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[IT뉴스]5번째 우주로 향한 누리호…“이번엔 이게 달랐다”

온카뱅크관리자

2026-10-14 07:07:24

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 로켓은 얼마나 높이 올라가야 잘 만든 로켓일까요? 100km? 500km? 아니면 달까지? 로켓의 실력을 가르는 중요한 기준은 따로 있습니다. 단순히 높이 올라가는 게 아니라 위성을 원하는 궤도에 얼마나 정확하게 올려놓느냐는 겁니다. 아무리 높이 올라가더라도 위성이 정해진 궤도를 벗어나면 임무에 실패할 수 있습니다.
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 <img alt="불꽃을 내뿜으며 날아오르는 누리호" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/14/kbs/20261014070208294zhvw.jpg" data-org-width="1633" dmcf-mid="UdJDJHLxTD" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/14/kbs/20261014070208294zhvw.jpg" width="658">
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 불꽃을 내뿜으며 날아오르는 누리호
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 지난 7일 다섯 번째로 우주에 오른 한국형발사체 누리호. 이번에는 발사 시각까지 정확하게 맞췄습니다. 위성을 목표 궤도에 투입할 때 허용되는 오차 범위도 이전보다 좁아졌습니다. 2021년 첫 발사에서 목표 궤도에 도달하지 못했던 누리호는 어느덧 4차례 연속 발사에 성공했습니다. 다섯 번째 비행을 마친 누리호는 과연 얼마나 진화했을까요? 그리고 세계 우주 시장에서 경쟁하려면 무엇이 더 필요할까요?
 ■ 낮 12시 25분에 '딱'…5번 만에 처음 지킨 약속
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 <img alt="누리호 5차 발사 당시 이륙 순간" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/14/kbs/20261014070210310lygn.jpg" data-org-width="5547" dmcf-mid="uzScRWJ6TE" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/14/kbs/20261014070210310lygn.jpg" width="658">
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 누리호 5차 발사 당시 이륙 순간
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 지난 7일 전남 고흥 나로우주센터. 발사대에 세워진 누리호가 거대한 화염을 뿜으며 하늘로 솟구쳤습니다. 시각은 낮 12시 25분. 이날 오전 우주항공청이 최종 확정한 발사 시각과 일치합니다. 누리호가 예정된 시각에 정확하게 이륙한 것은 이번이 처음입니다. 발사 시각을 맞추는 게 뭐 그리 대단한 일이냐고 생각할 수 있습니다. 그런데 로켓은 일반 항공기보다 훨씬 까다로운 조건을 충족해야 합니다. 지상에서 바람이 약하게 불더라도 상공에서는 강한 바람이 불 수 있습니다. 실제로 연구진은 발사 전날 관측 장비를 매단 풍선을 고도 약 20km까지 띄워 상공의 바람을 분석했습니다. 여기에 태양 활동에 따른 전자기파와 고에너지 입자, 우주물체와의 충돌 가능성까지 살펴야 합니다.
 발사체 내부 상태도 중요합니다. 누리호는 발사 10분 전 자동 운용 모드로 전환됩니다. 이후 스스로 상태를 점검하고 발사 4초 전 1단 엔진에 불을 붙입니다. 엔진 출력이 정상 수준에 도달하면 발사체를 붙잡고 있던 고정장치가 풀리면서 이륙합니다. 중간에 이상이 감지되면 발사 절차가 중단될 수도 있습니다.
 2025년 4차 발사에서는 처음으로 예정된 날짜에 발사를 연기하지 않고 이륙하는 데 성공했습니다. 이번에는 당일 확정한 시각도 정확하게 지켰습니다. 오태석 우주항공청장은 이를 제작과 발사 운용 능력이 한 단계 높아졌음을 보여주는 성과로 평가했습니다. 다만 한 차례 정시 발사만으로 운용 기술의 완성도를 단정할 수는 없습니다. 발사 준비 과정의 여러 변수를 관리하면서 예정된 시간에 로켓을 쏘아 올릴 능력을 확인했다는 점에서 의미가 있습니다.
