지난해 10월 발사 당시 문제가 된 3단부 산화제 탱크. 헬륨 탱크를 지지하던 구조물이 하중을 견디지 못하고 파손되며 누리호는 궤도 안착에 실패했다. /한국항공우주연구원 제공
지난해 10월 발사 당시 문제가 된 3단부 산화제 탱크. 헬륨 탱크를 지지하던 구조물이 하중을 견디지 못하고 파손되며 누리호는 궤도 안착에 실패했다. /한국항공우주연구원 제공
한국형발사체 ‘누리호’가 오는 6월 다시 우주로 향한다. 이번엔 더미(모사) 위성만을 탑재한 지난해 10월 1차 발사 때와 달리 실제 위성과 더미 위성 2기를 동시 탑재한다. 발사 한 번에 위성 여러 개를 분리시키는 시도는 국내에서 처음이다.

과학기술정보통신부는 누리호 향후 추진 일정을 25일 발표했다. 당초 5월로 예정돼 있던 2차 발사 예정일을 6월 15일로 연기했다. 발사 예비일은 6월 16일부터 23일까지다. 향후 기상 상황 등을 고려해 발사일을 최종 결정한다.

1차 발사 때 누리호는 비행 시 발생하는 탱크 내부 압력 계산 착오로 궤도 진입에 실패했다. 3단부(위성을 올리는 부분) 내부 헬륨탱크 지지대 두 개가 이를 이겨내지 못하고 파손됐다.

한국항공우주연구원은 헬륨탱크 설계 변경, 맨홀 덮개 강화 등 두 가지 추가 보완 작업을 마무리할 예정이다. 먼저 헬륨탱크 하부 지지대 설계를 전면 변경하기로 했다. 지지 구조물 접합부에 기계 설비를 덧대는 것이 핵심이다. 2차 발사 비행모델(FM)의 3단부는 이미 완성된 상태인데, 이를 해체한 뒤 다시 제작하기로 했다. 압력에 따른 헬륨의 누설 상태를 점검하는 기밀시험도 철저히 거친다. 고정환 항우연 한국형발사체개발사업본부장은 “1차 발사 때 3단부 헬륨탱크 이상 외 문제가 된 부분은 없는 것으로 확인됐다”며 “새로운 3단부는 계산된 하중의 1.5배까지 넉넉히 견딜 수 있게 할 것”이라고 말했다.

탱크 상단부에 용접으로 연결하는 맨홀 덮개도 강도를 높인다. 산화제 탱크는 복잡한 밸브나 센서들을 작업자가 직접 설치해야 하는 특성상 일체형 제작이 불가능하다. 맨홀 덮개는 탱크 내부 압력 유지에도 영향을 미친다. 고 본부장은 “1차 발사 땐 경량화를 위해 맨홀 덮개가 필요 하중을 겨우 버틸 정도로만 설계했다”며 “이번엔 두께를 늘리며 무게가 9㎏ 증가했다”고 설명했다. 전반적인 작업은 산화제 탱크를 개발한 두원중공업 등 민간기업과 함께 시행 중이다.

당초 계획했던 실제 위성 탑재도 2차 발사부터 이뤄진다. 탑재될 실제 위성은 약 90㎝ 상당의 육면체 형태로 무게는 168㎏ 정도다. 수명은 2년이다. 누리호의 위성 투입 성능을 확인하는 역할을 한다. 이 성능 검증 위성엔 초소형 위성(큐브샛) 4기도 부착된다. 이들은 우주 환경 관련 데이터 취득 임무를 수행할 예정이다.

항우연은 성능 검증 위성을 1.3t 무게의 위성 모사체와 함께 발사해 모두 분리시킨다는 계획이다. 3단부가 초속 7.5㎞ 추진력으로 저궤도(600~800㎞)에 진입하고 연소가 종료된 후 100초 뒤 성능 검증 위성을 먼저 분리한다. 이후 70초 뒤 동일 궤도에서 더미 위성을 2차로 분리한다. 선진국 발사체처럼 여러 위성을 다른 목표 고도마다 투입하는 수준엔 미치지 못하지만, 1회 발사에서 위성 2기를 분리하는 것은 국내 첫 도전이다. 2차 발사가 성공하면 내년 초 차세대소형위성 2호를 싣고 누리호 3차 발사가 가능해질 전망이다.

이날 국가우주위원회(위원장 국무총리)는 제40회 우주개발진흥실무위원회를 열고 ‘2022년도 우주개발진흥 시행계획’을 확정했다. 투입 예산은 지난해 대비 18.9% 증가한 7340억원이다. 누리호 2차 발사를 포함해 올해 하반기 예정된 달 궤도선 발사, 한반도를 전천후 관측하는 다목적실용위성 ‘아리랑 6호’ 발사 등에 쓸 예산이다. 달 궤도선은 스페이스X의 팰컨9, 아리랑6호는 러시아의 앙가라 발사체로 쏜다.

이시은 기자 see@hankyung.com