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[정책의속살] 이틀 미룬 다누리 발사…독자 심우주 탐사 발사체 개발 '절실'

기사입력 : 2022년08월02일 11:29

최종수정 : 2022년08월02일 11:29

다누리 5일 오전 8시 8분 발사 예정
독자적인 차세대 발사체 예타 '절실'

[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 제대로 알려지지 않은 이유로 달탐사선(KPLO) 다누리의 발사가 이틀 연기됐다. 현재로서는 발사체 기업의 일정에 의존할 수밖에 없다. 다만 심우주 탐사를 위한 독자적인 발사체 개발이 그만큼 절실해졌다.

5일 스페이스X 발사체로 발사되는 다누리…달 탐사 시동

달탐사선 다누리가 사흘 앞으로 다가왔다. 누리호 발사 성공에 이어 우리나라는 이번에 처음으로 달 탐사가 가능한 국가에도 이름을 올릴 수 있을 것으로 기대된다. 

다누리는 오는 5일 오전 8시 8분 미국 플로리다 케이프커네버럴 우주군기지에서 스페이스X의 팔콘9 발사체에 탑재돼 발사된다. 

발사체로부터 분리 이후 달 탐사선 전이궤적 및 달 궤도 진입과정 [자료=한국항공우주연구원] 2022.06.04 biggerthanseoul@newspim.com

다누리는 총중량 678kg, 크기 2.14m x 1.82m x 2.19m의 탐사선이다. 극저온·고온, 전자파 시험 등 우주 환경 모사 시험 및 표면 다층 박막 단열재(MLI) 장착 등 모든 시험을 완료했다. 다누리에는 ▲감마선 분광기 ▲우주인터넷탑재체 ▲영구음영지역카메라(쉐도우캠) ▲자기장측정기 ▲광시야편광카메라 ▲고해상도카메라 등이 탑재된다.

발사 후 미국 항공우주국(NASA)과의 협력을 통해 탄도형 달 전이방식(BTL) 궤적을 따라 항행하게 된다. 이 BTL 방식은 다른 궤적에 비해 이동거리가 길지만 연료를 상당량 절감할 수 있는 장점이 있다. 다만 발사 후 달까지 약 4.5개월 가량의 시간이 소요된다.

이후 달 궤도에 오는 12월께 진입해 달 상공 100km에서 달 극지방을 지나는 원 궤도로 운용된다. 내년 1월께 달 궤도 진입 후 탑재체 초기동작 점검 및 본체 기능 시험 진행이 이뤄진다. 이후 2월부터 12월까지 정상적인 임무에 들어간다.

다누리는 NASA의 도움으로 개발이 진행됐으며, NASA의 쉐도우캠(ShadowCam)도 탑재해 아르테미스 프로그램에 기여할 계획이다. 쉐도우캠은 아르테미스 미션의 착륙 후보지 탐색을 위한 달 극지방 영구음영지역의 촬영을 담당한다.

지구를 벗어난 우주 탐사를 하는 만큼 우리나라가 심우주 탐사 경험을 축척하는 데도 상당한 도움이 될 것으로 기대된다.

독자적인 차세대 발사체 예타 통과 '절실'

다누리는 당초 3일 발사될 예정이었다. 다만 스페이스X가 발사 점검을 하는 과정에서 추가 확인이 필요해 발사일정을 이틀 미뤘다. 

스페이스X의 발사체인 팔콘9을 이용해야만 하는 우리나라는 발사체 기업의 일정에 따라야만 한다. 다만 정확한 이유는 보안상의 이유로 확인이 어렵다.

이틀 정도의 일정 연기지만 독자적인 우주 임무에 나서기 위해서는 작지 않은 변수라는 게 항공우주업계의 지적이기도 하다.

