27일 첫 심야발사를 앞둔 누리호 4호기가 24일 최종 점검을 마치고 25일 발사대에 장착된다. 탑재 중량은 3차 대비 2배 수준인 1톤에 육박한다. 총 13기의 위성을 목표 궤도에서 순차 사출시켜야 한다.

누리호는 과거에도 여러 기술적 이슈로 임무에 실패하거나 연기된 전적이 있다. 기술적 변화를 감안하면 이번 발사는 더 도전적이다. 제작을 총괄한 한화에어로스페이스(012450)가 한국항공우주연구원으로부터 제대로 기술을 전수받았는지도 관건이다.

이날 항우연에 따르면 오늘 최종점검을 마친 누리호는 25일 발사대로 이송·장착된다. 발사 전날인 26일부터는 연료·전기 계통 점검 및 실제 발사 운용에 돌입한다.

이전 발사와 달라진 점은 민간 기업인 한화에어로가 누리호 제작을 총괄했단 것이다. 항우연은 옆에서 이를 감독했으며, 발사 운용을 주관한다.

오전 1시쯤의 심야 발사란 점도 주목할 만한 변화다. 이전 발사는 모두 오후 4시~7시 사이 해가 질 무렵 이뤄졌다.


시간이 이렇게 설정된 이유는 주 탑재 위성인 '차세대 중형위성 3호'의 임무궤도 진입 때문이다. 한국항공우주산업(047810·KAI)이 개발한 516㎏ 위성으로, 우주 자기장·오로라 관측 등 과학 임무를 수행한다.

성공적인 임무를 위해선 위성이 상시 태양광을 받을 수 있는 태양동기궤도(SSO)에 진입해야 한다. 오로라 관측에 적절한 태양광을 맞추려면, 위성이 적도를 남쪽에서 북쪽으로 통과하는 때 해당 좌표 '승교점 지방시(LTAN)'가 낮 12시 40분이어야 한다.

이같은 특수 조건을 맞추는 때가 한국시간 기준으로 27일 밤 12시 54분부터 오전 1시 14분 사이인 것이다. 발사일이 연기되더라도 시간은 똑같아야 한다.

또 한영민 항우연 우주발사체연구소장에 따르면 국제우주정거장(ISS)이 누리호 발사 경로에 근접하는 것도 조심해야 한다. 충돌을 피하기 위해 최대한 밤 12시 54분에 가까운 때 발사될 전망이다.


부탑재 위성은 대학·연구기관·스타트업 등이 만든 12기의 초소형(큐브) 위성이다. 세종대·쿼터니언·우주로테크·코스모웍스·인하대·한국과학기술원(KAIST)·한컴인스페이스·서울대·스페이스린텍·한국전자통신연구원(ETRI)·항우연 등이 제작했다. 3차 발사보다 5기 늘어났다.

이들 위성은 △무중력 단백질 결정 성장 등 우주제약 연구 △위성 자율폐기 △초소형 홀(이온화) 추력기 등 다양한 실증 임무를 수행한다.

여러 위성이 발사되지만, 4차 발사의 성공 기준 자체는 주 탑재 위성의 궤도 안착이다. 부탑재 위성의 사출은 우선 고려하지 않는다고 항우연은 설명했다.

다만 여러 큐브위성을 잘 사출하기 위해 '다중 위성 어댑터'(MPA)를 신규 적용하는 등 설계를 보완하기는 했다. 또 잘 사출됐는지를 확인하고자, 발사체 상단 카메라도 1대에서 3대로 늘렸다.

목표 고도는 3차 때 550㎞에서 600㎞로 더 높아졌다.

이륙 2분 5초 후 고도 63.4㎞쯤에서 1단이, 3분 54초 후 고도 201.9㎞에서 페어링(탑재체 보호덮개)이 분리된다. 4분 32초가 지난 고도 257.8㎞에서 2단이 분리되고 3단 엔진이 가동된다.

13분 27초가 지나면 주 탑재 위성이 분리 기동을 시작한다. 10초 뒤엔 큐브 위성 12기가 순차적으로 사출된다. 큐브위성 2기씩 20초 간격으로 6번 사출된다. 발사 후 15분 37초가 되면 모든 위성의 사출이 완료된다.

한편 이번 발사는 우주항공청 소관의 '한국형 발사체 고도화 R&D' 일환으로 추진된다. 2027년까지 총 6번의 반복 발사를 통해 국내 독자 발사체인 누리호의 신뢰성을 확보하는 것이 목표다.

한화에어로는 이 R&D의 체계종합기업으로 참여, 올해 7월 항우연으로부터 누리호 기술이전도 받았다. 회사가 지불한 기술료는 약 240억 원이며, 이전범위는 누리호 설계·제작·발사운영 등을 담고 있다. 발사 운용도 단계적으로 노하우가 이전되고 있다.

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