한반도 덮은 미세먼지 한 눈에…누리호 실리는 큐브위성 역할은?

“국내 연구진이 개발한 위성을 실제 우주공간에 진출시킨다는 점에서 한국형발사체 ‘누리호’ 1차 발사와 가장 큰 차이가 있습니다.”

10일 장영순 한국항공우주연구원(KARI) 발사체체계개발부장은 온라인 설명회에서 다음주 예정된 누리호 2차 발사의 의미를 이같이 설명했다.

한국형발사체 누리호 개발사업은 1.5t급 실용위성을 고도 600~800㎞에 투입할 수 있는 발사체를 개발하는 사업이다. 작년 10월 21일 1차 발사를 시도했다. 이륙 후 1·2단 분리 등을 정상적으로 수행했다. 그러나 3단 엔진이 조기 연소 종료되면서 목표했던 초속 7.5㎞에 도달하지 못했다. 위성모사체(더미위성)를 궤도에 안착시키는 것에 실패했다.

항우연은 이후 2개월간 총 2600여개의 데이터를 정밀 분석했다. 3단 산화제(액화산소) 탱크 내부 고압헬륨탱크가 비행 중 진동으로 인해 고정부에서 이탈한 것을 확인했다. 헬륨탱크가 산화제탱크 상단 덮개에 충격을 가하면서 액화산소가 샜다. 장 부장은 “헬륨탱크 고정구조물을 보강하고 상단 덮개의 두께를 늘려 문제를 해결했다”고 설명했다.

기상여건 등에 이변이 없으면 누리호 2차 발사는 15일 이뤄진다. 발사 시각은 미정이다. 발사 후 127초에 1단 로켓이 분리된다. 발사 후 233초에 상단 덮개인 페어링이 분리되고, 이어 274초에 2단 로켓이 분리된다. 발사 후 897초에 고도 700㎞에 도달하면 성능검증위성이 분리된다.

성능검증위성은 가로세로높이 약 90㎝ 무게 162.5㎏의 정육면체 형태다. 온도 차이를 이용해 전력을 생산하는 발열전지와 자세제어장치, 안테나, 큐브위성발사관 등이 장착됐다. 임무수명은 2년이다.

성능검증위성은 조선대, 서울대, 연세대, KAIST가 제작한 4개의 큐브위성과 1개의 더미위성을 싣고 있다. 큐브위성은 가로세로 10~20㎝ 높이 30㎝에 질량은 3.2~9.6㎏의 직육면체 형태다. 임무수명은 6개월에서 1년이다.

각각의 큐브위성은 서로 다른 임무를 수행한다. 연세대가 개발한 미먼(MIMAN)의 경우 200ｍ의 해상도로 한번에 1000㎞×1000㎞ 영역을 관측하는 광학 카메라가 탑재됐다. 한반도를 덮은 미세먼지를 모니터링한다. 적외선 다중밴드 카메라가 장착된 조선대 위성은 한반도 주변의 열 변화를 감지한다. 서울대 위성은 정밀위성항법시스템(GPS)을 이용해 지구의 대기 환경을 감시하고, KAIST 위성은 초분광 카메라로 지구 지형을 관측할 예정이다.

큐브위성은 누리호 발사 후 만 7일째부터 이틀 간격으로 한 개씩 사출된다. 안상일 위성우주탐사체계설계부 책임연구원은 “성능검증위성이 정상적으로 작동하는 것을 먼저 확인해야 하기 때문에 일주일의 시간이 필요하다”고 했다. 이어 “이틀의 사출 시간 간격은 무중력 공간에서 큐브위성을 사출할 때 자세에 변화가 있을 수 있기 때문”이라고 설명했다.

김진원/민경진 기자