을 직접 운용한다. 항우연 연구진이 맡아온 발사운영 업무에 민간이 직접 참여하는 범위가 넓어지는 셈이다.

한영민 항우연 우주발사체연구소장은 "현재 체계종합기업과 민간기업에서 제작과 총조립을 모두 하고 있고, 운영도 실제 콘솔에 체계종합기업 인력이 참여하면서 점점 확대되고 있다"고 설명했다.

민간 이양은 후속 발사에서 더욱 확대된다. 6차 발사부터 한화에어로스페이스가 자체 단조립 공장에서 발사체를 조립한 뒤 해상으로 나로우주센터까지 운송하고, 현장에서 전기체 총조립까지 수행한다. 7차 이후에도 민간이 제작과 조립을 맡고, 8차 이후에는 발사운영까지 민간 중심으로 전환하는 게 항우연의 계획이다.

15기 싣고 순차 분리…복잡해진 위성 배치

이번 발사의 또 다른 변화는 한 번에 우주로 보내는 위성이 크게 늘었다는 점이다. 누리호에는 주탑재위성인 초소형군집위성 2~6호 5기와 큐브위성 10기 등 총 15기가 실린다.

누리호 5호기 3단에 장착된 초소형군집위성 2~6호 5기. 누리호 5차 발사에는 이들 군집위성 5기와 큐브위성 10기 등 역대 가장 많은 15기의 위성이 탑재된다. 우주항공청 제공

목표 궤도에 도달하면 초소형군집위성 5기를 약 35~40초 간격으로 한 기씩 분리한다. 이후 발사체 자세를 바꿔가며 큐브위성 10기를 사출한다. 제한된 시간 안에 여러 위성을 서로 충돌하지 않도록 정해진 순서와 간격에 맞춰 궤도에 내려놓아야 한다.

35~40초의 분리 간격도 궤도 분석을 거쳐 정했다. 한 소장은 "15개 위성을 발사하다 보니 시간이 충분하지 않다"며 분리된 위성들이 궤도를 돌면서 충분한 거리를 확보할 수 있도록 간격을 정했다고 설명했다.

이번 발사에는 초소형군집위성용 저충격 위성분리장치도 새로 적용된다. 다수의 위성을 분리하는 과정에서 위성에 전달되는 충격을 줄이면서 정확하게 분리하기 위한 장치다. 탑재 위성이 늘었지만 누리호의 기본 설계와 추력은 크게 바꾸지 않고 위성 탑재·분리 장치와 발사 시퀀스를 조정해 새로운 임무에 대응했다.

부탑재위성 가운데는 국산 소자·부품의 실제 우주환경 성능을 시험하는 'E3 Tester-2'도 포함됐다. 12U급 큐브위성인 E3 Tester-2에는 SK하이닉스의 D램과 낸드플래시를 비롯한 6개 탑재체가 실린다. 국산 전기·전자 소자와 우주부품에 실제 우주 운용 이력인 '우주 헤리티지'를 쌓는 것이 목적이다.

다음 누리호는 '더 많이, 더 싸게'

누리호 4차 발사 당시 발사통제센터에서 연구진과 관계자들이 비행 상황을 확인하고 있다. 누리호 5차 발사에서는 체계종합기업인 한화에어로스페이스의 참여 인력이 42명으로 늘어나고, 민간 인력이 발사통제 콘솔을 직접 운용하는 범위도 확대된다. 한국항공우주연구원 제공

반복 발사가 이어지면서 누리호의 개량 방향도 구체화되고 있다. 항우연은 발사체의 기본 설계와 신뢰성을 유지하면서 탑재능력을 높이고 발사 비용을 낮추는 방향으로 개량을 추진할 계획이다.

위성 수요가 늘어나면 더 많은 위성을 실을 수 있도록 페어링과 위성 어댑터를 확대하는 방안을 검토한다. 개발 단계에서 비행 데이터를 확보하기 위해 장착했던 일부 계측 장비도 필요성이 낮아지면 줄여 비용을 낮출 계획이다. 큰 설계 변경 없이 누리호의 탑재중량을 늘리는 방안도 검토하고 있다.

한 소장은 "위성을 손님이라고 하는데 손님이 많아지고 있는 것 같다"며 "상업성을 확보하기 위해서는 비용적인 부분이 많이 저감돼야 한다"고 말했다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr