과학핫이슈
내년 상반기 3차 발사 시작으로 2027년까지 고도화 사업
한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)에 실린 성능검증위성과 위성 모사체가 21일 2차 발사에서 궤도에 안착했다.
대한민국은 이로써 세계 7번째로 1톤(t) 이상인 실용적 규모의 인공위성을 우주 발사체에 실어 자체 기술로 쏘아올린 우주 강국의 반열에 올랐다.
누리호는 이날 오후 4시에 발사돼 성능검증 위성과 위성 모사체 분리를 성공적으로 마쳤다.
이에 따라 누리호 위성 모사체와 성능검증 위성은 계획대로 지표면 기준 700㎞ 고도에서 초속 7.5km 의 속도로 지구 주위를 돌고 있다.
한국항공우주연구원(항우연)이 발사 성공 확인 후 공개한 누리호 온보드 영상(누리호에 달린 카메라로 찍은 영상)에서 보이는 지구는 푸른 색이었다.
누리호는 순수 국내 기술로 설계·개발된 최초의 우주 발사체다.
2013년 3차 발사에서 성공한 누리호(KSLV-Ⅰ)은 2단만 국내 기술로 개발됐고 1단은 러시아에 의존했다.
이와 달리 누리호는 위성을 쏘아올린 75톤(t)급·7t급 액체 연료 엔진으로부터 발사체에 탑재된 위성을 보호하는 덮개인 페어링에 이르기까지 핵심 기술과 장비 모두를 국내 연구진이 개발했다.
특히 향후 대형·소형 발사체 개발에 지속적으로 활용할 수 있는 75t급 엔진의 성능을 성공적으로 입증함에 따라 앞으로의 우주 개발의 발판을 만들었다는 평가가 나온다. 이 엔진은 한화에어로스페이스[012450]가 납품한 것이다.
누리호 1단에는 이 75t 엔진 4기가 ‘클러스터링’으로 묶여 마치 하나의 300t 엔진처럼 작동했다. 누리호 2단에는 이 엔진 1기가 쓰였다.
한국은 1990년대부터 과학로켓 개발에 본격적으로 뛰어들었으며, 고체연료 방식의 첫 과학로켓인 KSR-Ⅰ을 1993년 6월 발사하면서 우주를 향한 발돋움을 시작했다. 1998년 6월에는 고체엔진 기반 2단형 중형과학로켓 KSR-Ⅱ를, 2002년 11월에는 첫 액체추진 과학로켓 KSR-Ⅲ를 쏘아올리며 기술력을 쌓았다.
이어 한국은 러시아와 공동으로 100㎏급 소형 위성 발사체인 나로호(KSLV-I)를 개발해 2009년부터 2013년까지 총 3차례 발사했다. 2009년 8월 25일과 2010년 6월 10일 등 첫 2차례 발사에는 실패했지만, 2013년 1월 30일에 세번째 시도로 성공했다.
나로호 성공 후 한국항공우주연구원(항우연)은 자체 발사체 개발에 돌입했다. 2018년에는 75t급 액체 엔진 성능을 시험하기 위한 1단 로켓인 누리호 시험발사체(TLV) 발사를 성공적으로 끝마쳤다.
지난해 10월 21일에는 누리호 1차 발사가 있었다. 당시 1단 분리, 페어링 분리, 2단 분리가 정상적으로 이뤄졌으나, 3단 엔진의 연소 시간이 계획보다 46초 짧아, 1.5t짜리 위성 모사체를 지구 저궤도에 안착시키는 목표 달성에는 실패했다.
항우연은 1차 발사에서 확인된 3단 로켓의 문제점을 면밀히 조사해 2차 발사를 앞두고 기술적 개선조치를 마쳤다.
절치부심하며 1차 발사의 문제점을 개선했지만 악천후와 기계적 결함이 겹치면서 지난 주에만 두차례 발사 일정이 미뤄졌다.
당초 2차 발사 예정일이었던 이달 15일을 하루 앞둔 지난 14일 고흥군 일대에 강풍이 불어 발사 일정이 하루씩 늦춰졌다.
15일에는 비바람이 가라앉았지만 기립 후 1단 산화제 탱크 레벨센서 신호에서 이상이 감지됨에 따라 문제 파악을 위해 다시 조립동으로 돌아와야 했다.
누리호 1·2단을 아예 분리해야 할 수도 있고 발사 일정을 올해 가을까지 또 미뤄야만 할 수도 있다는 우려까지 나왔으나, 항우연은 기술점검을 벌여 문제가 발견된 핵심부품만을 교체하는 방식으로 문제를 해결했다.
이번 성공을 계기로 항우연이 2027년까지 총 6천874억원을 들여 추진 중인 ‘한국형 발사체 고도화 사업’도 탄력을 받을 전망이다.
누리호를 향후 4차례 더 발사해 기술의 신뢰성을 제고하고, 발사체 기술을 민간에 이전해 미국의 ‘스페이스X’와 같은 국내 우주산업체를 육성·지원하는 것이 사업의 주 내용이다.
누리호 3차 발사는 내년 상반기로 예정돼있다.
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