 ■ 오차 허용 범위는 절반 이하로…엔진은 15초 빨랐다?
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 <img alt="누리호 5차 발사에 탑재된 주탑재위성 ‘네온샛’" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/14/kbs/20261014070211936qxpe.jpg" data-org-width="1988" dmcf-mid="75P7GRZvCk" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/14/kbs/20261014070211936qxpe.jpg" width="658">
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 누리호 5차 발사에 탑재된 주탑재위성 ‘네온샛’
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 발사 시각뿐만이 아닙니다. 누리호에 주어진 임무도 한층 까다로워졌습니다. 지난해 4차 발사의 목표는 고도 600km에 위성을 올리는 것이었습니다. 허용 오차는 위아래 35km였습니다. 이번에는 목표 고도가 570km로 달라졌고, 허용 오차는 15km로 좁아졌습니다. 서로 다른 임무이지만 위성을 투입할 때 충족해야 할 고도 기준은 한층 엄격해진 겁니다.
 결과는 어땠을까요? 누리호는 발사 12분 25.7초 만에 고도 약 575.4km에 도달했습니다. 목표 고도와의 차이는 5.4km로, 주어진 성공 기준을 충족했습니다. 이번에는 주탑재위성 5기를 한꺼번에 내보내는 대신 로켓의 자세를 바꿔가며 35~40초 간격으로 차례차례 분리했습니다. 위성끼리 충돌하지 않도록 정확한 방향으로 내보내는 과정입니다. 단순히 정해진 고도에 올라가는 것뿐 아니라 로켓의 자세와 위성 분리 시점까지 정교하게 제어했습니다. 
 핵심은 반복 발사를 통해 쌓인 경험과 데이터입니다. 로켓 엔진은 똑같이 제작하더라도 매번 출력과 연소 시간이 허용 범위 안에서 조금씩 달라집니다. 연구진은 이전 발사에서 목표했던 궤도와 실제 도달한 궤도의 차이를 분석하고, 이를 다음 발사의 비행 프로그램에 반영해 오차를 보정합니다. 실제 비행 경험이 쌓일수록 예측과 실제 결과의 차이를 줄일 수 있는 겁니다.
 위성을 분리하는 과정도 마찬가지입니다. 로켓이 어느 방향을 향하고 언제 위성을 내보낼지 미리 프로그램에 입력하면, 발사 이후에는 사람이 개입하지 않고 자동으로 진행됩니다. 이번에도 사전에 설정한 절차에 따라 위성들이 분리됐습니다. 다만 위성의 실제 분리 각도가 계획과 얼마나 정확하게 일치했는지는 비행 데이터에 대한 추가 분석이 필요합니다. 새로운 장비를 도입했다기보다 반복 발사로 쌓인 데이터와 운용 경험이 정밀도를 높이는 밑바탕이 되고 있는 겁니다.
 흥미로운 점은 비행 과정이 예상보다 빨랐다는 겁니다. 연구진에 따르면 1단 엔진은 예상보다 약 2초, 2단은 4초, 3단은 9초가량 연소 시간이 짧았습니다. 모두 합치면 약 15초입니다. 이 때문에 첫 번째 주탑재위성도 당초 예상했던 발사 후 810초보다 약 15초 빠르게 분리됐습니다.
 그렇다면 엔진 성능이 그만큼 개선됐다는 뜻일까요? 한국항공우주연구원 박종찬 한국형발사체고도화사업단장은 그렇게 단정할 수는 없다고 설명했습니다. 엔진은 설계 단계부터 성능에 일정한 여유 범위를 두는데, 이번에는 그 범위 안에서 예상보다 좋은 성능이 나왔다는 겁니다. 새로운 엔진을 장착해 비행시간이 단축된 게 아니라, 기존 설계에서 예상했던 성능 범위 중 좋은 쪽의 결과가 나온 셈입니다. 중요한 건 이렇게 비행시간이 달라지는 상황에서도 누리호가 정해진 고도에 도달하고 여러 위성을 계획대로 분리했다는 점입니다.
