[누리호 발사] 하늘 문 연 누리호...11년 7개월 준비한 '16분 드라마'(종합2보)

기사입력 : 2021년10월21일 18:23

최종수정 : 2021년10월21일 19:00

경차 300대 쏘아올릴 추력 받아 이륙한 누리호
위성 모사체 분리됐으나 최종 궤도 진입 안돼
로켓연소 불안정·연료탱크 납품지연 한계 극복

[고흥=뉴스핌] 이경태 기자 = 우리 손으로 직접 하늘문을 열었다.

한국형 발사체 '누리호(KSLV-II)'의 성공적인 발사로 우리나라는 세계에서 7번째로 1t 이상의 실용급 위성을 자력으로 우주로 쏘아올릴 수 있는 국가가 됐다. 이를 위해 한국형발사체 사업은 11년 7개월을 쉼없이 달려왔다.

◆ 경차 300대 쏘아올릴 힘으로 띄운 누리호

누리호는 21일 오후 4시 전남 고흥군 나로우주센터 제2발사대(동경 27.53도, 북위 34.43도)에서 75t급 액체로켓엔진 4기를 동시에 점화시키면서 이륙했다.

이날 오후 카운트다운이 종료되며 1단부 엔진 4기가 동시에 점화되면서 무려 300t 수준의 추력이 누리호를 지상에서 밀어냈다. 이는 경차 300대를 하늘로 쏘아올리는 수준의 힘이다.

[고흥=뉴스핌] 사진공동취재단 = 21일 고흥군 나로우주센터 제2발사대에 거치된 한국형 발사체 누리호(KSLV-ll)가 힘차게 날아오르고 있다. 누리호는 1.5t급 실용위성을 지구저궤도(600~800km)에 투입하기 위해 만들어진 3단 발사체이며 엔진 설계에서부터 제작, 시험, 발사 운용까지 모두 국내 기술로 완성한 최초의 국산 발사체이다. 2021.10.21 photo@newspim.com

누리호의 길이는 47.2m에 달한다. 연료 56.5t, 산화제 126t, 비행체 20t을 합해 총중량은 200t이다. 스테인리스 알루미늄 구조체인 위성 모사체(더미)의 중량은 1500kg이다. 누리호는 1단 75t급 액체엔진 4기, 2단 75t급 액체엔진 1기, 3단 7t급 액체엔진 1기 등 총 3단 로켓으로 구성됐다.

이륙 후 누리호는 1단 분리(127초), 페어링 분리(233초), 2단 분리(274초), 위성 모사체 분리(967초)의 비행 과정을 거쳤다. 위성 모사체 분리는 고도 700km에서 이뤄지는데, 발사 후 16분 7초였다.

위성 모사체 분리에는 성공했으나 최종 궤도 진입에는 실패한 것으로 오후 6시 20분께 확인됐다.

나로우주센터에서 발사된 누리호는 제주도와 일본 후쿠에자마에서 각각 약 100km 떨어진 곳을 지나 비행한다. 페어링 분리는 발사장에서 251km 떨어진 고도 191km에서 진행된다. 실제 낙하되는 예상 지역은 발사장에서 약 1514km 떨어진 해상으로 예상된다.

1단 예상 낙하지점은 발사장에서 413km 떨어진 해상이며, 2단의 예상 낙하지점은 발사장으로부터 약 2800km 떨어진 해상으로 예측된다. 목표궤도에서 위성모사체 분리에 대한 데이터를 확인하려면 30분 정도가 더 걸린다.

누리호를 추적하기 위해 나로우주센터, 제주도에 추적 레이더 및 텔레메트리 안테나가 설치돼 운용중이다. 비행 후반부의 추적을 위해 서태평양 팔라우 추적소에 텔레메트리 안테나가 설치됐다. 나로우주센터에는 최대 3000km까지 발사체를 추적, 실시간 위치정보를 확보할 수 있는 추적레이더와 최대 2000km까지 발사체의 비행궤적, 동작상태 등을 확인할 수 있는 텔레메트리(원격자료수신장비) 등이 구축돼 있다. 추적레이다는 누리호의 위치정보(방위각, 거리, 고각)을 측정한다.

오승협 한국항공우주연구원 발사체추진기관개발부장은 "1단, 2단, 페어링, 3단 등으로 로켓이 분리되는 것으로는 첫 발사로 시험발사 성격"이라며 "첫 발사에서 살펴봐야 할 기술적인 데이터가 있다보니 이번에 위성 모사체를 탑재한 것이고 내년 5월 200kg에 달하는 실제 기능을 하는 위성을 탑재해 2차 발사에 나설 것"이라고 강조했다.

◆ 11년 7개월의 대장정 끝...700km 궤도 올라간 누리호

과학기술정보통신부와 항우연은 2010년 3월 한국형발사체 개발 사업을 착수했다. 이 사업은 러시아와의 국제협력을 통해 발사에 성공한 나로호와 달리, 국내 발사체 관련 산·학·연의 역량을 집결해 연구개발 및 생산 체계 구축으로 발사체 기술을 직접 개발해낼 수 있었다.

