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최종편집2022-08-08 18:12 (월) 기사제보 구독신청
[핫 키워드] 누리호
[핫 키워드] 누리호
  • 노철중 기자
  • 승인 2022.06.14 15:22
  • 댓글 0
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지난 6월 13일 전남 고흥군 나로우주센터 발사체조립동에서 한국형 우주발사체 '누리호'가 발사대 이송용 차량에 옮겨지고 있다. 뉴시스
지난 6월 13일 전남 고흥군 나로우주센터 발사체조립동에서 한국형 우주발사체 누리호가 발사대 이송용 차량에 옮겨지고 있다. <뉴시스>

[인사이트코리아=노철중 기자] 한국형발사체 누리호가 오는 16일 2차 발사를 시도한다. 지난해 10월 21일 1차 발사 이후 8개월여만의 재도전이다. 당초 15일 발사 계획이었으나 나로우주센터가 있는 전남 고흥 지역에 비바람이 강하게 불고 있어 하루 연기됐다. 3단부에 탑재된 성능검증위성을 우주 궤도에 올려놓는 게 최종 목표다.

이번에 성공하면 한국은 미국, 러시아, 프랑스, 중국, 인도, 일본에 이어 무게 1톤 이상급 위성을 우주 궤도로 쏘아 올릴 수 있는 자체 기술을 보유한 7번째 국가가 된다. 새로 개발한 발사체의 성공률은 우주 선진국에서도 30%가 안 되는 것으로 알려졌다.

1차 모형위성 본 궤도 진입 실패 원인 분석·개선 완료

과학기술정보통신부와 한국항공우주연구원에 따르면, 1차 발사는 모형위성이 목표고도 700km에 도달하는데 성공했으나 7.5km/s의 목표 속도에는 못 미쳐 궤도 진입에 실패했다. 3단부 엔진 연소가 조기 종료됐기 때문이다. 원인은 ▲헬륨 탱크에 가해지는 부력 증가 ▲지지구조물 고정이 풀리며 헬륨 탱크가 이탈 ▲이탈된 헬륨 탱크가 산화제 탱크 균열을 발생시켜 산화제 누설 등으로 분석됐다.

이러한 분석을 토대로 3단부의 헬륨 탱크 하부지지부와 맨홀 덮개의 구조를 변경·보강했다. 헬륨 탱크 하부지지부의 고정장치가 강화되도록 설계를 변경하고, 맨홀 덮개는 두께 등을 보강해 누리호가 비행 중 변화하는 환경에서도 안정적으로 비행할 수 있도록 했다.

이번 2차 발사의 특징은 성능검증위성이 탑재된다는 것이다. 성능검증위성은 누리호의 발사 성능을 검증하기 위해 개발된 위성이다. 국내에서 개발한 우주기술들을 확인하기 위한 탑재체와 함께 국내 대학들에서 개발한 큐브위성 4기가 탑재되며, 600~800km 사이의 태양동기궤도에서 2년간 임무를 수행하게 된다.

성능검증위성의 중량은 약 180kg(큐브위성 4기 포함)이며, 국내에서 개발한 발열전지와 제어모멘트자이로 및 S-band 안테나를 탑재해 우주 환경에서 탑재체가 설계에 따라 작동하는지를 확인한다.

권현준 과학기술정보통신부 거대공공연구정책관은 “1차 발사는 위성모사체만을 탑재했지만 2차 발사는 위성을 탑재해 이를 궤도에 투입하는 것으로 우리가 독자 개발한 발사체를 통해 위성을 최초로 탑재해 발사한다는 의미가 있다”고 설명했다.

지난해 10월 21일 누리호 1차 발사 장면. 한국항공우주연구원
지난해 10월 21일 누리호 1차 발사 장면. <한국항공우주연구원>

12년 개발 과정 두 번의 큰 위기 극복

누리호 개발 프로젝트는 2010년 3월, 2023년 6월 완료를 목표로 시작됐다. 개발 과정에서 두 번의 큰 위기를 맞기도 했다. 첫 번째는 누리호의 성패를 좌우할 75톤급 액체엔진 개발 중 연소불안정 현상이 나타난 것이다. 막대한 양의 추진제가 급속도로 연소하는 과정에서 연소 상태를 안정적으로 유지하는 게 핵심이다.

연소불안정은 중대형 액체엔진 개발자들을 괴롭히는 가장 큰 난제로 미국이 달에 갈 당시에도 연소불안정이 발생해 이를 해결하기까지 4년간 1332회 시험을 거친 것으로 알려졌다. 누리호 연구진은 설계를 12번 바꿔가며 10개월 만에 연소불안정을 극복했다.

두 번째 위기는 누리호 추진제 탱크를 납품하는 업체가 기술적 한계를 느끼고 사업을 포기한 것이다. 추진제 탱크의 핵심은 얇은 두께로 만들어 초고온·압력 등 극한의 우주 환경을 견뎌야 한다는 것이다. 이로 인해 일정이 18개월이나 늦어졌다.

이러한 난관을 극복하고 2018년 11월 28일 나로우주센터에서 발사된 시험발사체는 목표 시간인 140초를 넘어 151초간 연소하면서 발사에 성공했다. 75톤급 엔진을 비롯해 구조체, 전자, 제어, 열·공력 및 발사대, 추적시스템 등의 성능이 검증되는 순간이었다.

한 번의 실패를 경험하고 다시 전열을 가다듬고 성공을 쏘아 올릴 누리호 프로젝트는 12년 동안 약 2조원이 투입됐다. 연구인력만 250명에 이르며 300개 이상의 국내 기업이 참여했다.

일정이 하루 연기됐지만 발사 준비 계획에는 변화가 없다. 발사 하루 전인 15일 오전 7시 20분부터 11시까지 발사체를 발사대로 이동·설치하는 작업을 진행한다. 전남 고흥 나로우주센터 조립동에서 1.8km 떨어진 발사장까지 무진동 이송 차량에 발사체를 실어 나른다. 이후 오후 6시 20분까지 발사체를 세우고 설치작업을 마무리할 계획이다.

최종 발사 시각은 발사관리위원회가 기상 상황, 우주물체 충돌 가능성, 우주환경 영향 등을 점검한 결과를 토대로 16일 오후 2시 30분에 발표할 예정이다.

인사이트코리아, INSIGHTKOREA

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