누리호의 마지막 미션… 오늘 오후 ‘큐브위성 사출’ 스타트

한국형 발사체 누리호(KSLV-II)가 쏘아 올린 성능검증위성의 중요 임무인 큐브위성 사출이 29일부터 시작된다. 고도 700㎞ 궤도에서 안착한 성능검증위성에 장착된 4개의 큐브위성 사출 성공 여부는 물론 사출 과정에서 흔들림 없이 안정적으로 자세를 유지하느냐가 최대 관건이 될 전망이다.

28일 과학기술정보통신부와 한국항공우주(047810)연구원에 따르면 성능검증위성에 장착된 큐브위성 사출은 29일 오후 4시50분께 이뤄진다. 사출 시간은 궤도 위치에 따라 조정이 될 수 있다.

큐브위성은 29일 조선대를 시작으로 다음 달 1일 KAIST, 3일 서울대, 5일 연세대 순으로 사출된다. 큐브위성 발사시 발생할 수 있는 진동이나 회전 현상 등을 최소화 하기 위해 이틀 간격으로 사출이 이뤄진다. 김기석 과기정통부 우주기술과장은 “큐브위성이 성능검증위성에서 떨어져 나가면 관성모멘트로 질량 중심에 조금씩 변화가 있다”며 “그런 변화를 확실히 잡아준 상태에서 천천히 사출관에서 튕겨주듯이 내보낸다”고 설명했다.





사출은 발사관 뒷편에 있는 스프링이 밀어주는 방식으로 진행된다. 조선대가 제작한 큐브위성(9.6kg)은 탑재된 큐브위성 중 가장 무거워 제일 먼저 사출된다. 사출된 큐브위성은 텀블링(회전)을 하다 (위성이 태양을 바라보는) 선포인팅 지점으로 자세를 잡을 예정이다. 조선대의 큐브위성은 30일 새벽 2시 대전에 있는 조선대 지상국과 첫 교신을 하게 된다. 첫 교신은 큐브위성이 지상국으로 보내는 상태 신호다. 양방향 교신은 2시간 뒤 이뤄질 예정이다. 사출 당시 영상은 성능검증위성에 장착된 카메라를 통해 촬영이 되고, 대전 항우연 지상국에서는 30일 새벽 4시에 관련 영상 수신에 나선다. 영상 수신에 실패할 경우 다음 날 오후 4시에 다시 시도를 한다.

큐브위성 사출로 자세에 영향을 받는 성능검증위성은 3~4시간 동안 자세 안정화 과정에 돌입한다. 성능검증위성은 경제적으로 제작이 되면서 자세 제어를 위한 추진체 대신 자세제어 구동기 역할을 하는 리액션 휠과 마그네틱 토크바가 자세 제어에 나서게 된다. 항우연 관계자는 “사출과정에서 작용반작용법칙에 따라 성능검증위성도 텀블링을 하게 되고, 시뮬레이션 결과 이 과정에서 초당 8도 정도 회전을 하게 된다”며 “사출 이후 위성은 자동 프로그래밍에 따라 위성의 자세를 잡는 디스핀(de-spin)모드로 전환되고, 텀블링을 하면서 선포인트 방향으로 자세 제어에 나서게 된다”고 설명했다. 99분당 지구 한 바퀴를 도는 성능검증위성의 자세 안정화 여부는 지상국과의 교신을 통해 확인하게 되고, 이후 순차적으로 나머지 큐브위성이 사출된다.