“오케이, 야간 발사도 문제없다.”

27일 새벽 1시 13분 발사지휘센터(MDC) 관계자들은 누리호가 육중한 몸체를 과시하며 힘차게 솟아오르는 순간 긴장으로 굳었던 얼굴이 밝게 바뀌었다. 나로호 때부터 따지면 7번째, 누리호만도 4번째 발사인데도 매번 카운트다운이 끝나고 발사체가 솟구쳐 오르는 순간까지는 긴장하지 않을 수 없다. 더군다나, 이번은 우리 손으로 만든 발사체가 처음 야간 비행에 나서는 것이었기 때문에 연구자와 기술진의 긴장감은 극에 달했었다. 앞서 두 차례 시험발사와 한 번의 실전 발사 때보다 훨씬 더 많은 13기의 위성을 품고 올라가는 데 성공함에 따라 ‘우리 땅에서, 우리 손으로 우리 위성을 마음껏 쏠 수 있는’ ‘뉴 스페이스’ 시대의 핵심 우주 배송이 가능함을 보여줬다.

우주항공청과 한국항공우주연구원은 26일 오후 7시 30분에 ‘누리호 4차 발사 발사관리위원회’를 열고 누리호 비행에 대한 제반 환경을 고려한 결과, 27일 오전 0시 55분 발사하기로 최종 결정했다.

일반적으로 우주발사체 발사 날짜와 시간은 탑재된 위성의 태양전지 발전 능력과 우주비행체 열 환경에 따라 궤도상 비행체에 태양이 비추지 않는 시간을 최소화하는 것을 기준으로 한다. 또, 대기 상층 바람을 포함한 날씨 상태와 진입궤도를 도는 위성이나 우주물체와 충돌을 충분히 피할 수 있는 시간대를 고려해 발사 시간이 결정된다. 4차 발사는 야간에 진행됐다. 그 이유는 주탑재위성인 차세대중형위성 3호의 오로라 관측 임무 때문이다. 우주 공간에서는 오로라를 관측하기 가장 좋은 시간은 태양광이 강하지 않은 낮 12시 30분~50분 경이다. 오로라 관측 최적 장소에 자리 잡기 위해서는 새벽 1시 전후에 발사해야 한다.

야간 발사가 처음이기 때문에 안전 통제를 평소보다 강화했다. 육상에서는 발사대를 중심으로 반경 3㎞ 이내를 통제구역으로 설정하고, 경찰과 군 병력을 곳곳에 배치해 우주센터 접근을 철저히 통제했다. 누리호 발사 때 내뿜는 엄청난 화염 때문에 발생할 수 있는 화재에 대비해 소방헬기와 소방차도 발사장 주변에 대기하는 등 단계별 대응 태세를 갖췄다. 발사 2시간 전인 오후 10시 54분부터는 낙하물과 비상 상황에 대비해 누리호 비행경로에 있는 폭 24㎞, 길이 78㎞ 해상과 폭 44㎞, 길이 95㎞의 하늘길이 통제됐다. 누리호 발사 장면을 촬영하기 위해 드론을 띄우는 것도 통제됐다. 또, 발사 사흘 전부터 기상청 예보관이 고흥 나로우주센터에 파견돼 발사 일정 기상 상황을 자세히 살펴봤다.

오후 10시 12분부터 연료와 산화제 충전을 시작해, 오후 11시 19분에 연료 충전이 완료되고, 오후 11시 50분에 산화제 충전이 완료됐다. 또 오후 11시 45분부터 누리호를 고정하는 기립 장치가 철수하기 시작해 27일 0시 12분에 철수가 완료됐다. 애초 발사 예정 시간인 0시 55분을 10분 남기고 발사 자동 운용(PLO·Prelaunch Operation)이 시작된 지 2분 만에 센서 이상이 발견돼 자동 운용을 중단하고 발사 시간이 18분 뒤인 새벽 1시 13분으로 변경됐다.

누리호 발사에 대한 총괄 지휘를 담당하는 MDC를 책임지고 있는 박종찬 한국항공우주연구원 한국형발사체고도화사업단장은 발사 10분 전인 새벽 1시 3분쯤 다시 발사 환경을 자세히 살핀 뒤 발사 카운트다운을 시작했다. 예상치 못한 센서 이상으로 발사가 연기된 뒤라서, 발사 1분을 남겨둔 시점부터 발사통제동은 침 삼키는 소리마저 소음으로 들릴 정도의 긴장감이 감돌았다.

발사 3초 전부터 화염을 내뿜기 시작한 누리호는 예정 시간 정각에 수직으로 발사 후 남쪽으로 방향을 틀면서 속도를 높여 발사 후 50초 정도가 지난 시점에서 음속을 돌파하고, 70초가 지난 시점에 누리호 기체가 가장 힘을 많이 받는 최대 동압 구간 통과했다.



누리호는 오전 1시 13분 3초 전부터 점화를 시작해 이륙해 발사된 지 122.3초가 지난 뒤 1단 로켓을 분리하고, 230.2초가 지나서 위성덮개인 페어링을 분리했고 263.1초 뒤에는 2단 로켓을 떨어뜨리고 발사 741.2초 뒤에는 위성을 올리기 위한 목표궤도인 600.5㎞에 도달했다. 누리호는 3단에 탑재한 차세대중형위성 3호를 시작으로 민간에서 개발한 12기의 큐브샛을 2기씩 6차례로 분리하는 데 성공했다. 이번 3차 발사에서는 누리호 발사와 위성 분리까지 모든 과정이 한 치의 오차 없이 끝나면서 ‘임무 완료’ 했다.

발사 후 16분 정도가 지난 뒤 차세대중형위성 3호와 큐브위성 13기가 모두 정상 분리됐다는 것을 확인한 MDC 연구자들은 사실상 발사 성공이 가시화되자 자리에서 일어나 웃는 얼굴로 악수를 하고 등을 두드리며 축하하는 모습을 보였다. 이번 발사 성공으로 누리호가 우주 운반체로도 손색이 없음을 확인했다.

박종찬 단장은 새벽 2시 40분에 열린 발사 결과 브리핑에서 “애초에 계획했던 비행 시간보다 상당히 단축된 것은 누리호 1, 2, 3단 엔진의 연소 성능이 추정값보다 조금 높게 나왔기 때문”이라고 설명했다.