2011년 한국형발사체개발사업 추진체계개편에 따라 사업을 3단계로 관리됐다.

1단계는 7t급 터보펌프식 액체엔진 총조립 및 지상연소시험과 한국형발사체 개발을 위한 필수시험설비인 액체엔진 시험설비구축, 2단계는 75t급 액체엔진 성능검증을 위한 시험발사체 발사, 3단계는 75t급 액체엔진 4기를 활용한 1단엔진 클러스터링 기술 개발 및 3단형 한국형발사체 2회 발사를 목표로 설정했다.

이후 사업 2단계 목표에 맞춰 2018년 11월 28일 시험발사체(Test Launch Vehicle) 발사에 성공했다 . 총 1단으로 구성된 시험발사체는 구조, 제어, 전자, 열·공력 등 발사체 서브시스템과 엔진을 비롯한 추진기관 등 주요 시스템이 모두 적용된 발사체였다.

이번 누리호 3단 로켓 발사 성공으로 사업 3단계 목표도 달성하게 됐다. 누리호 1차 발사를 위해 항우연은 75t급 액체엔진에 대해 누리호 발사전까지 모두 33기에 달하는 엔진 시험을 거쳤다. 지상 및 고공모사 환경에서 총 184회, 누적연소시간 1만8290초를 수행해 결점을 보완했다. 7t급 액체앤진은 현재까지 모두 12기의 엔진 시험이 진행됐다. 총 93회, 누적연소시험 1만6925.7초를 수행하며 엔진의 완성도를 높였다.

이와 함께 누리호 개발에는 300여개 기업이 참여하며 독자 개발에 필요한 핵심부품 개발과 제작을 수행했다. 주력 참여 30여개 기업을 대상으로 조사한 결과, 약 500명의 인력이 참여한 것으로 나타났다.

누리호 개발 초기 설계단계부터 산·연 공동설계센터를 구축해 관련 기술이전과 산업체 기술력 향상을 지원하기도 했다. 지난해 12월 기준 총 10개 기업 직원 40명이 항우연에 상주하며 협업한 것으로 파악됐다. 개발 초기부터 관련 산업체의 보유기술, 인력 및 인프라 등을 지속적으로 활용하고 있으며, 총 사업비의 80%인 약 1조5000억원 규모가 산업체에 집행돼는 등 민간 기업의 비중이 높았던 것으로 알려진다.

한화에어로스페이스 관계자는 "엔진을 개발할 때 목업(실물 크기 모형)을 만들어서 각종 시험을 하는 데 실제와 똑같은 금속재질로 제작할 경우, 비용이 천문학적으로 늘어나다보니 유사한 재질을 대체했다"며 "대신 조립과 분해를 수없이 진행하면서 다양한 데이터를 측정하고 이에 대응하는 것이 쉽지 않았는 데 이를 극복한 것이 주효했다"고 강조했다.

[서울=뉴스핌] 정일구 기자 = 21일 오후 서울 용산구 서울역 대합실에서 시민들이 순수 국내 기술로 개발된 한국형 발사체 '누리호'의 발사 모습을 시청하고 있다. 2021.10.21 mironj19@newspim.com

위기의 순간도 있었다. 누리호의 성패를 좌우할 75t 액체엔진 개발 과정에서 2014년 10월 29일 첫번째 연소기 시험이 실패했다. 연소불안정 상태가 나타나면 최악의 경우 폭발사고를 불러올 수 있다. 이를 해결하기까지 4년 간 1332회의 시험을 거쳐야 했다. 국내 연구진은 10개월 만에 연소 불안정을 극복했다.

2015년 8월에는 추진제 탱크의 납품 지연이 정상적인 한국형발사체 개발에 애를 먹기도 했다. 누리호에 초당 1t의 산화제와 연료를 공급하는 추진제 탱크의 두께는 겨우 100원자리 동전 두께와 같다. 부피와 두께가 상당히 큰 것에 비해 가볍게 만들어야 하는 만큼 두께가 비현실적으로 얇은 상황이라는 게 항우연 관계자의 설명이다.

항우연 관계자는 "2005년 나로호 선행 개발 때와 비슷한 탱크를 만들면서 16년이라는 용접기술을 체득한 게 문제 해결의 열쇠였던 것"으로 강조했다.

