전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
경제 과학기술

속보

더보기

[누리호 발사] 22초 빨라진 성공함수의 비밀…4초 빠른 1단엔진 추력 덕분

기사입력 : 2022년06월27일 11:19

최종수정 : 2022년06월27일 11:19

누리호 2차 최종 위성 분리 22초 단축
1단부 엔진 추력·연료 밀도·기상 덕분

[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 1·2차 발사 과정에서 우여곡절을 겪은 한국형 발사체 누리호가 성공적으로 임무를 완수했던 배경은 역시나 1단부에 있었다.

예상 발사 순서(시퀀스·sequence)보다 1단 분리가 4초 앞당겨진 순간 일부 기술진은 성공을 조심스럽게 예감했다고 한다. 마지막 위성 분리 시 예상대비 22초나 빨라진 의문도 풀렸다.

누리호는 지난 21일 오후 4시 정각 전남 고흥군 나로우주센터 제2발사대에서 이륙했다. 굉음과 함께 200톤의 육중한 원통형 발사체는 서서히 몸을 띄우기 시작했다. 

발사 후 945초 뒤 누리호는 최종적으로 위성모사체까지 분리하며 우주수송의 첫 여정을 성공적으로 마무리했다. 다만 1·2차에 걸쳐 우려의 시선이 짙게 깔려 있기는 했다.

지난해 10월 21일에 진행된 1차 발사는 최종 3단부 엔진의 조기 종료로 인해 누리호의 우주수송능력을 입증할 수 없었다. 당시 누리호는 발사 후 124.5초 뒤 1단 분리가 정상적으로 진행됐다. 229초 페어링 분리, 270.5초 2단 분리까지는 문제가 없었다. 다만 748초에 3단 엔진의 연소가 종료됐다. 예상 시각보다도 49나 빨리 종료된 것이다. 

동일하게 49초가 빠른 시각에 위성모사체는 분리가 됐지만 당초 목표였던 초당 7.5km의 속도에 도달하지 못했다. 연쇄적으로 분리된 위성모사체 역시 목표 궤도에 안착하지 못했다.

2차 때는 2차례의 일정 연기가 있었으나 발사는 순조롭게 진행됐다. 1단부 산화제 탱크 센서 교체는 물론 3단부 엔진 개조 등 기술적으로 우려되는 변수가 1차 때보다도 많았다. 더구나 한국형 발사체 프로젝트의 마지막 발사인데다 지난 실패를 극복해야 한다는 점에서 기술진의 부담은 배로 컸다.

발사 직후 1단 분리부터 최종 위성 모사체 분리까지의 기술진은 가슴을 졸일 수밖에 없었다. 1단 분리부터 당초 예상 시퀀스보다도 4초나 빨랐다. 페어링 분리는 6초나 빠르게 진행됐다. 2단 분리는 5초 빠른 시각에 진행돼 예상 시퀀스대로 진행되는 것으로 기술진은 판단했다. 다만 21.5초나 빠른 시각에 3단 연소가 종료되면서 기술진의 머릿속은 상당히 복잡했던 것으로 전해졌다.

3단 연소가 종료됐다는 의미는 1차 때 도달하지 못했던 초당 7.5km 속도로 누리호가 비행하는 데 성공했다는 것이기도 하다. 한편으론 너무나 빠른 시퀀스 도달에 혹시 잘못되는 것은 아닌가하는 걱정을 했다는 게 한 기술진의 설명이다.

이후 성능검증위성과 위성모사체 분리는 당초 예상 시퀀스 대비 22초가 빠른 시각에 진행됐다. 40여분 뒤 성능검증위성의 비콘 신호가 지상국에 전달되면서 누리호의 우주수송능력이 2차 시도에서 성공적으로 입증된 것이다.

한국형 발사체 누리호에 탑재돼 지구 저궤도에서 안착한 뒤 선포인트(Sun Pointing) 단계에 도달한 성능검증위성의 모습 [자료=과학기술정보통신부] 2022.06.21 biggerthanseoul@newspim.com

이번 누리호의 비행 시퀀스가 빨라진 것에 대해 한국항공우주연구원의 기술진은 단연 1단 엔진의 중요성을 강조했다.

한 연구원은 "1단 엔진이 당초 예상 시퀀스 대비 4초나 빨리 분리됐다는 것은 누리호를 쏘아올리는 첫 엔진 점화의 추력이 예상보다 컸기 때문"이라며 "이후 다른 시퀀스의 시각이 앞당겨진 것은 결국 엄청난 중력을 극복해서 발사체를 끌어올린 1단 엔진 덕분"이라고 강조했다. 이 연구원은 "2차 함수 그래프처럼 초반에는 더디지만 속도가 급상승할 것이라는 믿음이 있었다"고 전했다.

실제 누리호 개발에서 가장 공을 들인 부분이 바로 1단부 75톤급 엔진 4기를 한데 모아 점화하는 클러스터링이었다. 발사체의 가장 밑단에서 점화해 방향이 흐트러지지 않고 이륙할 수 있도록 하는 부분이 기술적으로 상당히 어려웠던 것으로도 알려진다.

그는 이어 "1차와 2차 발사시 누리호의 기계적인 성능이 동일하다고 가정하면 연료로 쓰이는 케로신(항공유)의 밀도가 2차 때 점화 등에 더 양호했던 점이 있을 것"이라며 "뿐만 아니라 바람의 세기 등 발사에 영향을 주는 기상 요인도 좀더 좋아진 부분이 복합적으로 이번 발사의 시퀀스를 단축시키는 데 영향을 줬을 것"이라고 판단했다.