 ■ 위성 15기 실었는데 14기만 분리…그래도 성공인 이유
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 <img alt="사출되고 있는 부탑재위성" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/14/kbs/20261014070213270uhmj.jpg" data-org-width="1920" dmcf-mid="qyXOgtjJWA" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/14/kbs/20261014070213270uhmj.jpg" width="658">
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 사출되고 있는 부탑재위성
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 그런데 이번 발사 성적표에는 아쉬운 기록도 남았습니다. 누리호에 실린 위성은 모두 15기. 주탑재위성 5기는 정상적으로 분리됐지만, 부탑재위성인 큐브위성 10기 가운데 1기는 로켓에서 빠져나오지 못했습니다.
 문제는 위성을 담고 있던 '사출관'에서 발생했습니다. 큐브위성은 우주 공간에 도달하면 사출관의 덮개가 열리고, 내부 스프링의 힘으로 밖으로 밀려 나가도록 설계됩니다. 그런데 이번에는 해당 사출관의 덮개가 열리지 않았습니다. 누리호에서는 정상적으로 분리 신호를 보냈지만, 위성이 실제로 분리됐다는 신호는 들어오지 않았습니다. 영상 분석에서도 위성이 빠져나오지 못한 사실이 확인됐습니다.
 그런데 우주항공청은 이번 발사를 성공으로 판정했습니다. 어떻게 된 걸까요? 로켓의 임무 성공과 개별 위성의 임무 성공은 구분하기 때문입니다. 누리호의 핵심 임무는 정해진 고도와 속도에 도달하고, 주탑재위성 5기를 목표 궤도에 정상적으로 분리하는 것이었습니다. 이 조건을 모두 충족했습니다. 반면 문제가 생긴 큐브위성은 별도로 제작한 사출관을 통해 분리되는 구조였습니다. 누리호가 정상적인 분리 신호를 보낸 것까지 확인됐기 때문에 발사체 자체의 성공 여부와 사출장치의 문제를 구분해 판단한 겁니다.
 나머지 위성들은 초기 운용을 진행하고 있습니다. 지난 7일 주탑재위성 5기가 모두 지상국과 양방향 교신에 성공했고, 오늘(13일) 우주항공청은 정상 분리된 부탑재위성 9기도 모두 교신에 성공했다고 발표했습니다. 일부 위성은 아직 양방향 교신을 시도하고 있지만, 지난해 4차 발사보다 부탑재위성과의 초기 교신에 걸린 시간도 단축됐습니다. 우주항공청은 위성을 목표 궤도에 더 정확하게 투입하고 정교한 위치 정보를 제공한 결과라고 평가했습니다.
 ■ 발사 성공률 80%…우주 시대 열려면 더 높여야
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 <img alt="발사 이후 MDC 분위기" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/14/kbs/20261014070214516alxg.jpg" data-org-width="1920" dmcf-mid="baRhj0kLTN" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/14/kbs/20261014070214516alxg.jpg" width="658">
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 발사 이후 MDC 분위기
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 이번 성공으로 누리호의 누적 발사 성공률은 80%가 됐습니다. 5번 발사해 4번 성공한 결과입니다. 상당한 진전이지만, 곧바로 세계 상업 발사 시장에서 경쟁할 수 있는 수준이라고 보기는 어렵습니다. 오태석 우주항공청장은 글로벌 시장에서 통상 신뢰도를 논의하는 기준으로 성공률 90%를 제시했습니다. 현재 누적 성공률을 90%보다 높이려면 앞으로 6차례를 더 발사해 모두 성공해야 합니다. 다만 이는 단순한 누적 성공 비율로, 실제 로켓의 신뢰성을 통계적으로 평가하는 것과는 구분해야 합니다.
 로켓을 개발하는 것과 상업적으로 발사 서비스를 제공하는 것은 다른 문제입니다. 해외 고객이 막대한 비용을 들여 제작한 위성을 맡기려면 반복 발사를 통해 충분한 신뢰를 쌓아야 하기 때문입니다. 한화에어로스페이스 김선 부사장은 5차 발사 성공 브리핑에서 상업 발사에 필요한 보험 가입을 위해서도 반복적인 발사 성공을 통한 통계적 신뢰성 확보가 중요하다고 설명했습니다.
