[서울이코노미뉴스 이보라 기자] 국내 독자기술로 개발된 한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)가 첫 위성 손님을 태우고 우주를 향해 날아오른다.

과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원은 24일 오후 6시24분 누리호 3차 발사에 나선다.

누리호의 이번 임무는 고도 550㎞에서 실용급 위성 8기를 궤도에 올리는 것이다.

발사주체는 지난해 6월 2차 발사에서 인공위성들을 궤도에 올리는 데 성공했다. 당시 위성들은 자체임무보다 누리호의 위성발사 능력자체를 검증하는데 초점이 맞춰져 '진짜 위성손님'을 태우고 비행하는 것은 이번이 처음이다.

이번 발사에는 한화에어로스페이스가 체계종합기업으로 발사준비와 운용과정에 참관, 앞으로 누리호 발사를 민간주도로 진행하기 위한 기술을 습득하며 민간우주시대를 여는 계기를 마련했다.

이상률 항우연 원장은 "이번 발사는 우리나라가 우주 산업화의 단계로 도약하는 첫발"이라고 평가했다.

◇전날 발사대 옮겨져 기립…발사관리위 "정상적 준비 확인"

누리호는 전날 오전 7시20분 전남 고흥군 나로우주센터내 조립동에서 나와 발사대로 이동, 하늘을 향해 기립했다.

누리호에 전력을 공급하고 연료와 산화제를 충전하기 위한 엄빌리칼 케이블이 연결됐고, 추진체가 새지 않는지 확인하는 기밀점검 등 발사 준비작업을 오후 9시14분에 마쳤다.

전날 오후 고흥지역에 30분가량 소나기가 내리면서 준비작업을 마치기까지 예상보다 2시간 정도 더 걸렸지만, 발사에 영향을 줄 정도는 아니었다고 과기정통부는 전했다.

전날 오후 9시30분 오태석 과기정통부 1차관 주재로 열린 발사관리위원회는 누리호 이송과 기립 등 발사 준비상황을 점검한 결과 "특이사항 없이 정상적으로 발사 준비작업이 수행되고 있음을 확인했다"며 이날 누리호 발사를 확정했다.

나로우주센터의 기상예보 상황도 발사를 위한 조건을 만족하는 것으로 분석했다.

이날 나로우주센터의 강수 가능성은 낮고 바람도 초속 5m 이하로 불 것으로 관측됐으며, 비행궤적상 낙뢰 가능성도 매우 낮은 것으로 관측됐다고 과기정통부는 전했다.

◇주변 육·해·공 통제…오후 1시30분 발사관리위서 발사시간 확정

누리호 발사를 앞두고 이날 나로우주센터 주변 육상과 해상, 공중에는 안전통제가 이뤄진다.

지상에서는 발사대 중심으로 3㎞ 이내에서 인원과 차량이, 해상에서는 비행방향 폭 24㎞, 길이 78㎞ 해상범위 안의 인원과 선박이 각각 통제된다.

공중에서는 비행방향 폭 44㎞, 길이 95㎞를 통제공역으로 설정해 항공기의 안전을 확보한다.

발사 8시간을 앞둔 이날 오전 10시24분에는 누리호가 발사후 유인우주선 등 우주물체와 충돌 가능성이 있는지 최종적으로 분석한다.

이때 우주물체 충돌 가능성이 제기되거나, 바람 등 조건에 맞지 않으면 발사가 연기될 수 있다. 이날 발사를 하지 못하면 예비기간인 25~31일 중 다시 발사일을 정하게 된다.

이날 오후 1시30분께 열린 발사관리위원회에서는 최종 발사시각을 오후 6시24분으로 확정했다.

◇발사 13분3초후 목표고도 도달·위성분리…18분58초간 비행

발사 약 4시간 전부터 연료(케로신)와 산화제(액체산소) 주입을 위한 절차를 시작한다. 연료탱크와 산화제 탱크를 순서대로 채운 뒤, 발사체를 지탱하는 기립장치를 철수하는 작업이 이뤄진다.

발사 10분 전에는 발사자동운용(PLO)이 가동되며 본격적인 카운트다운에 돌입한다. PLO는 한번 가동되면 수동으로 중지시킬 수 없으며, 시스템에 문제가 포착될 때는 발사절차가 자동으로 중단된다.

PLO가 누리호의 정상상태를 확인하면 1단 엔진이 자동 점화된다.

3단으로 구성된 누리호는 엔진점화후 1단이 300t 추력에 도달하면 누리호를 붙잡고 있던 4개의 지상고정장치(VHD)가 풀리면서 비행을 시작한다.

1단 분리는 이륙개시 125초(2분5초)후 고도 64.5㎞에서 이뤄진다. 234초(3분54초) 후에는 고도 204㎞에서 페어링(위성 등 발사체 탑재물을 보호하는 역할을 하는 덮개)이 분리된다.

발사후 272초(4분32초)가 지나면 고도 258㎞에서 2단이 분리되고, 발사후 783초(13분3초)가 지나면 최종 목표고도 550㎞에 도달한다.

이때부터 주탑재위성인 차세대소형위성2호부터 위성분리가 시작된다. 

이후 20초 간격으로 져스택의 JAC, 루미르의 LUMIR-T1, 카이로스페이스의 KSAT3U 등 큐브위성들이 누리호에서 분리돼 우주로 사출된다.

마지막으로 한국천문연구원의 도요샛 4기까지 모두 분리를 마치는 때는 발사후 923초(15분23초)가 지난 시점이 된다.

위성분리를 마친 나로호 3단은 이후에도 215초(3분35초) 간 비행을 더 한 뒤 모두 1138초(18분58초) 간의 '짧지만 긴 여행'을 마치게 된다.

항우연은 누리호 추적을 위해 나로우주센터와 제주도에서 추적레이더와 텔레메트리 안테나를 운용한다. 

3단 엔진 종료와 위성분리 등 후반부 비행에 관한 데이터는 서태평양에 있는 팔라우 추적소를 통해 받는다.

누리호의 성패는 주탑재 위성인 차세대 소형위성 2호를 고도 550㎞ 기준 최대 5% 오차내 궤도에 안착시키느냐에 달려있다. 

부탑재 위성인 나머지 7기 위성을 고도 550㎞ 궤도에 안착시키는 것도 부차적 임무다.

과기정통부는 발사 약 1시간20분 후인 오후 7시44분께 누리호 발사성패를 포함한 결과를 발표할 예정이다.