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[IT뉴스]“위성 15기 차례로 내리세요”…누리호의 ‘위성 하차’ 작전

온카뱅크관리자

2026-10-06 07:07:25

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 승객 15명이 버스에 탔다고 생각해 봅시다. 목적지에 도착하면 승객들은 차례로 내리면 됩니다. 그런데 그 승객이 위성이라면 어떨까요? 심지어 15기나 되는 위성이 우주 공간에서 순서대로 내려야 한다면 하차 순서는 물론, 시간 간격과 방향까지 계산해야 합니다. 그렇지 않으면 위성끼리 부딪치는 대형 사고가 날 테니까요. 내일(7일) 다섯 번째 비행에 나서는 누리호가 맡은 임무입니다. 
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 <img alt="누리호 2차 발사 이륙 모습" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/06/kbs/20261006070225867bvyh.jpg" data-org-width="1920" dmcf-mid="zfELJs4qyV" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/06/kbs/20261006070225867bvyh.jpg" width="658">
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 누리호 2차 발사 이륙 모습
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 누리호는 내일 전남 고흥 나로우주센터에서 발사될 예정입니다. 발사 예정 시간대는 낮 12시 23분부터 오후 1시 23분 사이입니다. 정확한 시각은 당일 기상과 우주물체 충돌 가능성 등을 검토해 최종적으로 결정합니다. 지난해 4차 발사가 새벽에 이뤄졌다면, 이번에는 점심 무렵으로 예상됩니다. 목표 궤도와 발사 시간은 주탑재위성인 초소형군집위성의 관측 임무를 고려해 정했습니다. 
 이번 누리호에는 초소형군집위성 5기와 큐브위성 10기, 모두 15기가 탑니다. 누리호 발사 가운데 가장 많은 위성입니다. 한반도를 내려다볼 관측 위성부터 의약품 실험을 할 작은 연구실까지, 저마다 할 일을 품고 있습니다. 불꽃을 뿜으며 솟아오르는 순간만 보고 화면을 끄기에는 아깝습니다. 발사 약 13분 30초 뒤부터는 위성을 하나씩 궤도에 내려놓는 또 다른 임무가 시작됩니다. 누리호의 다섯 번째 비행, 무엇을 눈여겨보면 좋을까요.
 ■ 불꽃 뿜고 우주로 '슝'…300톤의 힘으로 밀어 올린다
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 <img alt="전남 고흥 한국항공우주연구원 나로우주센터 발사체종합조립동에서 조립되고 있는 발사체" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/06/kbs/20261006070227347hixl.jpg" data-org-width="9230" dmcf-mid="q4x9BJtWh2" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/06/kbs/20261006070227347hixl.jpg" width="658">
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 전남 고흥 한국항공우주연구원 나로우주센터 발사체종합조립동에서 조립되고 있는 발사체
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 발사 직전, 누리호 아래로 불꽃이 쏟아집니다. 이때 눈여겨볼 것은 로켓을 붙잡고 있는 고정장치입니다. 누리호 1단에는 75톤급 액체 엔진 4기가 묶여 있습니다. 엔진이 내는 추력, 즉 로켓을 밀어 올리는 힘이 합쳐서 300톤 수준에 도달하면 고정장치를 풀라는 명령이 내려갑니다. 그 뒤 누리호가 발사대를 떠납니다.
 이 짧은 순간을 위한 준비는 몇 시간 전부터 시작됩니다. 발사 약 4시간 전에는 액체산소 공급라인과 탱크를 냉각합니다. 이어 연료인 케로신과 산화제인 액체산소 등을 채웁니다. 누리호를 세우는 데 사용한 기립 장치도 철수합니다. 발사 10분 전부터는 발사자동운용에 들어갑니다. 이륙 직전까지 이어지는 준비 작업을 발사 관제시스템이 자동으로 수행하는 단계입니다. 중계 화면의 카운트다운 뒤에서는 실제 발사를 위한 절차가 진행되는 셈입니다.
 발사대를 벗어나면 비행은 빠르게 다음 단계로 넘어갑니다. 계획대로라면 이륙 약 47초 뒤, 고도 약 6.5킬로미터에서 음속을 돌파합니다. 약 2분 3초 뒤에는 고도 약 67킬로미터에서 1단을 떼어냅니다. 이후 위성을 감싸던 보호 덮개인 페어링을 분리하고, 약 4분 28초 뒤에는 2단도 분리합니다. 이제 남은 3단이 위성들을 목표 궤도로 데려갑니다. 그리고 발사 약 13분 30초 뒤. 이번에는 누리호에 실린 위성들이 차례로 떨어져 나갈 시간입니다.