biggerthanseoul@newspim.com

사진

한눈에 보는 트럼프 취임사...6대 키워드 [서울=뉴스핌] 이홍규 기자 = 도널드 트럼프 미국 대통령의 두 번째 취임 연설은 이념적인 수사가 가득했던 8년 전 2017년 당시와 다르게 낙관적인 어조 속에서 구체적인 정책 방향성을 제시하는 데 초점이 맞춰졌다. 요지는 전 정권에서 약화한 미국의 외교와 경제 영향력을 되찾겠다는 것이다. 트럼프 대통령은 '미국의 부활'을 알리면서 관세 정책과 경제·에너지 정책, 불법 이민자 정책, 영토 확장, 다양성 정책 재검토 등을 강조한 취임 연설을 했다. 다음은 30분간의 취임 연설에서 언급한 핵심 내용을 정리한 것이다. 도널드 트럼프 미국 대통령이 두 번째 임기 취임 첫날 캐피탈 원 아레나에서 열린 퍼레이드에서 행정명령에 서명하고 있다. [사진=로이터 뉴스핌] 1. 미국의 부활 트럼프 대통령은 "미국의 황금시대가 지금 시작된다"라고 연설을 시작했다. 이어"오늘부터 우리나라는 번영하고 세계의 존경을 다시 받게 될 것"이라고 했다. 또 "우리는 지금 국가적 성공의 흥미진진한 새로운 시대의 시작점에 있다"며 "미국은 전례 없는 기회를 잡을 수 있는 순간을 맞이했다"고 했다. 2. 관세 정책 트럼프 대통령은 관세 정책에 대해 "다른 나라를 윤택하게 하기 위해 미국민에게 과세하는 것이 아니라 국민을 윤택하게 하기 위해 관세를 부과한다"고 말했다. 또 "관세를 징수할 '대외수입청'을 설립하겠다"며 "외국으로부터 막대한 금액이 우리 국고로 흘러와 조만간 아메리칸드림은 전에 없던 방식으로 다시 살아나 번창할 것"이라고 했다. 트럼프 대통령은 또 "미국 경제는 부드럽고 한심하게 약한 무역 협정을 통해 우리 스스로에게 세금을 부과하면서 세계에 성장과 번영을 제공해왔다"며 "이제 이를 바꿀 때다. 우리는 우리와의 무역으로 이익을 얻는 이들에게 비용을 부과하기 시작할 것이며 그들은 기여하기 시작할 것"이라고 덧붙였다. 3. 경제·에너지 정책 트럼프 대통령은 "우리는 시추를 계속할 것"이라며 "미국은 다시 제조업 국가가 될 것"이라고 했다. 또 "우리는 지구상에서 가장 많은 석유와 가스를 보유하고 있다"며 "그것을 사용해 [에너지] 가격을 낮추고 전략비축유를 다시 최대로 채우며 미국 에너지를 전 세계로 수출할 것"이라고 했다. 트럼프 대통령은 이어 "우리는 그린뉴딜을 끝낼 것이며 전기차 의무화 정책을 철회해 우리의 자동차 산업을 구하고 위대한 미국 자동차 노동자들에게 했던 나의 신성한 약속을 지킬 것"이라고 했다. 4. 불법 이민자 정책 트럼프 대통령은 자신의 불법 이민자 정책에 대해 "미국의 완전한 복원을 시작하고 상식의 형멱을 이룰 것"이라고 운을 뗀 뒤 "남부 국경에 국가비상사태를 선포할 것"이라며 "모든 불법 입국은 즉시 중단될 것"이라고 강조했다. 이어 "수백만명의 범죄자 외국인이 그들이 온 곳으로 돌려보내지는 과정을 시작할 것"이라고 했다. 트럼프 대통령은 "멕시코 체류 정책(Remain in Mexico policy)을 재개할 것"이라고 했다. 이어 "잡았다가 풀어주기(catch and release) 관행을 종료할 것"이라며 "우리나라를 침범하는 재앙적인 침략을 저지하기 위해 남부 국경에 군대를 파견할 것"이라고 했다. 5. 영토 확장 트럼프 대통령은 파나마 운하와 관련해 "미국 선박들은 심각하게 과도한 요금을 부과받고 있고 미국 해군을 포함해 공정하게 대우받지 못하고 있다"고 강조했다. 그러면서 "중국이 파나마 운하를 운영하고 있다"며 "우리는 그것을 중국에 준 것이 아니라 파나마에 준 것이며 이제 그것을 되찾을 것"이라고 했다. 트럼프 대통령은 멕시코만에 대해서는 "아메리카만(Gulf of America)"으로 변경하겠다고 했다. 또 화성 탐사에 대해서는 "미국 우주비행사들을 화성에 보내 성조기를 꽂게 할 것"이라고 했다. 6. 다양성 정책 재검토 트럼프 대통령은 다양성 정책에 대해 "오늘부로 미국 정부의 공식 정책은 남성과 여성 두 가지 성별만을 인정하는 것으로 정해질 것"이라며 "연방정부는 더 이상 젠더 이데올로기를 장려하지 않을 것"이라고 했다. 트럼프 대통령은 또 "연방 기관들은 여권과 비자와 같은 정부 신분증에서 개인을 생물학적 성별로 분류할 것"이라며 "교도소, 이민자 쉼터, 성폭행 피해자 지원 센터와 같은 시설들은 생물학적 성별에 따라 구분될 것"이라고 덧붙였다. bernard0202@newspim.com 2025-01-21 10:13