2023년 6월, 한국의 국산 발사체 누리호는 역대 가장 복잡한 다중위성 임무를 맡고 있다. 전남 고흥 나로우주센터 종합조립동에서 이송된 누리호는 15기의 위성을 싣고 발사대에 올라갔다. 이번 누리호 5차 발사는 단순한 ‘발사 성공’이 아니라, 우주에서 서비스 경쟁력을 시험하는 중요한 순간으로 자리 잡고 있다.

누리호의 이번 미션은 기존 1차부터 4차 발사를 거치며 쌓아온 비행 성능을 바탕으로 한 단계 더 복잡한 임무에 도전하는 것이다. 주 탑재위성 1기에서 5기로 확대된 이번 발사는 위성 부를 1071㎏까지 증가시켰으며, 목표 궤도는 고도 약 570㎞의 태양동기궤도다. 누리호는 이번에 초소형군집위성 네온샛 2~6호와 큐브위성 10기를 운송하게 된다.

한국항공우주연구원과 KAIST 인공위성연구소의 협력 아래 개발된 네온샛 위성은 주 탑재위성으로 확정되어 발사체에 편입되었다. 이를 통해 누리호는 한번에 운송할 수 있는 위성의 수를 최대 15기까지 늘려, 기존 발사체들보다 우위를 점하게 되었다.

발사 후, 누리호의 마지막단인 3단은 목표 궤도에 도달한 직후 네온샛 위성을 약 35~40초 간격으로 차례로 분리한다. 이 과정에서 누리호는 안전하게 각 위성을 원하는 궤도에 정확히 투입하는 것을 목표로 한다. 그 후, 큐브위성 10기를 2기씩 10초 간격으로 내려놓고, 마지막으로 분리된 위성들과 충돌하지 않도록 회피 기동을 수행한다.

이번 발사에서는 또한 저충격 위성분리장치를 통해 위성의 안전을 최우선으로 고려하였다. 항우연은 이번 발사를 위해 초소형군집위성용 위성분리장치와 새로운 하부링 시스템을 개발하여, 위성의 분리시 충격을 최소화하고 부탑재위성을 더 안전하게 싣는 방법을 도입했다.

이러한 복잡한 임무 수행은 단순한 기술적 성공 이상의 의미를 지닌다. 상업 발사서비스 시장에서 경쟁력을 확보하기 위해서는 다양한 고도와 궤도에 맞춰 여러 위성을 정확히 내려놓는 능력이 중요하다. 우주항공청장 오태석은 “다양한 위성을 다양한 궤도로 발사하는 것이 상용 발사 서비스의 핵심”이라며 이러한 역량을 축적할 필요성을 강조했다.

네온샛 위성은 발사 후 2~3개월 동안 궤도를 맞추고 군집 형태로 정리된다. KAIST 인공위성연구소 이상현 사업단장에 따르면, 각 위성은 추력기와 상대속도를 활용해 점차적으로 군집을 형성한다고 설명했다. 이 과정에서 동일한 설계의 위성들이 양산 방식으로 생산되며, 전체 제작 기간은 약 2개월로 단축되었다.

누리호의 발전은 반복 발사를 통해 신뢰성을 확보하는 과정에서 더욱 중요하다. 한국우주과학기술원은 누리호의 첫 4차 비행에서 많은 경험을 쌓았으며, 이번 5차 발사와 그 이후 여러 차례의 발사는 기술 확보 후 반복 운용 능력을 강화하는 중요한 단계로 자리 잡고 있다.

발사체 보유국에서 발사서비스 제공국으로 전환하기 위해서는 비용 절감과 효율성 확보가 불가결하다. 발사 당시 설치된 계측장비와 센서들은 충분한 데이터를 수집할 때까지 필수적이었다. 그러나 반복 발사로 충분한 비행 데이터가 쌓이면 이를 줄여 비용을 절감하고, 제작·시험 과정도 표준화와 효율화가 가능해진다.

박재성 우주항공청 우주수송부문장은 누리호가 앞으로 나아갈 길에 대해 ‘발사 성공’과 ‘발사 서비스’의 차이를 설명했다. 그는 경제성 확보와 함께 높은 신뢰성, 저비용·고효율의 경쟁력 있는 서비스 제공을 통해 시장에서 우위를 차지할 필요가 있다고 강조했다. 이러한 발전 과정은 누리호와 한국이 글로벌 우주시장에서 더욱 중추적인 역할을 하게 될 것임을 암시한다.