 민간기업의 역할도 커지고 있습니다. 누리호 제작을 총괄하는 한화에어로스페이스는 4차 발사부터 총제작과 총조립을 맡았고, 이번 5차에서는 발사 준비와 운용까지 참여 범위를 넓혔습니다. 특히 발사통제센터의 약 23개 콘솔 가운데 20개 정도의 조작에 참여했습니다. 콘솔은 발사체의 주요 상태를 감시하고 제어하는 장치입니다. 그동안 연구 기관이 수행하던 발사 운용 업무를 민간기업이 직접 익히고 있는 겁니다.
 정부는 2027년 6차, 2028년 7차 발사를 거쳐 2029년부터 민간 주도의 발사 체계로 전환한다는 목표를 세웠습니다. 다만 탑재컴퓨터 관제 등 일부 영역은 기술이전 범위에 포함되지 않아 항우연이 계속 담당할 예정입니다. 발사체 제작부터 운용까지 민간기업이 얼마나 안정적으로 역량을 확보하느냐가 상업 발사 서비스 전환의 관건입니다.
 ■ 위성은 작고 싸지는데…로켓은 여전히 '수작업'
 이제 우주로 향하는 위성의 모습도 달라지고 있습니다. 과거에는 값비싼 대형 위성 한두 기에 많은 기능을 집중했다면, 최근에는 상대적으로 저렴한 소형 위성을 여러 대 띄워 통신망이나 지구관측망을 구축하는 방식이 확대되고 있습니다.
 특히 저궤도가 주목받고 있습니다. 저궤도는 일반적으로 지상에서 약 2천km 이하의 우주 공간을 말합니다. 지상과 가까워 통신 지연을 줄일 수 있고, 지구 표면을 자세히 관측하는 데도 유리합니다. 작은 위성 여러 대를 연계하면 한 대가 특정 지역을 벗어나더라도 다른 위성이 그 임무를 이어받을 수 있습니다. 위성 일부가 고장 나더라도 전체 시스템이 작동하도록 설계하는 겁니다.
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 우주항공청은 이런 흐름에 맞춰 소형 위성을 더 저렴하게 생산하고, 위성에 들어가는 반도체와 메모리 등 핵심 부품을 국산화하는 방안도 추진하고 있습니다. 위성을 만드는 비용이 내려가고 발사 수요가 늘어날수록 로켓 역시 필요한 시기에 자주 쏘아 올릴 수 있어야 합니다.
 문제는 현재 누리호의 제작 방식입니다. 오태석 청장은 누리호가 사실상 수작업에 가까운 방식으로 만들어지고 있어, 발사 횟수를 늘리려면 제작 공정부터 바꿔야 한다고 설명했습니다. 여기에 누리호는 한 번 발사하면 로켓을 회수하지 않는 소모성 발사체입니다. 반면 미국 스페이스X는 로켓 1단을 회수해 재사용하면서 발사 횟수를 늘리고 비용을 낮추고 있습니다.
 우리나라도 차세대 발사체와 함께 재사용 기술 개발을 추진하고 있습니다. 다만 로켓을 다시 사용하려면 회수 기술뿐 아니라 착륙 시설과 해상 회수 장비 등 새로운 기반 시설도 필요합니다. 정부는 2032년까지 매년 한 차례 이상 누리호 발사를 추진하며 신뢰성을 높인다는 계획입니다.
 첫 발사에 도전하던 시기를 지나 정해진 시간에 여러 위성을 정밀하게 궤도에 올리는 단계까지 발전한 누리호. 이제 남은 과제는 로켓을 얼마나 안정적으로 만들고, 얼마나 자주 발사하며, 비용을 얼마나 낮출 수 있느냐는 겁니다. 우주로 가는 기술을 확보한 한국이 세계 우주 시장에서도 경쟁력을 갖출 수 있을지 주목됩니다.
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 (화면 제공 : 한국항공우주연구원)
 
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 전동흔 기자 (east@kbs.co.kr)
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