한국형 발사체 누리호(KSLV-II)의 5차 발사가 사흘 앞으로 다가오면서 발사대 이송과 기립, 연료 주입, 위성 분리로 이어지는 마지막 여정이 시작된다.
4일 한국항공우주연구원에 따르면 전남 고흥 나로우주센터에서 최종 조립을 마친 누리호는 오는 6일 제2발사대로 옮겨져 기립과 각종 점검을 거친 뒤 7일 낮 12시 23분께 발사될 예정이다.
발사에 성공하면 이륙 약 13분30초 뒤 고도 575㎞에서 주탑재위성인 초소형군집위성 5기를 시작으로 총 15기의 위성을 차례로 궤도에 올려놓는다.
총조립을 마친 누리호는 발사 이틀 전인 5일부터 발사대 이동차량인 무인특수이동차량(트랜스포터)에 오르는 작업에 들어간다.
6일 오전에는 조립동에서 제2발사대로 이동한다. 누리호는 트랜스포터에 수평으로 누운 상태로 발사패드까지 이동한 뒤 이렉터(거치대)를 이용해 수직으로 세워져 발사패드에 고정된다.
기립을 마치면 발사패드 옆 45.6m 높이의 엄빌리칼 타워와 누리호를 연결하는 작업이 진행된다. 엄빌리칼은 발사 전까지 발사체에 추진제와 전기 등을 공급하는 일종의 ‘탯줄’ 역할을 한다.
이어 연료와 산화제를 충전하는 과정에서 누출이나 막힘이 발생하지 않는지 확인하는 기밀시험을 실시한다. 에비오닉스(항공우주용 전자장비)와 레인지시스템(추적장비) 등에 대한 점검도 이뤄진다.
발사 당일인 7일에는 연료와 전기 계통을 비롯한 발사체 전반에 대한 종합점검이 진행된다.
발사 약 4시간 전부터는 추진제 주입 절차에 들어간다. 연료인 케로신(등유)과 산화제인 액체산소를 충전할 준비가 끝나면 누리호를 세우는 데 사용한 기립 장치가 제거된다.
모든 장비가 정상 상태를 유지하는 것으로 확인되면 발사 10분 전부터 발사자동운용(PLO) 프로그램이 가동된다. 이후 발사 준비 과정은 자동으로 진행되며 1단 엔진의 추력이 300t에 도달하면 지상 고정장치가 풀리고 누리호가 이륙한다.
별다른 변수가 없다면 발사 예정 시각은 7일 낮 12시23분이다. 발사 가능 시간대는 낮 12시23분부터 오후 1시23분까지 1시간이다.
누리호는 이륙 후 2분3초가 지나면 고도 67㎞에서 1단을 분리한다. 발사 3분53초 뒤 고도 224㎞에서는 위성을 보호하는 페어링이 떨어져 나간다.
발사 4분28초 뒤 고도 277㎞에서는 2단이 분리되고 3단 엔진 비행이 이어진다.
누리호가 목표 고도인 575㎞에 도달하면 발사 약 13분30초 뒤부터 위성 분리가 시작된다.
먼저 주탑재위성인 초소형군집위성 2~6호 5기가 한 기씩 차례로 분리된다. 위성 간 충돌을 방지하기 위해 분리 간격은 35~40초로 설정했다. 위성을 하나씩 내보낼 때마다 발사체 상단부를 약 45도 회전시키는 분리 시퀀스도 적용한다.
주탑재위성 분리가 끝나면 부탑재위성인 큐브위성 10기를 사출한다. 큐브위성은 2기씩 짝을 이뤄 10초 간격으로 분리된다.
사출 순서는 코스모웍스·조선대, 오앤비스페이스·한국과학기술원(KAIST), 쿼터니언·무인탐사연구소, 스페이스앤빈·항우연, 대전시·스페이스린텍 위성 순이다.
3U(유닛·1U는 가로·세로·높이 각각 10㎝) 크기로 가장 작은 코스모웍스와 조선대 위성부터 시작해 16U 크기의 대전시 위성을 마지막으로 모든 위성 분리가 완료된다.
15기의 위성을 모두 분리한 누리호는 위성과의 충돌을 막기 위한 회피 기동에 들어간다. 이어 남아 있는 연료를 배출한 뒤 발사 19분45초 만에 전체 비행 임무를 마친다.
임무를 마친 누리호 발사체는 일정 기간 궤도를 돌다가 고도가 낮아지면서 대기권에 재진입해 소멸하게 된다.
항우연은 누리호의 전 비행 과정을 추적하기 위해 나로우주센터와 제주도에서 추적 레이더와 텔레메트리 안테나를 운용한다.
3단 엔진 연소 종료와 위성 분리 등 비행 후반부 데이터는 서태평양 팔라우에 설치된 추적소를 통해 수신한다.
이번 5차 발사는 누리호가 15기의 위성을 한꺼번에 목표 궤도에 투입하는 임무다. 발사부터 마지막 위성 분리까지 약 20분간 이어지는 비행에서 발사체의 정상 작동과 위성의 정확한 궤도 투입 여부가 성공을 가르는 핵심 관건이 될 전망이다.
