'누리호' 우주를 뚫다…비행절차 성공적,궤도 안착은 미완성
'누리호' 우주를 뚫다…비행절차 성공적,궤도 안착은 미완성
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  • 승인 2021.10.21 11:02
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오후 5시 발사,세계 7번째 우주강국 쾌거... 국내기술로 11년7개월 준비.
정부 3조7천억 투자,2027년까지 5개 위성발사
한국형 발사체 누리호(KSLV-II)가 21일 오후 전남 고흥군 봉래면 나로우주센터에서 발사되고 있다.

[연합뉴스] 한국형 발사체 '누리호'(KSLV-II)가 21일 오후 5시 이륙후 1단, 페어링, 2단, 위성 모사체 분리 등 모든 비행절차(시퀀스)를 성공적으로 마쳤다.

발사 성공여부의 최종판단은 데이터 분석후인 오후 6시쯤 내려진다. 지금까지 정보로는 정상적으로 시퀀스가 진행된 것으로 판단됐다. 다만 모사체 위성이 정상궤도에 안착하는 것은 미완성 과제로 남았다.

누리호는 이날 오후 3시35분 연료탱크 충전을 완료했으며 오후 4시5분 산화제 탱크 충전을 끝냈다. 오후 4시24분 발사체 기립장치 철수가 완료됐으며, 오후 4시50분부터 10분간 발사자동운용(PLO)을 가동한 뒤 이륙했다.

누리호는 발사후 127초가 지난 오후 5시2분 고도 59㎞에서 1단이 분리됐다. 오후 5시4분에는 누리호에 탑재된 위성모사체(더미 위성)을 보호하는 덮개인 페어링이 분리됐다.

같은 시각에 2단 엔진정지가 확인됐으며 3단 엔진점화도 확인됐다. 오후 5시6분 누리호는 비행고도 500㎞를 돌파했고, 5시8분에는 비행고도 600㎞를 돌파했다.

오후 5시12분에는 누리호 3단 엔진정지가 확인됐다. 오후 5시15분에는 더미위성이 정상분리된 것이 확인됐다.

과학기술정보통신부 용홍택 제1차관은 발사 시퀀스가 끝난후 "오늘 오후 5시 나로우주센터에서 발사된 누리호 비행이 종료됐다"고 밝혔다. 용 차관은 "현재 기술진들이 누리호 비행 데이터를 분석중"이라며 "데이터 분석은 앞으로 약 30분 소요된다"고 말했다.

◇세계 7번째 쾌거

누리호 발사는 순수 국산 기술로 이뤄낸 세계 7번째 쾌거이다. 우주 발사체는 수백명의 과학자와 기술자가 참여해 이뤄지는 거대과학(Big Science)의 진수 중 하나다.

대규모 비용을 쏟아붓고 나름대로 만전을 기하더라도 성공을 장담할 수 없어 가장 도전적인 국가 연구개발(R&D) 사업으로도 꼽힌다. 

누리호도 11년7개월간의 개발과정에서 많은 어려움을 극복하고 이날 발사대에 올라섰다. 1차 발사 성공률은  30%정도로 전해진다.

약 37만개의 부품이 원하는 시기에 적절한 성능을 내줘야 발사할 수 있는 만큼 성패는 아무도 장담할 수 없다.

◇엔진·탱크·발사대까지 모두 '우리 손으로'

지난 2010년 3월 개발사업이 시작된 누리호는 1.5t급 실용위성을 지구 저궤도(600∼800km)에 투입하기 위해 제작됐다.

누리호는 총길이 47.2m, 중량 200t의 매우 복잡한 구조물이다. 각각 추력(推力)이 75t급인 액체엔진 4기가 '클러스터링'으로 묶여 있는 1단부, 추력 75t급 액체엔진 하나가 달린 2단부, 추력 7t급 액체엔진이 달린 3단부로 구성됐다.

이날 발사에서 과학기술정보통신부(과기정통부)와 한국항공우주연구원(항우연)은 누리호의 3단에 1.5t 모사체 위성(더미 위성)을 탑재했다.

