누리호에 실린 위성들의 임무는

3차 발사 때 7기보다 2배로 늘어
차세대 중형 위성, 우주환경 관측
우주인 아닌 큐브로 첫 의학 실험
수명 다한 위성 자체 폐기 검증도
실종 방지용 내부 카메라 2기 추가

한국형 발사체 ‘누리호’ 4호기가 27일 새벽 ‘뉴스페이스’ 시대를 열었다. 그동안 정부 주도의 우주 개발을 ‘올드 스페이스’로 보고, 이와 대비되는 개념으로 스페이스X, 블루오리진, 버진갤럭틱처럼 민간 기업이 우주 개발을 주도하는 것을 뉴스페이스라고 말한다.

누리호 4차 발사에서 사상 첫 새벽 발사만큼 주목되는 부분은 민간기업과 정부출연연구소, 대학 등이 제작한 주(主)탑재위성 차세대 중형위성 3호와 부(副)탑재 위성인 큐브 위성 12기다. 2년 전인 2023년 5월 3차 발사 때는 7기를 실었다. 이전보다 2배 가까이 늘어난 위성들은 다양한 과학 연구를 수행한다.

탑재 위성들은 누리호가 2단이 분리된 다음, 목표 고도인 600㎞ 태양동기궤도에 도달하는 807초(13분 27초)가 되면 차세대 중형위성 3호를 가장 먼저 분리하고, 18~23초 간격으로 한 번에 2기씩 6회에 걸쳐 큐브위성들을 사출한다. 각각의 위성들은 다양한 과학 임무를 수행하도록 설계돼, 이번 4차 발사는 발사체-위성-우주 인프라 구축을 확인하기 위한 것이라는 평가도 나온다.

한국항공우주산업을 중심으로 천문연구원, 차세대 중형위성 3호는 오로라, 대기광, 플라스마, 지구 자기장 등 우주환경과 대기 상층부 관측은 물론 3D 바이오프린팅과 줄기세포 기술 검증이 임무다.

여러 큐브위성 중 눈에 띄는 임무를 가진 것들이 있다. 스페이스린텍의 ‘비천’은 지구 저궤도의 미세중력 환경에서 단백질 결정이 균일하게 성장하는지를 실험한다. 지금까지는 대부분 국제우주정거장(ISS)에서 우주인이 실험하는 방식이었지만, 큐브 위성으로 하는 것은 처음이다. 단백질 결정화 기술은 신약 개발 효율을 높이는 핵심 기반 기술로 평가된다.

우주로테크의 ‘코스믹’은 임무 수행이 끝난 위성의 자체 폐기 기술을 검증하는 임무를 맡았다. 수명이 다한 위성이 스스로 대기권에 재진입하면서 분해되도록 하는 기술로 최근 미국과 유럽에서 강화하고 있는 우주쓰레기 의무 규제에 대응하기 위한 것이다. 서울대의 ‘스누글라이트-Ⅲ’는 3차원 지구 대기 관측과 큐브 위성의 편대 비행과 랑데부-도킹 기술 검증, 세종대의 ‘스파이론’은 적외선 대역에서 해양 플라스틱 관측 가능성, 한국항공우주연구원의 ‘E3 테스터 카리-1’은 국산 소자 부품의 우주 환경에서 작동 검증 임무를 수행한다. 이 밖에도 한컴인스페이스의 ‘세종4호’, 한국전자통신연구원(ETRI)의 ‘에트리샛’, 코스모웍스의 ‘잭-003’과 ‘잭-004’, 쿼터니언 ‘퍼셋01’, 인하대의 ‘인하 로샛’, 카이스트의 ‘케이히어로’도 독특한 임무 수행을 위해 탑재됐다.

탑재 위성들이 많아지다 보니 위성 탑재부의 설계도 수정됐다. 3차 발사까지 사용됐던 기존 위성 어댑터는 주탑재위성 1기만 실을 수 있었기 때문에, 누리호 4호기에는 다양한 위성 탑재 요구에 대응할 수 있도록 탑재 공간을 최적화한 ‘다중 위성 어댑터’(MPA)를 개발해 적용했다.

지난 3차 발사 때는 누리호에 실린 큐브 위성 2기가 실종되는 일이 벌어졌다. 이런 문제를 해결하기 위해 누리호 4호기에는 부탑재 위성의 사출 여부와 사출 후 움직임을 확인하기 위해 위성탑재 공간 상단에 내부 카메라 2기를 추가했다.