[누리호 D-3] ② 미리 보는 누리호 발사…성공 기준은?
(서울=연합뉴스) 조승한 기자 = 누리호 3차 발사가 사흘 앞으로 다가왔다.
나로우주센터에서 21일 조립을 완전히 끝내는 누리호가 앞으로 어떤 과정을 거쳐 우주에 위성들을 올려보내게 되는지, 발사 성공의 조건과 기준은 무엇인지 등을 놓고 관심이 쏠리고 있다.
◇ 이동차량 올라 발사대로…기립 후 점검 거쳐 24일 오후 발사
항우연에 따르면 총조립이 완료된 누리호는 발사 이틀 전인 22일 발사대 이동차량인 무인특수이동차량(트랜스포터)에 오르는 작업에 들어간다.
발사 전날인 23일 오전에는 조립동에서 트랜스포터에 실려 1.8㎞ 떨어진 제2발사대로 이동한다.
발사패드까지 수평으로 눕혀 이동한 누리호는 이렉터(거치대)를 이용해 발사패드에 고정돼 수직으로 기립한다.
기립 후에는 발사패드 옆 45.6m 엄빌리칼 타워에서 누리호의 탯줄 역할을 하는 엄빌리칼 케이블을 연결하고 연료나 산화제 충전 과정에서 막히거나 새는 곳이 없도록 기밀시험을 한다. 에비오닉스(항공우주용 전자장비)·레인지시스템(추적장비) 점검 시험도 진행한다.
발사 당일인 24일은 연료와 전기 계통을 중심으로 모든 부분을 종합 점검한다.
발사 4시간 전부터는 연료와 산화제 주입을 위한 절차를 시작한다. 연료인 케로신(등유)과 산화제인 액체 산소 충전을 위한 준비를 마치면 기립 장치를 제거한다.
발사 전까지 모든 기기가 정상 상태를 유지하는 것이 확인되면 발사 10분 전부터는 발사자동운용(PLO) 프로그램을 가동한다.
이때부터는 자동으로 준비 작업이 이뤄지며 1단 엔진이 추력 300t에 도달하면 지상 고정장치 해제 명령이 내려진다.
누리호가 이륙하게 되는 순간이다. 발사 시각은 별다른 문제가 없다면 오후 6시 24분께가 될 전망이다.
◇ 발사 13분 3초 후 위성 분리 시작…20초 간격 분리
누리호는 이륙 2분 5초 이후 고도 64.5㎞에서 1단이 분리된다. 3분 54초 후에는 고도 204㎞에서 페어링(위성보호 덮개)이 분리된다.
발사 후 4분 32초가 지나면 고도 258㎞에서 2단이 분리되고 3단 엔진이 가동된다.
이후 고도 550㎞에 오르면 발사 후 13분 3초에 위성 분리가 시작된다.
차세대 소형위성 2호부터 분리를 시작하며, 이후 져스텍, 루미르, 카이로스페이스 등 민간 기업들의 큐브위성이 순차 분리되고, 다음 한국천문연구원 큐브위성 도요샛 4기가 분리된다.
각 위성은 궤도에서 충돌하는 것을 막기 위해 20초 간격으로 분리된다.
위성을 다 분리하면 누리호는 위성과 충돌을 막기 위한 회피 기동 및 남은 연료를 배출하는 작업을 진행하고 발사 18분 58초 만에 비행을 마치게 된다.
향후 누리호는 궤도를 돌다 지구 중력에 의해 다시 대기권으로 진입해 불타 사라지게 된다.
항우연은 누리호 추적을 위해 나로우주센터와 제주도에서 추적 레이더와 텔레메트리 안테나를 운용한다. 3단 엔진 종료와 위성 분리 등 후반부 비행에 관한 데이터는 서태평양에 있는 팔라우 추적소를 통해 받는다.
◇ 누리호 성공 조건은…고도 550㎞ 5% 오차 내 위성 안착
누리호의 주 임무는 주탑재 위성인 차세대 소형위성 2호를 초속 약 7.6㎞로 고도 550㎞ 기준 최대 5% 오차 내 궤도에 안착시키는 것이다.
차세대 소형위성은 태양에 상시 노출되는 태양동기궤도 중 승교점을 통과하는 시간이 오전 6시 또는 오후 6시인 '여명-황혼궤도'에 올라가야 한다. 다만 궤도 진입 시 어느 정도 오차가 나도 이 궤도를 유지하는 데 문제가 없다고 당국은 설명했다.
위성의 자체 추력기 등을 활용해 원하는 고도로 옮겨가는 것도 가능하다.
김기석 과기정통부 우주기술과장은 "어떤 위성들은 궤도를 명확히 지키는 게 민감하기도 하지만 차세대 소형위성 2호는 그렇지는 않다"고 설명했다.
이후 부탑재 위성인 나머지 7기 위성도 고도 550㎞ 궤도에 안착한 것이 확인되면 누리호는 부차 임무에서도 최종 성공한 것으로 판정받는다.
과기정통부는 발사 약 1시간 20분 후 누리호 발사 결과를 발표할 예정이다.
누리호의 성공 여부가 가려지면 이후는 각 위성의 무대가 된다.
위성들은 우선 첫 교신에 성공하면 기능 점검을 시작하게 된다. 여기서 얻은 데이터를 통해 위성이 제대로 임무를 수행할 수 있을지를 보면 최종 임무 성공 가능 여부가 가려진다.
차세대소형위성 2호는 남극 세종기지에서 봉화처럼 일정한 신호인 '비컨' 신호를 처음 받게 된다. 이후 위성을 개발한 한국과학기술원(KAIST) 지상국과 스웨덴 보덴 지상국을 통해 데이터를 전송받게 된다.
도요샛 4기는 발사가 예정대로 이뤄지면 오후 8시 2분 대전 지상국과 첫 교신을 시도한다. 이후 다음 날 밤 12시 55분 에티오피아에서 비컨 신호를 확인하고 오전 2시 21분부터 유럽 지상국에서 초기 교신을 시도한다.
민간기업 위성 3기도 각자 준비한 지상국에서 교신을 시도하게 된다.
과기정통부는 위성 교신 결과를 모아 다음 날 오전 중 공개한다는 목표다.
김 과장은 "성공의 기준을 발사체와 위성 둘을 분리해서 보면 좋을 것 같다"며 "발사체는 위성을 원하는 궤도에 투입해 주면 성능이 입증되는 것이고, 여기에 여덟 위성이 다 잘 송수신이 잘 되고 작동하면 완벽한 성공이 될 것"이라고 말했다.
shjo@yna.co.kr
(끝)
<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지>