누리호 발사 성공…누리호와 우주로 간 위성들 임무보니

성능검증위성 + 큐브위성 4기 각각 임무 수행

성능검증위성, 발사성능 검증위해 특별히 제작
초소형 큐브 위성, 지구와 대기 각각 관측

사진=연합뉴스

국내 독자 기술로 개발된 한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)가 발사에 성공한 가운데, 누리호에 실린 위성의 임무에 대해 관심이 모인다.

누리호는 21일 무사히 목표 고도 700㎞ 궤도에 올라 인공위성을 안착시켰다. 이번 2차 발사로 한국은 독자 개발한 발사체를 이용해 실제 기능을 지닌 인공위성을 쏘아 계획된 궤도에 올리는 데 처음으로 성공했다.

순수 국내 기술로 설계·제작한 한국형 우주발사체 누리호가 21일 오후 4시 전남 고흥 나로우주센터 발사대에서 화염을 내뿜으며 우주로 날아오르고 있다. 고흥=사진공동취재단

실제 기능 하는 '성능검증위성'과 '큐브위성' 실려

2차 발사에서는 작년 10월 21일 1차 발사와 달리 1.3t짜리 위성 모사체와 함께 우주기술 시험 등 실제 기능을 지닌 성능검증위성(큐브위성 포함 질량 162.5kg)이 실렸다.

성능검증위성은 누리호의 발사성능을 검증하기 위해 특별히 제작된 위성으로 임무 수명은 2년이다. 개발은 국내 위성통신 단말기 제조업체인 AP위성이 담당했다.

성능검증위성은 누리호의 3단 연소가 끝나고 목표 비행속도인 초속 7.5㎞ 달성에 성공한 뒤 사출(분리)돼 나와, 이후 내장된 자동 운영 프로그램에 의해 가동을 시작했다.

이와 함께 쏘아 올려진 위성 모사체는 1.3t짜리 알루미늄 덩어리이며, 실제 기능을 갖춘 인공위성은 아니다. 누리호가 설계대로 1.5t 규모의 탑재체를 궤도에 올릴 수 있는지 성능을 확인하기 위한 것으로, 교신 등은 하지 않는다.

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실제 작동하는 인공위성인 성능검증위성은 조선대, KAIST, 서울대, 연세대 학생팀이 각각 하나씩 제작한 초소형 '큐브위성' 4개와, 큐브위성 모사체(더미 큐브위성) 1개도 품고 있다.

큐브위성은 간단한 임무를 수행하는 초소형 인공위성을 가리킨다.

성능검증위성이 궤도에 오른지 만 7일을 넘긴 29일에는 위성이 충분히 안정됐다고 보고 이틀 간격으로 큐브위성들을 사출할 예정이다.

성능검증위성으로부터 순차적으로 분리되는 각 큐브위성은 독자적 임무를 수행할 예정이다. 조선대 학생팀이 개발한 'STEP Cube Lab-Ⅱ'는 국내 최초로 전자광학·중적외선·장적외선 카메라를 탑재하고 1년간 지구를 관측하는 임무를 맡는다.

KAIST의 'RANDEV'는 초분광 카메라 지구관측을, 서울대의 'SNUGLITE-Ⅱ'는 정밀 GPS 반송파 신호를 활용한 대기 관측을 한다. 마지막으로 나올 연세대의 'MIMAN'은 한반도와 서해 상공의 미세먼지를 촬영하는 임무를 담당한다.

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성능검증위성은 이후 큐브위성 모사체도 내보내, 성능검증위성에 설치된 5개의 큐브위성 사출 발사관이 제대로 작동하는지 시험을 마무리한다.

성능검증위성은 마지막 임무로 국내에서 개발한 우주핵심기술이 담긴 기기들을 실제 우주 환경에서 검증하는 작업을 수행한다.

이들 기기는 온도 차를 이용해 전력을 생산하는 발열전지(ETG), 자세 제어용 구동기(CMG, 제어모멘트자이로), 성능검증위성에 명령을 전송하는 S-band 안테나(SHA) 등이다.

이들 기기의 성능을 본격적으로 검증하는 절차는 7월 중에 이뤄질 예정이다. 성능이 확인된 기기는 이후 예정된 달탐사개발사업 등 미래 우주 사업에 다시 사용될 계획이다.

현대중공업이 누리호 발사를 위해 전남 고흥 나로우주센터에 구축한 한국형 발사대시스템. 사진=한국항공우주연구원 제공

최수진 한경닷컴 기자 naive@hankyung.com