성능검증위성 1기‧큐브위성 4기 탑재… 만7일째 분리절차 돌입
누리호(KSLV-Ⅱ)가 실제 위성을 싣고 우주로 날아올라 한국 우주과학기술의 새로운 지평을 연다.
이번 2차 발사는 1차에서 실패 원인으로 분석된 ‘3단 엔진 조기 연소 문제’ 개선과 ‘실제 위성’ 탑재가 대표적인 차이점이다.
15일 과학기술정보통신부(과기정통부)와 한국항공우주연구원(항우연) 등에 따르면 1차 발사에서는 실제 기능은 없는 모사체 위성(더미 위성)이 실렸지만 이번에는 180㎏의 성능검증위성과 4기의 큐브위성(기능이 간단한 초소형 위성) 등 총 5기의 위성이 실린다.
성능검증위성은 누리호의 운송 능력을 확인하는 임무를 담당한다. 큐브 위성은 초소형 위성으로 간단한 임무를 수행한다. 큐브위성은 조선대, KAIST, 서울대, 연세대 학생팀이 제작했다.
발사가 성공적으로 이뤄지면 성능검증위성은 24일부터 큐브위성 분리 절차에 돌입한다. 궤도에 오른지 만 7일째 되는 날이다.
큐브 위성은 △지구대기관측 GPS RO(Radio Occultation) 데이터 수집 △미세먼지 모니터링 △초분광 카메라 지구관측 등의 임무를 수행한다. 임무수명은 6개월∼1년 정도다.
조선대의 큐브위성인 'STEP Cube Lab-Ⅱ'는 국내 최초로 전자광학·중적외선·장적외선 카메라를 탑재했다. 카메라를 통해 지구를 관측하겠다는 목적이다.
큐브위성을 모두 분리한 성능검증위성은 7월부터 국내에서 개발한 기기를 실제 우주 환경에서 검증하는 작업을 수행한다. 우주핵심 기술이 담긴 기기로 △온도 차를 이용해 전력을 생산하는 발열전지(ETG) △자세 제어용 구동기(CMG, 제어모멘트자이로) △성능검증위성에 명령을 전송하는 S-band 안테나(SHA) 등이다. 수명은 2년이다.
2차 발사 성공을 위해 기술팀은 ‘3단 엔진 조기 연소 문제’ 보완에 주안점을 뒀다.
3단부 엔진 문제는 1차 발사의 실패요인으로 지적됐다. 당시 '누리호발사조사위원회'가 텔레메트리(원격전송) 데이터를 분석한 결과 누리호는 비행 중 진동과 부력으로 3단부에 위치한 헬륨탱크에 가해지는 액체산소의 부력이 상승했다.
이로 인해 헬륨탱크를 지지하고 있던 고정장치가 풀리면서 탱크가 움직이고 탱크 배관 변형으로 이어졌다. 배관 변형으로 헬륨이 누설되고 산화제 탱크의 균열이 일어나 산화제가 새면서 엔진이 조기에 꺼졌다는 분석이 나왔다.
엔진이 예상보다 일찍 꺼지면서 누리호는 질량 1.5t의 위성모사체를 목표 궤도에 안착시키지 못했다. 다만 탑재체 분리와 700㎞ 고도 도달까지 성공해 발사체 핵심 기술 확보를 입증했다는 점에서 1차 발사는 '절반의 성공'으로 평가됐다.
기술팀은 누리호 헬륨탱크의 하부 고정부를 보강했다. 또 산화제 탱크 맨홀 덮개 두께를 강화해 균열 재현을 방지했다. 이런 보완조치로 누리호의 질량은 9㎏ 늘어났다. 다만 설계 마진 내의 보완으로 대규모 수정은 없었다.