[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

한 항공우주업계 관계자는 "우리나라가 심우주 탐사 등 향후 우주산업을 키워나가기 위해서는 해외 기업의 이와 같은 변수에 대해 대처하지 않으면 안된다"며 "우주산업은 안보와도 직결돼 있기 때문에 글로벌 변수에 따라 우주산업의 발목을 잡을 수 있다는 점을 준비하고 이를 해소해야 한다"고 말했다.

이같은 독자적인 심우주 탐사를 위한 발사체 사업이 현재 예비타당성 조사를 받고 있기는 하다. 지난 4월 과학기술정보통신부가 제출한 차세대 발사체 개발 사업이 예비타당성조사 대상으로 선정돼 본격적인 예타 조사를 받고 있다.

차세대 발사체 개발 사업에는 내년부터 오는 2031년까지 9년 동안 1조9330억원(국고 1조9190억원, 민자 140억원)이 투입된다.

차세대 발사체는 액체산소-케로신 기반의 2단형 발사체로 개발된다. 1단 엔진은 100톤급 다단연소사이클 방식 액체엔진 5기가 클러스터링된다. 재점화, 추력조절 등 재사용 발사체 기반기술이 적용되며 2단 엔진은 10톤급 다단연소사이클 방식 액체엔진 2기로 구성되며 다회점화, 추력조절 등의 기술이 적용된다.

차세대 발사체 개발이 완료되면 우리나라는 지구궤도 위성 뿐만 아니라 달, 화성 등에 대한 독자적인 우주탐사 능력을 갖추게 된다. 개발 후 차세대 발사체의 투입 성능은 달전이궤도 1.8톤, 화성전이궤도 1톤 수준이 될 것으로 기대된다.

과기부는 2030년에 차세대 발사체의 첫 발사에 나서며 이때 달 착륙 검증선을 발사해 성능을 확인한다. 본격적인 첫 임무는 2031년 달착륙선을 발사하는 것이다.

과기부 관계자는 "현재 예타 중인 사업이지만 예타를 통과하게 될 경우에는 독자적인 심우주탐사 능력을 갖출 수 있게 된다"며 "달 뿐만 아니라 향후 더 먼 우주로 갈 수 있는 도약점이 될 것"이라고 말했다.