항우연 한 관계자는 "향후 누리호의 추가 발사에서도 예상 발사 시퀀스 그대로 갈 수도 없을 것이고 더 빨라질 수도 더 느려질 수도 있다"며 "관건은 초당 7.5km 속도에 도달하고 고도 700km까지 나아갈 수 있어야 할 것이고 나머지 과정 역시 무수한 변수가 많아 발사 때마다 촉각을 곤두세울 수밖에 없을 것"이라고 말했다. 

biggerthanseoul@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
폭염에 '온열질환자' 속출…환자 425명 [세종=뉴스핌] 신도경 기자 = 지난 30일 서울 전역에 첫 폭염주의보가 시작되면서 올해 온열질환자가 400명을 넘었다. 1일 질병관리청의 온열질환 응급실 감시체계에 따르면 지난 5월 15일부터 6월 29일까지 집계된 온열질환자는 425명으로 사망자는 3명에 달했다. 온열질환은 더운 날씨로 인해 열탈진, 열사병, 열 부종 등이 발생하는 질환이다. 40도 이상의 고열이나 현기증, 두통, 오한 등이 나타난다. [서울=뉴스핌] 김학선 기자 = 서울 전역에 올해 첫 폭염주의보가 발효된 30일 오후 서울 성동구 마장역 인근에서 시민들이 양산을 쓰고 뜨거운 햇볕을 피해 걷고 있다. 2025.06.30 yooksa@newspim.com 기상청은 지난 30일 서울 전역과 경기도 과천, 성남, 구리, 화성에 올해 첫 폭염주의보를 발령했다. 경기도 가평, 광주는 폭염주의보가 폭염경보로 격상됐다. 1일에도 서울의 낮 최고기온은 30도, 강릉 35도, 대전 32도, 광주 35도, 제주 31도로 더운 날씨가 계속될 전망이다.  날씨가 더워지면서 온열질환자 수도 점차 늘고 있다. 지난 5월 15일부터 5월 31일까지 온열환자 수는 62명으로 사망자는 없었다. 이 기간 중 하루 최대로 발생한 온열질환자 수는 21명이다. 반면 지난 28일에는 하루 최대로 발생한 온열질환자 수가 52명으로 늘었다. 지난 1일부터 29일까지 집계된 온열질환자 수는 361명으로 사망자는 3명에 달하며 급증하는 모양새를 보이고 있다.  연령별 현황에 따르면 온열질환자는 대부분 고령층에서 발생했다. 60대가 78명(18.4%)으로 가장 많았고, 50대 70명(16.5%), 30대와 40대는 각각 61명(14.4%)으로 집계됐다. 온열질환자가 속출하는 직업은 미상을 제외하고 단순 노무 종사자로 68명(16%)에 달했다. 농림어업숙련종사자 40명(9.4%), 무직 39명(9.2%) 순으로 나타났다. 열탄진으로 인한 온열질환자는 222명(52.2%)로 대부분을 차지했다. 열사병 85명(20%), 열경련 61명(14.4%), 열실신 53명(12.5%)이다. 하루 중 온열질환이 가장 많이 발생한 시간대는 오후 4∼5시(13.6%)다. 오전 10∼11시(11.8%), 오후 3∼4시(11.5%) 등의 순이었다. 온열질환을 예방하기 위해서는 물을 자주 마시고 시원한 곳에서 지내야 한다. 더운 시간대의 활동을 자제하는 것도 중요하다. 특히 체온 조절이 원활하지 않은 만성질환자, 어린이, 어르신은 더위에 오래 노출되지 않도록 더욱 주의해야 한다. 육현 원주세브란스기독병원 응급의학과 교수는 "온열질환은 충분한 수분을 섭취하고 더운 낮 시간대 활동을 피하는 것만으로 예방이 가능한 질환"이라며 "방치할 때 생명을 위협할 수 있어 각별한 주의가 필요하다"고 했다. 이어 육 교수는 "열사병, 열탈진, 열경련 등 온열질환이 발생할 경우 체열을 신속히 낮추는 것이 가장 중요하다"며 "옷을 느슨하게 풀고, 찬물에 적신 수건을 몸통에 덮거나 겨드랑이와 사타구니 부위에 찬 물병이나 선풍기 바람을 활용해 체온을 낮추는 응급조치가 도움 될 수 있다"고 강조했다. sdk1991@newspim.com 2025-07-01 11:24
사진
내란 특검 "5일 오전 9시까지 출석 통지" [서울=뉴스핌] 김현구 기자 = '내란 특검(특별검사)'이 1일 윤석열 전 대통령 측에 2차 소환조사 일자를 다시 통지했다. 특검팀이 다시 통지한 일자는 오는 5일 오전 9시다. 박지영 특별검사보(특검보)는 이날 오전 브리핑에서 "윤 전 대통령이 금일 특검 출석에 응하지 않고 불응했다"며 "윤 전 대통령에게 오는 5일 오전 9시까지 출석하라고 통지했다"고 밝혔다. 윤석열 전 대통령. [사진=뉴스핌DB] 박 특검보는 "(윤 전 대통령이) 5일 오전 9시 출석하지 않는 경우 어떻게 조치할 것인가"라는 질문에 "전날 윤 전 대통령 측이 제출한 의견서에서 5일 이후 출석에는 응하겠단 의사를 밝히고 있다"고 답했다. 이어 "만약 그때도 출석에 응하지 않으면 요건이 다 갖춰진 이상 법원에서도 (체포영장을) 내주지 않을까 생각한다"고 덧붙였다. 앞서 박 특검보는 특검이 재통보한 일정에 윤 전 대통령이 응하지 않는 경우 형사소송법상 마지막 단계의 조치를 취할 것이라고 말한 바 있다.   hyun9@newspim.com 2025-07-01 11:29
안다쇼핑
Top으로 이동