누리호의 '심장'인 엔진은 설계, 제작, 시험 등 개발 전과정을 국내 연구진과 현대중공업 등 기업이 맡아 완성했다. 특히 1단부에 적용된 엔진 클러스터링은 폭발적인 추력을 내기 위해 4개의 엔진이 1개의 300t급 엔진처럼 동시에 점화해 정확하게 제어돼야만 하는 누리호의 핵심부분이다.

누리호 부피의 약 80%를 차지하는 탱크 역시 모두 국내 기술로 만들어졌다. 3단짜리 누리호에 맞춰 전남 고흥 나로우주센터에는 제2발사대가 새로 구축됐다. 설계와 제작도 모두 국내 기업이 담당했다.

누리호는 지난 2018년 11월28일 시험발사체(TLV) 발사에 성공하고, 올해 3월25일 1단 종합연소시험도 성공적으로 끝내며 우수한 성능을 입증했다.

◇발사 10분전 카운트다운 시작

발사 수행기관인 항우연은 오전 10시부터 발사통제지휘소를 통해 추진제 제어 등 임무를 수행하며 발사명령을 기다린다. 같은 시각 발사대 3㎞ 주변은 육상 접근이 통제된다.

발사 시각이 확정되면 항우연은 발사 약 2시간 전부터 연료탱크 충전을 시작한다. 이때부터 비행방향 중심으로 해상은 좌우 12㎞(폭 24㎞), 길이 74㎞ 안쪽이 통제된다. 공역은 좌우 24㎞(폭 48㎞), 길이 95㎞ 안쪽이 통제된다.

발사 1시간 전에는 누리호를 수직으로 세워 지지해주던 이렉터(Erector)가 철수를 시작한다. 이렉터 철수와 함께 산화제 충전이 진행된다. 연료와 산화제는 엔진점화 전에 만나면 화재로 이어질 수 있어 분리된 탱크에 각각 주입한다.

산화제 충전까지 끝나면 이렉터가 완전히 철수되고 발사 10분전 발사자동운용(PLO) 프로그램이 가동되며 카운트다운에 돌입한다.

PLO가 누리호의 정상상태를 확인하면 1단 엔진이 자동 점화된다. 1단 엔진이 300t 추력에 도달하면 누리호 아랫쪽을 붙잡고 있던 4개의 지상고정장치(VHD)가 풀리며 누리호가 비로소 이륙해 비행을 시작한다. 

마지막까지 연결되어 있던 엄빌리칼(umbilical, 전기·연료 등을 추진제에 공급하는 설비)은 누리호 이륙과 동시에 자동 회수된다.

◇우주 물체충돌·고층풍 등 분석해 최종결정…날씨로 인한 연기는 없을듯

누리호의 발사시각은 전날 발사 준비상황을 비롯해 우주물체 충돌 가능성, 기상조건 등을 종합적으로 고려해 발사관리위원회가 최종적으로 확정한다.

누리호 1차 발사는 오후 3시∼7시 사이로 잡혔으며 연료밸브 점검으로 당초보다 1시간 늦은 오후 5시로 정해졌다. 기상청에 따르면 이 시각 나로우주센터 주변 날씨는 대체로 맑을 것으로 예보됐다. 얇은 구름층이 형성될 것으로 보이나 발사에 큰 영향을 주지는 않을 것으로 분석됐다.

발사체 발사에 가장 큰 지장을 주는 뇌전도 이때 발생할 가능성이 크지는 않다. 바람도 평균풍속 초속 3m 정도로 잔잔할 것으로 예보됐다.

항우연은 발사체 성공에 중요한 변수 중 하나인 고층풍 분석을 위해 1회용 대기요소 측정기구인 라디오존데(Radiosonde)를 이날 최소 4번 띄울 예정이다. 

공군 전투기도 미리 투입돼 누리호 항로를 따라 구름과 바람의 상황을 확인하는 작업도 이뤄진다.


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