 ■ 13분 30초 뒤 첫 '사출'…위성 충돌 방지에 '촉각'
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 <img alt="위성이 탑재된 누리호 3단 페어링 결합 수행 중인 모습" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/06/kbs/20261006070228957mtia.jpg" data-org-width="6415" dmcf-mid="BBJu0PYCC9" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/06/kbs/20261006070228957mtia.jpg" width="658">
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 위성이 탑재된 누리호 3단 페어링 결합 수행 중인 모습
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 4차 발사에서는 주탑재위성 1기와 큐브위성 12기를 실었습니다. 이번에는 주탑재위성만 5기입니다. 같은 임무를 수행할 초소형군집위성 네온샛 2~6호입니다. 첫 분리는 발사 약 13분 30초 뒤로 잡혀 있습니다. 네온샛 2호가 먼저 떨어져 나가고, 이후 35~40초 간격으로 3호부터 6호까지 차례로 분리됩니다. 마지막 6호의 분리 예정 시점은 발사 약 16분 뒤입니다.
 간격을 두는 이유는 충돌을 막기 위해서입니다. 누리호 상단의 자세를 바꿔 위성들이 서로 다른 방향으로 떨어져 나가도록 합니다. 분리 순간 위성이 받는 충격을 줄이는 저충격 위성 분리장치도 새로 적용했습니다.
 이어 작은 큐브위성 10기의 차례가 돌아옵니다. 약 16분 35초부터 10초 간격으로 2기씩 내보냅니다. 마지막 두 기까지 분리하는 시점은 약 17분 15초입니다. 실제 비행 시점은 당일 발사 환경에 따라 달라질 수 있습니다.
 ■ 금빛 '다섯 형제 위성'…한반도를 번갈아 본다
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 <img alt="누리호 5호 3단에 장착이 완료된 초소형군집위성 5기(2~6호)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/06/kbs/20261006070230778ecro.jpg" data-org-width="1988" dmcf-mid="bQoB7RZvyK" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/06/kbs/20261006070230778ecro.jpg" width="658">
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 누리호 5호 3단에 장착이 완료된 초소형군집위성 5기(2~6호)
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 사진 속 금빛으로 둘러싸인 위성 다섯 기가 이번 발사의 주인공, 네온샛입니다. 한국과학기술원(KAIST) 인공위성연구소가 개발을 총괄하고 한국항공우주연구원과 쎄트렉아이가 협력했습니다. 한 기의 무게는 100킬로그램 미만입니다. 발사할 때 크기는 가로·세로 약 60센티미터에 높이 1.2미터입니다. 작다고 눈까지 흐릿한 것은 아닙니다. 흑백 1미터급, 컬러 4미터급 해상도의 전자광학카메라를 싣습니다. 흑백으로 촬영하면 우리 도로의 배수구까지 볼 수 있는 수준입니다.
 그런데 비슷한 위성을 왜 여러 기나 띄울까요. 산불이 난 지역을 위성으로 찍었다고 가정해 보겠습니다. 첫 사진을 확보했어도 불이 어느 방향으로 번지는지 알려면 다음 사진이 필요합니다. 위성 한 기만으로 관측하면 해당 지역을 다시 볼 수 있을 때까지 기다려야 합니다. 여러 위성이 역할을 나누면 그 기다림을 줄일 수 있습니다. 한 기가 지나간 뒤 다른 위성이 관측 기회를 이어받는 방식입니다. 이렇게 여러 위성을 하나의 체계로 묶어 운용하는 것이 군집위성입니다.
 네온샛의 목표도 한반도와 주변 해역을 더 자주, 정밀하게 살피는 데 있습니다. 관측 영상은 국가안보뿐 아니라 산불·홍수 같은 재난 대응에 활용할 계획입니다. 다만 이번 발사로 군집이 모두 완성되는 것은 아닙니다. 이번에 양산 위성 5기인 2~6호를 올리고, 내년 누리호 6차 발사에서 나머지 5기인 7~11호를 올릴 예정입니다. 앞서 발사한 시제기·검증기와 별도로, 양산 위성 10기를 두 개의 궤도면에 배치하는 구상입니다. 군집을 완성하면 한반도를 하루 3회 이상 촬영하고, 같은 지점을 24시간 안에 다시 촬영할 수 있도록 할 계획입니다. 한 장소를 종일 생중계하는 방식은 아니지만, 변화한 모습을 더 자주 확인할 수 있게 됩니다.
