국산 위성 13기 실려…3차 발사 당시 7개에서 대폭 늘어
우주 날씨 현상 연구·우주 쓰레기 폐기 기술 시험 등 수행

한국형 발사체 누리호 4차 발사가 성공하면서, 정부가 우주 개발을 주도한 ‘올드 스페이스’ 시대를 넘어 민간이 주도하는 ‘뉴 스페이스’ 시대가 열렸다. 이번 발사는 한화에어로스페이스가 제작과 조립을 총괄한 사례로, 5·6차 발사에서는 민간 주도의 우주산업이 더 본격화할 것이란 전망이 나온다. 누리호가 우주의 궤도에 안착시킨 위성의 ‘우주 미션’에도 관심이 모이고 있다. 차세대 중형위성 3호와 국내 연구 기관과 대학, 민간기업이 개발한 초소형위성(큐브위성) 12기 등이 우주 공간에서 새로운 임무를 수행하게 된다.

한국형 발사체 누리호가 27일 새벽 전남 고흥군 나로우주센터에서 발사되고 있다. 이번 누리호 4차 발사에는 주 탑재위성 차세대중형위성 3호와 부탑재위성 12기 등 총 13기의 위성이 실렸다. ⓒ연합뉴스

제약부터 환경까지 임무 수행…제품 실증 역할도

27일 전남 고흥군 나로우주센터에서 네 번째 누리호가 성공적으로 발사됐다. 누리호가 탑재 위성을 우주 궤도에 올리는 데 성공하면서, 다양한 임무를 지닌 13개의 위성이 우주에 성공적으로 배달됐다. 이 위성들은 우주환경 관측부터 의약품 연구 등 다양한 연구와 기술 실증 임무를 수행한다. 

한국항공우주산업(KAI)이 개발한 ‘주 탑재위성’인 차세대 중형위성 3호는 ‘우주환경 관측’ 역할을 맡는다. 태양빛을 일정한 방향으로 받는 태양동기궤도를 돌면서 우주용 카메라로 오로라·대기광·자기장 등 우주 환경을 살핀다. 우주 미세중력 환경에서 줄기세포 기반 3D 바이오 프린팅을 시험하는 ‘바이오 캐비닛’도 탑재됐다.

누리호 3단에 탑재된 차세대 중형위성 3호의 모습 ⓒ한국항공우주연구원 제공

차세대 중형위성 3호에 탑재된 오로라 및 대기광 관측기(ROKITS) ⓒ 우주항공청 제공

민간기업과 대학, 연구기관이 쏘아올린 12기의 초소형위성은 실제 우주 환경에서 기술과 제품을 실증하는 역할을 한다. 스페이스린텍·우주로테크·코스모웍스·쿼터니언·한컴인스페이스 등 5곳의 기업이 누리호에 6기의 큐브위성을 실었다. 스페이스린텍의 위성 비천(BEE-1000)은 국내 최초의 우주바이오 전용 큐브위성으로, 우주에서 의약품을 만들 수 있는지를 검증한다. 미세 중력 환경에서는 단백질 결정 성장 조건을 개선해 신약 개발을 위한 구조 분석 정확도를 높일 수 있다는 연구 결과가 있다. 국제우주정거장에서 관련 실험도 수행되고 있다.

우주로테크의 코스믹은 클라우드 컴퓨팅 기반 우주교통관리 웹 플랫폼 COSMOS를 검증한다. 이 위성에는 임무 후에는 폐기되는 기술이 적용됐는데, 수명을 다하면 추진체를 가동해 끌어내려 소멸시키는 방식이다. 성공할 경우 국내에서 인공위성을 조작해 궤도에서 제거한 첫 번째 사례가 된다. 이 기술을 우주쓰레기를 줄이는 데 활용할 계획이다.

코스모웍스의 두 위성 JACK-003·JACK-004는 지구 영상을 획득하는 임무를 맡았다. 촬영한 영상은 다양한 분야에서 활용할 수 있도록 공공에 개방한다. 쿼터니언의 퍼셋01은 위성을 이용해 제주와 남해 연안의 쓰레기 구역을 탐지하는 역할을 한다. 해양 쓰레기의 이동을 관측하는 과정에서 얻은 인공위성 운용 데이터를 향후 위성 개발에 활용한다. 한컴인스페이스는 자체 개발 위성 세종 4호를 통해 실시간 운영체제와 비행 소프트웨어 검증에 나선다.

연구기관과 대학에서 개발한 위성들도 기술 검증의 임무를 부여받았다. 한국항공우주연구원의 우주검증 플랫폼 1호는 우주용 부품 성능을 검증한다. 국내에서 개발한 9종의 부품과 메모리 반도체 등을 실었다. 한국전자통신연구원에서 개발한 에트리샛은 해양 기상정보를 수집해 해양기후 예측 서비스를 제공하는 역할을 한다.

서울대의 스누글라이트-3은 우주에서 GPS(위성항법시스템)를 이용한 편대 비행을 하고, 도킹하는 것을 목표로 한다. 세종대의 스파이론은 저궤도 위성항법을 위한 통신 모듈을 검증한다. 인하대의 인하로샛은 위성의 전력 충전에 유리한 롤러블 태양전지를 탑재했다. 카이스트의 케이-히어로는 초소형 홀추력기 기술을 우주에서 검증하는 것을 목표로 한다. 양이온을 전기장으로 가속시켜 추진력을 얻는 장치로, 연료 효율이 높다.

우주로테크의 코스믹 ⓒ한국항공우주연구원 제공

‘우주 인프라’ 구축신호탄…내후년까지 5·6차 발사 계획

이날 오전 1시55분경 차세대 중형위성 3호는 남극 세종기지 지상국과 첫 교신에 성공하면서 위성 상태가 정상임이 확인됐다. 부탑재위성 12기는 위성별 일정에 따라 순차적으로 지상국과 교신을 진행하게 된다. 이 과정을 거쳐 우주항공청이 위성 상태를 최종적으로 확인·발표할 예정이다.

각각의 위성들이 다양한 과학 연구를 수행하게 되면서, 이번 4차 발사는 ‘우주 인프라’ 구축을 본격적으로 확인하는 신호탄이 될 것으로 분석된다. 이번 발사가 성공하면서 과거 3차 발사 이후 공백이 생겼던 우주산업 생태계를 복원할 수 있는 계기가 될 것이라는 전망도 나온다. 특히 우주청은 국내 위성으로 처음 시도되는 바이오 실험 등이 우리나라 우주 과학 탐사 역량을 보여주는 성과라고 평가하고 있다.

5·6차 발사에서는 민간 주도의 우주산업도 더 본격화할 것으로 전망된다. 배경훈 부총리 겸 과학기술정보통신부 장관은 “누리호 4차 발사 성공은 대한민국이 독자적인 우주 수송 능력을 갖췄음을 다시 한 번 입증하는 것일 뿐만 아니라, 정부와 민간, 국가연구소가 하나의 팀이 되어 수행한 최초의 민관 공동 발사”라며 “우리나라 우주산업의 생태계가 정부 중심에서 민간 중심으로 전환되는 중요한 전환점이 될 것”이라고 강조했다. 정부는 내년에 누리호의 5차 발사를, 2027년 6차 발사를 수행한다. 5차 발사에서는 초소형위성 2~6호를, 6차 발사 때는 7~11호를 궤도에 올릴 예정이다.