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한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)가 7일 다섯 번째 우주 비행에 나선다. 누리호는 6일 오전 전남 고흥 나로우주센터 제2 발사대로 옮겨져 발사를 위한 막바지 준비에 들어갔다. 이날 오전 10시 35분에는 발사대에 누리호를 수직으로 세우고 고정하는 작업까지 마쳤다. 6일 우주항공청(우주청)과 한국항공우주연구원(항우연)에 따르면 누리호 5차 발사의 예정 시간대는 7일 낮 12시 23분부터 오후 1시 23분까지다. 정확한 발사 시각은 7일 오전 열리는 발사관리위원회가 기술적 준비 상태와 기상, 우주환경, 우주물체와의 충돌 가능성 등을 종합적으로 검토해 결정한다. 최종 발사 여부와 시각을 결정하는 데는 지상과 우주의 여러 조건이 변수로 작용한다.지상의 바람부터 높은 고도의 기류, 낙뢰 가능성, 태양 활동, 우주를 돌고 있는 다른 물체까지 여러 조건을 모두 따져야 한다. 이륙 후에도 1·2단과 페어링 분리, 3단 엔진 연소를 거쳐 위성 15기를 계획한 궤도에 차례대로 내려놓아야 임무를 마칠 수 있다. ◇ 지상풍 초속 15m 넘으면 발사 못해… ‘우주 날씨’도 변수 누리호가 가장 먼저 넘어야 할 관문은 날씨다. 누리호가 이륙할 때 지상 평균 풍속은 초속 15m, 순간 최대 풍속은 초속 21m를 넘지 않아야 한다. 기온은 영하 10도에서 영상 35도, 습도는 25도 기준 98% 이하여야 한다. 비행 경로 주변에서 낙뢰를 일으킬 수 있는 뇌전 현상이 발생할 가능성도 없어야 한다. 지상에서 바람이 잔잔하더라도 높은 고도에서 강한 바람이 불면 문제가 될 수 있다. 온라인릴게임야마토 로켓이 빠르게 상승하는 동안 옆에서 강한 바람을 받으면 기체에 큰 힘이 가해지기 때문이다. 항우연은 고층풍의 세기와 로켓이 공기를 받는 각도 등을 함께 계산해 누리호 구조와 비행제어 시스템이 견딜 수 있는 범위인지 확인한다. 우주 날씨도 살펴야 한다. 태양에서 강한 폭발이 일어나거나 고에너지 입자가 대량으로 유입되면 발사체·위성의 통신이나 전자장비에 영향을 줄 수 있다. 우주청은 태양흑。 폭발과 태양입자 유입, 지자기 교란이 가장 강한 수준에 가까운 4~5단계에 이르면 발사를 미루는 것을 권고 기준으로 두고 있다. 하늘이 맑아도 우주에 교통 체증이 있으면 발사 시각이 달라질 수 있다. 누리호가 날아갈 경로 주변을 지나는 인공위성이나 유인 우주선의 위치를 계산해 충돌 가능성을 따져야 하기 때문이다. 무인 우주물체는 누리호 이륙부터 위성 궤도 투입 전까지 충돌 확률이 0.001% 이하여야 한다. 유인 우주선은 기본적으로 200㎞ 이상 거리를 확보하는 기준을 적용하고, 진행 방향별 거리나 충돌 확률 0.0001% 이하를 따지는 보조 기준도 새로 적용한다. ◇ 이륙 뒤 17분이 승부… 위성 15기 차례로 분리 위의 조건을 모두 통과해 발사되면 약 20분 동안 초 단위로 예정된 비행이 이어진다. 누리호는 이륙 123초 뒤 고도 약 67㎞에서 1단을 분리한다. 233초 뒤에는 위성을 감싸 보호하는 덮개인 ‘페어링’을 고도 224㎞에서 떼어내고, 268초 뒤 고도 277㎞에서 2단을 분리한다. 릴게임사이트 3단 엔진은 이륙 761초 뒤 고도 약 575㎞에서 연소를 마친다. 지난 4차 발사와 달리 주탑재위성은 초소형군집위성 2~6호 5기다. 누리호는 이륙 810초 뒤 2호를 시작으로 35~40초 간격을 두고 다섯 기를 하나씩 분리한다. 한꺼번에 여러 위성을 내려놓는 과정에서 서로 충돌하지 않도록 발사체 상단의 자세도 바꿔가며 분리한다. 이번에는 위성에 전달되는 충격을 줄이기 위해 새로 개발한 일체형 클램프 밴드 방식의 저충격 위성분리장치도 적용됐다. 주탑재위성 5기가 모두 떨어져 나가면 큐브위성 10기가 뒤를 잇는다. 큐브위성은 두 기씩 묶어 약 10초 간격으로 사출한다. 계획대로라면 이륙 1035초, 약 17분 15초 뒤 마지막 큐브위성까지 총 15기의 분리가 끝난다. 강성주 전 한국천문연구원 선임연구원은 “누리호의 성공 기준은 실제 배치나 요구 조건이 까다로운 위성 임무를 얼마나 정확하게 수행하는지로 넓어지고 있다”며 “목표 궤도에 정확히 도달하는 것뿐 아니라 발사체 자세를 안정적으로 제어하면서 각각의 위성을 계획된 순서와 조건에 맞게 분리하는 능력이 중요하다”고 말했다. 진정근 카이스트 항공우주공학과 교수는 “이번 임무가 성공하면 누리호를 이용한 다중 위성 궤도 투입 성능을 증명할 수 있다”고 설명했다. 위성을 모두 분리했다고 모든 과정이 끝나는 것은 아니다. 누리호가 계획한 궤도에 위성을 정상적으로 투입했는지 비행 데이터를 확인해야 하고, 이후에는 위성이 지상국과 교신해 정상적으로 작동하는지도 별도로 확인한다. 우주청은 7일 오후 누리호 5차 발사의 상세 결과를 발표한 뒤 주탑재위성인 초소형군집위성 5기의 초기 교신 결과를 공개할 예정이다. 가 대량으로 유입되