 ■"우리도 바빠요!"…누리호에 탄 작은 위성 10기 
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 <img alt="누리호에 탑재된 위성을 점검 중인 연구진" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/06/kbs/20261006070232157exjv.jpg" data-org-width="1728" dmcf-mid="KJORQkb0Wb" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/06/kbs/20261006070232157exjv.jpg" width="658">
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 누리호에 탑재된 위성을 점검 중인 연구진
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 우주로 가는 작은 약 실험실에는 연구원 대신 인공지능이 탑니다. 스페이스린텍의 '비-1012'는 미세 중력 환경에서 의약품의 결정을 성장시키는 실험을 합니다. 인공지능이 결정이 생겼는지, 어느 단계까지 자랐는지를 판단하고 실험 조건을 조정하는 기술도 검증합니다.
 우주에서 지구로 소식을 전할 때, 전파 대신 빛을 쓸 수는 없을까요. 조선대와 부산대가 함께 개발한 '시피샛'은 레이저 빛에 데이터를 실어 지상으로 보내는 광통신에 도전합니다. 함께 실은 LED는 위성의 위치와 움직임을 광학 장비로 추적하고 식별하는 데 활용합니다.
 빛으로 소식을 보내든 인공지능으로 실험하든, 먼저 장비가 우주에서 버텨야 합니다. 항우연의 '국산 소자·부품 우주 검증 플랫폼 2호'는 그 시험을 맡습니다. SK하이닉스의 메모리 소자 등을 싣고 우주 입자와 방사선이 부품에 미치는 영향을 확인합니다.
 스페이스앤빈의 '에스디원샛'은 지상에서 쓰는 상용 카메라·통신·AI 장비도 우주에서 통할지 살펴봅니다. 방사선량과 장비의 작동 상태를 함께 기록해 비교하는 방식입니다. 한국과학기술원의 '지비샛'은 장비 주변의 우주 환경 자체에 눈을 돌립니다. 우주 방사선 입자인 고에너지 양성자를 관측해 지구 저궤도의 환경을 조사합니다.
 지구를 향해 카메라를 돌리는 위성들은 저마다 다른 것을 찾습니다. 쿼터니언의 '퍼샛02'는 제주 주변 해양쓰레기가 어디로 이동하는지 살피기 위한 해류 감시를 맡습니다. 무인탐사연구소의 '율리시스'는 미세먼지의 이동과 발생 원인을 살피면서, 탐사 로버에 쓸 국산 컴퓨터의 기능과 내구성도 시험합니다.
 바다와 대기 다음에는 도시입니다. 대전광역시의 '대전샛-1호'는 도시공간이 어떻게 달라지는지 관측하고, 지역 기업의 카메라·태양전지판·메모리 기술을 검증합니다. 코스모웍스의 '잭-007'도 지구 영상을 얻는데, 이 과정에서 자체 위성 제작·운용 기술이 실제 궤도에서 제대로 작동하는지 확인합니다.
 카메라 영상이 아닌 신호의 변화를 읽는 위성도 있습니다. 오앤비스페이스의 '슬레지'는 GPS 등 위성항법 신호가 대기를 통과하며 굴절되는 현상을 이용해 지구 대기를 관측합니다. 전파방해 연구에 필요한 실측 데이터도 수집합니다.
 ■지상 교신까지 마쳐야 '성공'...우리 위성 관측 자료 '확보'
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 <img alt="지구를 돌고 있는 위성 CG" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/06/kbs/20261006070233459gxdo.jpg" data-org-width="1920" dmcf-mid="95oexEKplB" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/06/kbs/20261006070233459gxdo.jpg" width="658">
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 지구를 돌고 있는 위성 CG
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 15기를 모두 내보낸 누리호 상단은 분리한 위성들과 부딪히지 않도록 충돌 회피 기동을 합니다. 비행 계획상 자동 비행 제어를 종료하는 시점은 발사 약 19분 45초 뒤입니다. 지상에서는 위성들이 보내올 첫 응답을 기다립니다. 로켓에서 정상적으로 분리됐는지와 위성이 스스로 작동하는지는 따로 확인해야 합니다. 초기 교신으로 상태 정보를 받고, 전력·통신 장치와 자세 제어 기능 등을 점검합니다.
 네온샛의 초기 운영은 대전 항우연 지상국이 주관제소를 맡고, 노르웨이 스발바르와 남극 세종기지 지상국 등을 활용합니다. 정상 운영 단계의 주관제소는 제주 국가위성운영센터입니다. 위성별로 장비 기능을 확인하고 임무 준비를 마쳐야 본격적인 관측과 실험에 들어갈 수 있습니다. 네온샛은 여러 위성이 찍은 사진을 함께 활용할 수 있도록 영상 품질을 확인하고 보정하는 과정도 거칩니다. 산불과 홍수를 살필 사진, 우주에서 시험한 반도체의 기록. 누리호에 실려 간 위성 15기의 성과는 데이터에 담겨 지구로 돌아올 예정입니다.
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 (화면 제공 : 한국항공우주연구원, 우주항공청)
 
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 전동흔 기자 (east@kbs.co.kr)
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