biggerthanseoul@newspim.com

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"설계 불안정·시공단계 결함" 도림보도육교 붕괴 원인 '총체적 부실' [서울=뉴스핌] 조재완 기자 = 지난 1월 붕괴된 도림보도육교가 시공 단계부터 결함이 있었다는 정부 조사 결과가 나왔다. 교각의 구조 안정성과 유지 관리의 총체적 부실이 붕괴사고로 이어진 것으로 드러났다. 국토교통부는 최근 서울 영등포구 도림보도육교 붕괴 사고원인 조사를 마쳤다. 국토부는 지난 1월 3일 도림보도육교의 상부구조물(거더)이 내려앉은 붕괴 사고 직후 국토안전관리원 사고조사위원회(사조위)를 띄워 2달여 간 사고 원인을 조사했다. 30일 김병욱 더불어민주당 의원이 국토부로부터 보고받은 조사 결과에 따르면 도림보도육교는 준공 초기부터 꺼짐 현상이 발생했고 준공 후에도 붕괴 징후가 여러 차례 있었지만 보수 관리가 제대로 이뤄지지 않았다.  사조위는 "시공 중 가벤트 제거시 솟음량(처짐)에 문제가 있었고, 준공 후 상현재 탄성받침의 이동 제한장치 파단 등 손상이 있었음에도 불구하고 처짐 발생이 안정화됐다고 판단해 주기적인 모니터링과 면밀한 검토가 이뤄지지 않았다"고 판단했다. [서울=뉴스핌] 정일구 기자 = 지난 1월 3일 서울 영등포구 도림보도육교에 꺼짐 현상이 발생해 통행이 제한되고 있다. 영등포구와 경찰 등에 따르면 이날 오전 1시40분께 영등포구 도림동과 신도림역을 잇는 도림보도육교가 내려앉아 육교와 하부 자전거도로·산책로가 전면 통제됐다. 2023.01.03 mironj19@newspim.com 도림육교 처짐 현상은 개통 전부터 있었다. 시공 단계였던 2016년 4월 12일 가벤트(임시교각)를 철거하자마자 즉각 처짐 현상이 발생했다. 당시 거더가 19.9cm 꺼졌는데, 이미 설계 단계서 우려했던 처짐량(강재자중에 따른 처짐·20.65cm)과 별반 차이 없는 수준이었다고 사조위는 지적했다. 개통 전부터 교각 처짐량이 예상 최대치에 근접했던 것이다. 개통 한달 뒤인 2016년 5월, 영등포구청과 시공사 등은 안전점검에 나섰지만 당시 설계사 측은 구조물 안전성에 문제가 없다는 진단 결과를 냈다. 처짐 현상은 이후에도 계속됐다. 개통 9개월 만인 2017년 1월 교량 받침대가 결국 중앙부 처짐을 이기지 못하고 파손됐는데, 기온이 급격히 떨어지자 구조물이 수축되면서 받침대가 이탈한 것이다. 사조위 조사에 따르면 당시 교각 처짐량은 44.5cm에 달했다. 설계시 예상한 처짐량의 2배 수준이다. 이때부터 장기 모니터링이 필요했다는 게 사조위 판단이다. 받침대 파손 사고 직후 영등포구청은 안전점검을 실시했지만 이번에도 구조물 이상이 없다는 결과가 나왔다. 구청은 받침대만 교체 보수했다.  도림육교는 지난해 12월 정기안전점검에서도 겨울철 수축 현상으로 구조물이 움직였다는 진단을 받았지만 이에 대한 대응은 없었다. 이로부터 한달도 채 지나지 않아 육교 양단부 교량 받침대가 이탈하면서 다리 전체가 내려앉았다. 복합교량인 도림육교의 설계 구조 자체가 불안정했다고 사조위는 분석했다. 육교는 미적 효과를 높이기 위해 아치교 특성을 반영한 거더교로 설계됐다. 그러나 아치 교량의 특성이 설계 단계서 충분히 반영되지 않았다고 사조위는 진단했다.  사조위는 "도림육교는 일반 거더교와 아치교의 중간 형태 구조임에도 불구하고 휨 모멘트가 가장 크게 발생하는 경간중앙부의 강성이 가장 약하고, 지점부로 갈 수록 큰 강성을 가졌다"고 지적했다. 힌지지점부 변위와 좌굴 발생 가능성 등에 대한 보다 면밀한 검토가 필요했다는 설명이다. 사조위는 "육교 힌지지점부의 외측 변위 발생으로 기하학적 형상이 바뀌면서 부재의 축력이 증가했고, 이로 인해 힌지가 추가 이동했을 것"이라며 "중앙부 처짐이 추가 발생하는 현상이 반복되면서 점차 솟음량이 감소했을 것"으로 분석했다. 이어 "붕괴 직전 상현재의 받침은 수축방향으로 이동이 제한된 상태였고, 온도 하강으로 받침의 사이드블록을 고정하는 볼트가 파단되면서 교량이 붕괴됐다"고 봤다.  이 같은 사고 재발을 막기 위해선 교량의 구조 형식과 안정성에 대한 검토를 강화하고 주기적인 점검 등 모니터링이 수반돼야 한다는 것이다. 사조위는 "일반적으로 아치 부재의 구조적 특성이 반영되려면 지점부 변위가 발생하지 않는 기초 구조가 돼야 하며, 지점 변위를 허용한다면 아치 솟음을 충분히 감안한 계획이 수반돼야 한다"고 강조했다. 또 "준공 초기부터 문제점이 발생된 시설물에 대해선 그 문제에 대한 주기적인 점검과 계측 등의 모니터링이 수반될 필요가 있다"는 의견을 냈다.   chojw@newspim.com 2023-03-30 15:42
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